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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine
Vorrichtung zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts.
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DE 196 06 128 A1 beschreibt
eine Lasersintervorrichtung mit entsprechendem Lasersinterverfahren,
bei dem eine Geschwindigkeit eines Laserstrahls, der über
eine Strecke geführt wird, in Abhängigkeit von
der Länge der Strecke geändert wird.
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Eine
weitere Lasersintervorrichtung mit entsprechendem Verfahren ist
aus der
EP-1 466 718
A2 bekannt. Die Lasersintervorrichtung hat eine Infrarotkamera,
die während des Herstellungsverfahrens die Temperatur des
Pulverbetts erfasst. In Abhängigkeit der erfassten Temperatur
wird ein Heizstrahler über dem Pulverbett so gesteuert,
dass im gesamten Pulverbett eine gewünschte Temperatur
erreicht wird. Jedoch ist die Messung der Temperatur mit einer gewissen
Ungenauigkeit behaftet, da nur die Temperatur an der oberen Seite
der jeweiligen Schicht gemessen wird. Informationen über
die Temperatur an der unteren Seite der jeweiligen Schicht können
durch die Infrarotkamera nicht erfasst werden. Demzufolge kann entlang
der Baufläche eine inhomogene Reißdehnung des
Objekts in z-Richtung (vertikal zur Baufläche) entstehen.
Insbesondere bei lasergesinterten Polymerteilen sind die mechanischen
Eigenschaften sowie die Maßgenauigkeit stark von der tatsächlichen
Temperatur im unteren Bereich der Pulverschicht abhängig.
Darüber hinaus sind der Aufbau mit der Infrarotkamera sowie
die Regelung der Temperatur des Pulverbetts relativ aufwendig.
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EP-0 764 079 B1 beschreibt
eine weitere Lasersintervorrichtung mit entsprechendem Verfahren. Die
Lasersintervorrichtung hat eine Heizeinrichtung, die zum Aufheizen
einer mit einem Beschichter aufgetragenen Pulverschicht auf eine
für die Sinterung mittels des Laserstrahls erforderliche
Vortemperatur dient. Trotz der Verwendung der Heizeinrichtung kann
es zu Temperaturinhomogenitäten im Bauraum kommen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts vorzusehen,
mit dem bzw. mit der die mechanischen Eigenschaften des hergestellten
Objekts verbessert werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren zum generativen Herstellen eines
dreidimensionalen Objekts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch
die Vorrichtung zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen
Objekts mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In
vorteilhafter Weise können die Reißdehnung, Steifigkeit
(Modul) und Zugfestigkeit des Objekts vor allem aber nicht ausschließlich
in z-Richtung entlang der Baufläche homogenisiert werden,
da die Einflussfaktoren von unterschiedlichen Baufeldtemperaturen
an der Ober- und Unterseite der Pulverschicht, unterschiedlichen
Flächenleistungsdichten der Laserstrahlung bedingt durch
das Laserstrahlprofil, winkelabhängigen Leistungsverlusten
an den Optikgrenzflächen und Laserstrahlabschattungen kompensiert
werden können. Des Weiteren lassen sich mit dem Verfahren
bzw. der Vorrichtung sehr vorteilhaft mechanische Eigenschaften
vor allem aber nicht ausschließlich in z-Richtung beeinflussen,
welche die Biegefestigkeit, Druckfestigkeit, Schlagzähigkeit, Scherfestigkeit,
Wärmeformbeständigkeit beinhalten, ohne aber darauf
beschränkt zu sein. Ebenfalls lassen sich die Dichte des
Objekts, die Verzugsfreiheit des Objekts, die Anzahl und Größe
von Einfallstellen im Objekt, die Oberflächengüte
und die Maßgenauigkeit des Objekts beeinflussen.
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Weitere
Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen
Objekts gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2A links
einen Verlauf eines konstanten Parameters, der einen Energieeintrag
in ein Pulvermaterial bestimmt, und rechts einen Verlauf einer Reißdehnung
des Objekts in z-Richtung; und
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2B links
einen Verlauf eines variablen Parameters, der den Energieeintrag
in ein Pulvermaterial bestimmt, und rechts einen Verlauf einer Reißdehnung
des Objekts in z-Richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Die 1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines
dreidimensionalen Objekts 3 gemäß der
vorliegenden Erfindung, die im Ausführungsbeispiel als
Lasersintervorrichtung ausgebildet ist.
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Die
Lasersintervorrichtung weist einen nach oben hin offenen Rahmen 1 mit
einem darin befindlichen, in vertikaler Richtung bewegbaren Träger 5 auf,
die das herzustellende dreidimensionale Objekt 3 trägt.
Der Träger 5 definiert eine Baufläche
der Lasersintervorrichtung. Der Rahmen 1 und der Träger 5 definieren
im Inneren einen Bauraum. Vorzugsweise bilden der Rahmen 1 und
der Träger 5 einen austauschbaren Wechselrahmen,
der der Lasersintervorrichtung entnommen werden kann. Der Träger 5 ist
mit einer Hubmechanik 4 in Verbindung, die sie in vertikaler
Richtung so verfährt, dass die jeweils zu verfestigende
Schicht des Objekts 3 in einer Arbeitsebene 6 liegt.
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Des
Weiteren ist ein Beschichter 10 zum Aufbringen einer Schicht
eines Pulvermaterials 11 vorgesehen. Als Pulvermaterial 11 können
alle lasersinterbaren Pulver verwendet werden, zum Beispiel lasersinterbare
Polymere wie Polyaryletherketone, Polyarylethersulfane, Polyamide,
Polyester, Polyetter, Polyolefine, Polystyrole, Polyphenylensulfide,
Polyvinylidenfluoride, Polyphenylenoxide, Polyimide deren Copolymere
und Elends, die mindestens eines der vorangehenden Polymere einschließen,
wobei die Auswahl jedoch nicht auf die oben genannten Polymere und
Co polymere beschränkt ist. Besonders geeignete Polyaryletherketone
können aus der Gruppe Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketoneketon (PEKK),
Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketoneketon (PEEKK) und Polyetherketoneetherketoneketon
(PEKEKK) und Polyetheretheretherketon (PEEEK) sowie deren Copolymere
insbesondere mit Polyorylethersulfonen sowie deren Elends ausgewählt
werden, welche mindestens eines der zuvorgenannten Polymere beinhalten.
Besonders geeignete Polyamid-Polymere oder Copolymere und deren Elends
können aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus
Polamid 6/6T, Polyamidelastomeren wie Polyetherblockamide wie z.
B. PEBAX-basierte Materialien, Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid
11, Polyamid 12, Polyamid 612, Polyamid 610, Polyamid 1010, Polyamid
1212, Polyamid PA6T/66, PA4T/46 und Copolymeren besteht, die mindestens
eines der vorgenannten Polymere einschließen. Geeignete
Polyesterpolymere oder Copolymere können aus der aus Polyalkylenterephtholaten
(z. B. PET, PBT) und deren Copolymeren ausgewählt werden.
Geeignete Polyolefinpolymere oder Copolymere können aus
der aus Polyethylen und Polypropylen bestehenden Gruppe ausgewählt
werden. Geeignete Polystyrolpolymere oder Copolymere können
aus der aus syndiotaktischen und isotaktischen Polystyrolen bestehenden
Gruppe ausgewählt werden. Des Weiteren können
Polymere-Kompositpulver verwendet werden, welche Füllstoffe
und/oder Additive neben dem entsprechenden Polymer, Copolymer oder
Elend enthalten. Zu solchen Füllstoffen zählen
beispielsweise Fasern wie z. B. Kohle- oder Glasfasernfasern und
Carbon-Nanotubes, Füllstoffe mit einem geringem Aspektverhältnis
wie z. B. Glaskugeln oder Alugries, mineralische Füllstoffe
wie z. B. Titandioxid. Zu den Additiven zählen u. a. Prozeßhilfsmittel
wie z. B. Rieselhilfsmittel der Aerosil-Serie (z. B. Aerosil 200),
funktionelle Additive wie Hitzestabilisatoren, Oxidationsstabilisatoren,
Farbpigmente (z. B. Graphit und Ruß) und Flammschutzmit tel
(z. B. Organophosphate, polybromierte Kohlenwasserstoffe). Als Pulvermaterial 11 können
auch Metalle, Keramiken, Formsand und Verbundmaterialien verwendet
werden. Als metallhaltiges Pulvermaterial kommen beliebige Metalle und
deren Legierungen sowie Mischungen mit metallischen Komponenten
oder mit nichtmetallischen Komponenten in Frage. Dem Rahmen 1 wird
zunächst das Pulvermaterial 11 aus einem Vorratsbehälter
des Beschichters 10 zugeführt. Der Beschichter 10 wird
danach in einer vorbestimmten Höhe über einen
oberen Rand 2 des Rahmens 1 in der Arbeitsebene 6 verfahren,
so dass die Schicht des Pulvermaterials 11 mit einer definierten
Höhe über der zuletzt verfestigten Schicht liegt.
Die Vorrichtung weist des Weiteren einen Laser 7 auf, der
einen Laserstrahl 8, 8' erzeugt, der durch eine
Ablenkeinrichtung 9 auf beliebige Punkte in der Arbeitsebene 6 fokussiert
wird. Dadurch kann der Laserstrahl 8, 8' das Pulvermaterial 11 an
den Stellen selektiv verfestigen, die dem Querschnitt des herzustellenden
Objekts 3 entsprechen.
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Vorzugsweise
hat die Lasersintervorrichtung eine Heizvorrichtung 12 oberhalb
der Arbeitsebene 6, um eine frisch aufgetragene Pulverschicht
auf eine Temperatur in der Nähe der Schmelztemperatur vorzuheizen.
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Mit
dem Bezugszeichen 100 ist eine Prozesskammer bezeichnet,
in der der Rahmen 1, der Träger 5, die
Hubmechanik 4 und der Beschichter 10 angeordnet
werden können. Die Prozesskammer 100 hat im oberen
Bereich eine Öffnung zur Einleitung des Laserstrahls 8, 8'.
Vorzugsweise wird ein Schutzgas in die Prozesskammer 100 eingeführt.
Es ist ferner eine Steuereinheit 40 vorgesehen, über
die die Vorrichtung in koordinierter Weise zum Durchführen
des Bauprozesses und zum Steuern des Energieeintrags durch den Laser 7 gesteuert
wird.
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Bei
dem Betrieb der Vorrichtung wird in einem ersten Schritt der Träger 5 durch
die Hubmechanik 4 soweit nach unten verfahren, bis ihre
obere Seite um eine Schichtdicke unterhalb der Arbeitsebene 6 liegt.
Dann wird durch den Beschichter 10 eine erste Schicht des
Pulvermaterials 11 auf den Träger 5 aufgebracht
und geglättet. Vorzugsweise wird dann durch die Heizvorrichtung 12 die
Temperatur des obersten Pulvermaterials 11 global auf wenige °C
unterhalb der Schmelztemperatur vorgeheizt. Anschließend
steuert die Steuereinheit 40 die Ablenkeinrichtung 9 derart,
dass der abgelenkte Laserstrahl 8, 8' selektiv
an den Stellen der Schicht des Pulvermaterials 11 auftrifft,
die verfestigt werden sollen. Dadurch wird an diesen Stellen das
Pulvermaterial 11 verfestigt bzw. gesintert, so dass hier
das dreidimensionale Objekt 3 entsteht. Wenn die oberste
Pulverschicht durch die Heizvorrichtung 12 davor global
vorgeheizt wurde, liefert der Laserstrahl 8' nur einen
weiteren Energieeintrag zum Schmelzen des Pulvermaterials 11.
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In
einem nächsten Schritt wird der Träger 5 durch
die Hubmechanik 4 um die Dicke der nächsten Schicht
abgesenkt. Durch den Beschichter 10 wird eine zweite Pulvermaterialschicht
aufgetragen, geglättet, durch die Heizvorrichtung 12 vorerwärmt
und mittels des Laserstahls 8, 8' selektiv verfestigt.
Diese Schritte werden so oft durchgeführt, bis das gewünschte
Objekt 3 hergestellt ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird ein Energieeintrag der energiehaltigen
Strahlung 8' in das Pulvermaterial 11 mittels
einer Tabelle oder einer Funktion bestimmt, wobei die Tabelle oder
die Funktion vorbestimmten Stellen der Baufläche, die durch den
Träger 5 definiert wird, einen vorbestimmten Energieeintrag
des Laserstrahls 8' zuordnet. Vorzugsweise wird der Energieeintrag
so bestimmt, dass eine mechanische Eigenschaft und Dichte des Objekts 3, Einfallstellen
im Objekt 3 sowie Oberflächengüte und Bauteilverzug
im Objekt 3 an den vorbestimmten Stellen der Baufläche
im wesentlichen gleich sind. Beispiele der mechanischen Eigenschaften
sind Reißdehnung, Zugfestigkeit und Modul. Daneben können
aber auch andere mechanische Eigenschaften als Bezugsgröße
verwendet werden.
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Der
Energieeintrag wird durch verschiedene Parameter bestimmt, wie zum
Beispiel die Energiedichte des Laserstrahls 8' in der Baufläche
und eine Geschwindigkeit des Laserstrahls 8' relativ zu
der Baufläche. Demnach kann der Energieeintrag des Laserstrahls 8' erhöht
werden, wenn dessen Energiedichte erhöht oder dessen Geschwindigkeit
verkleinert wird. Umgekehrt kann der Energieeintrag des Laserstrahls 8' verkleinert
werden, wenn dessen Energiedichte verkleinert oder dessen Geschwindigkeit erhöht
wird. Die Energiedichte des Laserstrahls 8' wiederum kann
durch die Laserleistung, die Laser-Spot-Geometrie oder durch eine
Kombination von beiden geändert werden. Der Energieeintrag
pro Flächeneinheit kann auch durch einen variablen Abstand
(Hatch-Abstand) von benachbarten und nacheinander abgefahrenen Belichtungsvektoren
zum Beispiel für Kernbelichtung beeinflusst und über
die Tabelle verändert werden.
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Der
Betrag von zumindest einem der Parameter, die den Energieeintrag ändern,
ist in einer Tabelle abgelegt oder wird durch eine Funktion errechnet.
Vorzugsweise besteht der Parameter, der den Energieeintrag des Laserstrahls 8' bestimmt,
aus einem konstanten Grundwert und einem variablen Offset, wobei
der Offset durch die Tabelle oder die Funktion zugeordnet wird.
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Falls
eine Tabelle verwendet wird, enthält die Tabelle in diesem
Fall verschiedene Offset-Werte für die vorbestimmten Stellen
in der Baufläche. Vorzugsweise werden die Werte zwischen
den vorbestimmten Stellen der Baufläche interpoliert.
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Falls
eine Funktion verwendet wird, kann der Energieeintrag an jeder Stelle
in Echtzeit bestimmt werden.
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Zusätzlich
kann die Tabelle oder die Funktion den Energieeintrag des Laserstrahls 8' an
den vorbestimmten Stellen der Baufläche in Abhängigkeit
von der Bauhöhe über dem Träger 5 bestimmen.
Dadurch ist es möglich, dass das Objekt 3 homogene mechanische
Eigenschaften und eine gute Maßgenauigkeit auch entlang
der z-Richtung (entsprechend der Hochachse der Vorrichtung) aufweist.
Die Änderung des Energieeintrags entlang der Bauhöhe kann
durch eine lineare Skalierung oder durch eine dreidimensionale Tabelle
bzw. dreidimensionale Funktion erfolgen.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Tabelle oder die Funktion vor dem
Herstellen des dreidimensionalen Objekts 3 erstellt. Dadurch
sind in vorteilhafter Weise keine Modifikationen der Vorrichtung
erforderlich.
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Ein
Verfahren zum Erstellen einer derartigen Tabelle oder einer derartigen
Funktion wird unter Bezugnahme auf die 2A und 2B beschrieben.
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Zunächst
werden in der Lasersintervorrichtung Proben wie zum Beispiel Zugstäbe
gemäß ISO 527 hergestellt, von
denen eine mechanische Eigenschaft wie zum Beispiel eine Reißdehnung
zu bestimmen ist. Es wird Pulvermaterial 11 auf den die
Baufläche definierenden Träger 5 der
Vorrichtung oder einer zuvor aufge tragenen Schicht schichtweise
aufgetragen, und das Pulvermaterial 11 wird durch den Laserstrahl 8' so
verfestigt, dass die vielen Proben an den vorbestimmten Stellen
der Baufläche hergestellt werden. Der Laserstrahl 8' hat
im ersten Schritt zum Beispiel eine konstante Leistung entlang der
Baufläche entsprechend der grafischen Darstellung links
in der 2A, wobei sich der Energieeintrag
bei größer werdendem Laserprofil (Laserfokus)
zum Beispiel an den Ecken der Baufläche verringert.
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Anschließend
werden die Proben aus der Vorrichtung entnommen, und die mechanische
Eigenschaft der jeweiligen Proben wird durch ein bekanntes Materialprüfverfahren
(zum Beispiel nach ISO 527) bestimmt. Die so bestimmten
mechanischen Eigenschaften werden dann den vorbestimmten Stellen
der Baufläche entsprechend den Positionen der jeweiligen
Proben zugeordnet. Daraus ergibt sich eine grafische Darstellung
zum Beispiel der Reißdehnung, wie sie rechts in der 2A gezeigt ist.
Hier ist deutlich erkennbar, dass die Reißdehnung an den
Ecken der Baufläche gering ist und zur Mitte hin zunimmt.
Die geringe Reißdehnung an den Ecken der Baufläche
kann durch ein größeres Laserprofil und durch
eine geringere Sintertemperatur erklärt werden, die durch
Wärmekonvektion an den Ecken der Baufläche verursacht
wird. Je mehr Proben über die Baufläche hergestellt
werden, desto besser ist die Auflösung der grafischen Darstellung.
Es hat sich herausgestellt, dass eine Probenzahl von 25 bis 100
homogen über das Baufeld verteilter Probenkörper (zum
Beispiel z-Zugstäbe gemäß ISO
527-2) eine ausreichende grafische Auflösung bei
einer Baufeldgröße von 350 × 350 mm zur
Optimierung zulässt.
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Das
Ziel ist ein homogenes Objekt 3, d. h. zum Beispiel ein
Objekt 3 mit homogenen mechanischen Eigenschaften wie zum
Beispiel die Reißdehnung entlang der gesamten Baufläche
und eine hohe Maßgenauigkeit des Objekts 3. Zu
diesem Zweck werden geänderte Energieeinträge
entsprechend der mechanischen Eigenschaft derart bestimmt, dass
geschätzte mechanische Eigenschaften von Proben an den
vorbestimmten Stellen der Baufläche im Wesentlichen gleich
sind. Unter Berücksichtigung des Verlaufs der Reißdehnung
rechts in der 2A ist demnach in einem zweiten
Schritt der Energieeintrag an den Ecken der Baufläche zu
erhöhen. Zum Beispiel wird die Leistung des Laserstrahls 8' an
den Ecken der Baufläche erhöht, wie dies links
in der 2B gezeigt ist. Es wird also
erneut Pulvermaterial 11 auf den die Baufläche
definierenden Träger 5 der Vorrichtung oder einer
zuvor aufgetragenen Schicht schichtweise aufgetragen, und das Pulvermaterial 11 wird
durch den Laserstrahl 8' mit dem geänderten Energieeintrag
derart verfestigt, dass an den vorbestimmten Stellen der Baufläche
viele Proben hergestellt werden. Anschließend werden die
Proben aus der Vorrichtung entnommen, und die mechanische Eigenschaft
der jeweiligen Proben wird durch das bekannte Materialprüfverfahren
erneut bestimmt. Die so bestimmten mechanischen Eigenschaften werden dann
den vorbestimmten Stellen der Baufläche entsprechend den
Positionen der jeweiligen Proben zugeordnet. Daraus ergibt sich
eine grafische Darstellung zum Beispiel der Reißdehnung,
wie sie rechts in der 2B gezeigt ist. Im Vergleich
der rechten grafischen Darstellungen der 2A und 2B wird deutlich,
dass der Verlauf die Reißdehnung entlang der Baufläche
homogener ist, d. h. ein signifikanter Abfall der Reißdehnung
an den Ecken der Baufläche tritt nicht mehr auf.
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Die
Tabelle oder die Funktion eines der Parameter, die die Energieeinträge
bestimmen, ist im linken Teil der 2B dargestellt
und kann in eine Speichervorrichtung der Steuereinheit 40 gespeichert
und für die Herstellung der dreidimensionalen Objekte 3 verwendet
werden. Vorzugsweise kann nur der Offset gespei chert werden, der
entlang der Baufläche variabel ist und dem konstanten Grundwert
des Energieeintrags hinzu addiert wird. Vorzugsweise kann der Offset
dem Grundwert während der Herstellung des dreidimensionalen
Objekts 3 in Echtzeit hinzu addiert werden.
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Die
vorstehend beschriebenen Schritte des Verfahrens zum Erstellen der
Tabelle oder der Funktion können beliebig oft iterativ
wiederholt werden, um die Homogenität der mechanischen
Eigenschaft und die Maßgenauigkeit des Objekts 3 zu
erhöhen, wobei die geänderten Energieeinträge
den konstanten Energieeintrag ersetzen.
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Vorzugsweise
ordnet die Tabelle oder die Funktion den vorbestimmten Stellen der
Baufläche den bestimmten Energieeintrag des Laserstrahls 8' in Abhängigkeit
von der Bauhöhe über dem Träger 5 zu. Somit
wird der Energieeintrag nicht nur in Abhängigkeit von der
Stelle in der Baufläche bestimmt, sondern auch in Abhängigkeit
von der Höhe der gegenwärtigen Pulverschicht im
Bauraum.
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Vorzugsweise
wird für verschiedene Pulvermaterialien eine eigene Tabelle
oder Funktion erstellt, d. h. die Tabelle oder die Funktion sind
materialabhängig.
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Die
Tabelle oder die Funktion kann alternativ auch theoretisch bestimmt
werden. Zum Beispiel können zu erwartende Änderungen
des Energieeintrags durch die energiehaltige Strahlung 8' an
den vorbestimmten Stellen der Baufläche auf der Grundlage
einer ortsabhängigen physikalischen Beziehung geschätzt
werden. Als ortsabhängige physikalische Beziehung wird
vorzugsweise mindestens eine der folgenden Beziehungen zugrunde
gelegt: eine ortsabhängige Änderung des Profils
der energiehaltigen Strahlung 8' in der Baufläche,
da das Profil des Laserstrahls 8' an den Ecken der Baufläche
zum Beispiel eine winkelabhängige Ellipsenform mit verändertem
Flächeninhalt des Laserfokus annimmt; eine ortsabhängige Änderung
einer Transmissivität der energiehaltigen Strahlung 8' im
Strahlengang zwischen einer Strahlungsquelle 7 und der
Baufläche wie zum Beispiel winkelabhängige Leistungsverluste an
Optikgrenzflächen; eine ortsabhängige Änderung einer
Temperatur des Pulvermaterials 11 in der Baufläche
zum Beispiel durch unterschiedliche Abstände von der Heizvorrichtung 12;
und eine ortsabhängige Änderung eines Absorptionskoeffizienten
des Pulvermaterials 11. Die letztgenannte Beziehung beruht
auf der Tatsache, dass der Energieeintrag von einem winkelabhängigen
Absorptionskoeffizient des Pulvermaterials 11 abhängt,
da insbesondere beim Übergang zur flüssigen Phase
die Reflexion der energiehaltigen Strahlung 8' zunimmt.
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Alternativ
können die Energieeinträge an den vorbestimmten
Stellen in der Baufläche direkt oder indirekt gemessen
werden, und die Tabelle oder die Funktion kann anhand der Messwerte
erstellt werden. Vorzugsweise können die Energieeinträge an
den vorbestimmten Stellen in der Baufläche durch einen
Sensor direkt gemessen werden, oder die Energieeinträge
können an den vorbestimmten Stellen in der Baufläche
indirekt durch Auswerten eines bestrahlten Musters gemessen werden.
Das Muster kann aus mehreren Proben bestehen, es kann aber auch
ein zusammenhängender Körper sein, der über die
Baufläche hergestellt wurde.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auf
Lasersinterprozesse anwendbar, bei denen die Temperatur der obersten
Pulverschicht im Bauraum durch eine separate Heizvorrichtung auf wenige °C
unterhalb der Schmelztemperatur des Pulvermaterials vorerwärmt
wird, wobei die zusätzliche Strahlung durch den La serstrahl 8' einen
weiteren Energieeintrag zum Schmelzen des Pulvermaterials liefert.
Dies ist insbesondere bei der Verwendung von pulverförmigen
Kunststoffmaterial der Fall.
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Der
Schutzumfang beschränkt sich nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele, sondern er umfasst weitere Änderungen
und Abwandlungen, sofern diese innerhalb des durch die beigefügten
Ansprüche definierten Umfangs fallen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur auf Lasersintern
anwendbar, sondern auf alle pulverbasierten, generativen Verfahren,
bei denen pro aufzutragender Schicht ein einziger Werkstoff bzw. ein
einziges Pulvermaterial verwendet wird, welches durch die energiehaltige
Strahlung verfestigt wird. Die energiehaltige Strahlung muss nicht
unbedingt ein Laserstrahl 8' sein, sondern kann zum Beispiel auch
ein Elektronenstrahl sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19606128
A1 [0002]
- - EP 1466718 A2 [0003]
- - EP 0764079 B1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ISO 527 [0027]
- - ISO 527 [0028]
- - ISO 527-2 [0028]