DE102009020987A1 - Device for the production of three-dimensional object by successive hardening of layers of powdery build-up materials solidifiable by laser radiation or electron radiation on a position, comprises a supporting device and a coating device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung/Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere gebündelter Strahlung wie Laserstrahlung oder Elektronenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt der Objekte entsprechenden Stellen, wobei die Vorrichtung eine Tragvorrichtung zum Tragen des Objektes auf einer dem Objekt zugewandten Oberseite eines Trägers aufweist und eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Aufbaumaterials auf die Tragvorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht, sowie eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen von Schichten des Materials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen vorgesehen sind, wobei der Träger innerhalb eines Baubehälters höhenverlagerbar angeordnet ist.The Invention / innovation relates to a device for the production of three-dimensional objects by successive solidification of layers of a powdery, by means of electromagnetic radiation, in particular bundled Radiation such as laser radiation or electron beam solidify Building material at the respective cross section of the objects corresponding Providing the device with a carrying device for carrying the Object on an object facing the top of a carrier and a coating apparatus for applying layers of the building material on the carrying device or a previously formed layer, as well an irradiation device for irradiating layers of the material the corresponding to the respective cross section of the object bodies are provided, wherein the carrier inside a construction container höhenverlagerbar is arranged.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise durch die Maschine M2 Cusing® bekannt. In dieser Maschine wird pulverförmiges Aufbaumaterial, das in einem Pulvermaterialbevorratungsbehälter bevorratet ist, durch einen in der Baumaterialbevorratungskammer angeordneten Träger nach oben, über ein Bauebenen-Niveau geschoben, der Überstand über dem Bauebenen-Niveau wird mittels einer Beschichtungsvorrichtung, beispielsweise einem Rakel oder Rolle von der Baumaterialbevorratungskammer in Richtung des Baubehälters transportiert und dort als ebene, auf das Bauebenen-Niveau nivellierte Bauschicht angeordnet. Durch die elektromagnetische Strahlungseinwirkung, beispielsweise eines Lasers wird die geschaffene Baumaterialschicht an den das spätere Objekt bildenden Stellen aufgeschmolzen und damit verfestigt. Nach zumindest bereichsweiser Aufschmelzung der ersten Baumaterialschicht wird der Träger im Baubehälter, auf dem die nivellierte Schicht aufgebracht ist, um eine Schichtdicke herabgesenkt. Der auf diese Weise unter dem Bauebenen-Niveau geschaffene Freiraum wird wie bereits im ersten Schritt mittels der Beschichtereinrichtung wiederum mit aus der Baumaterialbevorratungskammer über dessen Träger nach oben gefahrenen Baumaterials, das wiederum in den Baubehälter durch die Beschichtungsvorrichtung verlagert wird, transportiert und nivelliert.Such a device is known for example by the machine M2 Cusing ® . In this machine, powdery building material stockpiled in a powder material storage container is pushed upwardly above a building level by a support disposed in the building material storage chamber, the supernatant above the construction level is removed by means of a coating apparatus such as a squeegee or roller Construction material storage chamber transported in the direction of the building container and there arranged as a level, leveled to the building level level construction layer. As a result of the electromagnetic radiation effect, for example of a laser, the created layer of building material is melted at the points forming the subsequent object and thus solidified. After at least partial melting of the first building material layer, the support in the building container, on which the leveled layer is applied, is lowered by one layer thickness. The free space created in this way below the construction level is, as in the first step, transported and leveled by means of the coater, again with building material driven upwards from the building material storage chamber via its support, which in turn is displaced into the building container by the coating device.
Der Erfindung/Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 derart weiterzubilden, dass für den Bauprozess von wenigstens einem Objekt weniger Pulvermaterial verwendet wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung die Einsparung von Prozesspulvers auf konstruktiv einfache und leicht zu handhabende Art und Weise zu ermöglichen. Darüber hinaus soll diese Aufgabe für möglichst unterschiedliche Objektformen/-größen mit geringem Aufwand gelöst werden.Of the Invention / innovation is the object of a device for the production of three-dimensional objects with the features of the preamble of claim 1 such that for the construction process is used by at least one object less powder material. It is another object of the invention to save process powder in a structurally simple and easy-to-use way to enable. About that addition, this task is meant for preferably different object shapes / sizes can be solved with little effort.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1, des Vorrichtungssystems gemäß Anspruch 32, sowie einem Hilfsträger gemäß Anspruch 33 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–31.These The object is achieved by the features of claim 1, the device system according to claim 32, and a subcarrier according to claim 33 solved. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims 2-31.
Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass an einer Öffnung des Baubehälters ein mit wenigstens einer Ausnehmung versehenes Reduzierelement angeordnet ist und auf dem Träger ein Hilfsträger lösbar befestigt ist, wobei die Ausnehmung des Reduzierelementes mit einem Aufbaubereich des Hilfsträgers zumindest temporär einen einseitig zur Öffnung des Baubehälters hin geöffneten volumenreduzierten Bauraum definiert. Unter dem Begriff „volumenreduzierter Bauraum” soll zum Ausdruck gebracht werden, dass nach Einsetzen des Reduzierelementes und des Hilfsträgers der effektive Bauraum der Vorrichtung gegenüber dem ursprünglichen Bauraum in seinem Volumen reduziert ist. Damit wird der Vorteil verwirklicht, dass der Bauraum quasi variabel an die Größe des zu fertigenden Objektes anpassbar ist und damit die Menge des unverfestigten Prozesspulvers reduziert wird, insbesondere in der Forschung und Entwicklung ist dies vorteilhaft, da dort häufig teures (Pulver-)Baumaterial verwendet wird. Im Stand der Technik muss auch bei dem Aufbau kleinerer Objekte eine Pulverschicht über die gesamte Fläche des Baubehälterträgers aufgetragen werden, wobei nur ein geringer Flächenabschnitt letztlich verfestigt wird.When At the heart of the invention it is considered that at an opening of the building container arranged a provided with at least one recess reducing element is and on the carrier a subcarrier solvable is fastened, wherein the recess of the reducing element with a Construction area of the subcarrier at least temporarily one on one side to the opening of the construction container open Defined volume reduced space. Under the term "volume reduced Space "should be expressed that after inserting the reducing element and the subcarrier the effective space of the device compared to the original space is reduced in its volume. This realizes the advantage that the space is almost variable to the size of the object to be manufactured is customizable and thus the amount of unconsolidated process powder is reduced, especially in research and development this is beneficial since there often expensive (powder) building material is used. In the prior art Even when building smaller objects, a layer of powder must over the the whole area be applied to the construction container carrier, where only a small area section ultimately is solidified.
Dass der volumenreduzierte Bauraum nur temporär einseitig zu einer Öffnung des Baubehälters geöffnet ist, kann mit einer alternativen Ausführungsform beschrieben werden, damit ist es möglich, dem Bauraum in einem späteren Beschichtungsschritt bzw. einer späteren Absenkung des Hilfsträgers derart relativ zu der Ausnehmung des Reduzierelementes zu verlagern, dass der Hilfsbauraum eine weitere Öffnung beschreibt und über diese Öffnung das unverfestigte Baumaterial hindurchrieseln und damit aus dem volumenreduzierten Bauraum gezielt entfernt werden kann.That the volume reduced space only temporarily one - sided to an opening of the Construction container is open, can with an alternative embodiment be described, so it is possible to the space in one later Coating step or a later lowering of the subcarrier so relocate relative to the recess of the Reduzierelementes that the auxiliary space another opening describes and about this opening trickle through the unconsolidated building material and thus out of the Volume-reduced space can be removed specifically.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn sich wenigstens eine Seitenwand des volumenreduzierten Bauraumes im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Reduzierelementes erstreckt. Der volumenreduzierte Bauraum weist vorzugsweise Seitenwände auf, die den Aufbaubereich des Hilfsträgers umschließen. Beispielsweise kann wenigstens ein Wandelement, das zumindest ein Teil der Seitenwände des volumenreduzierten Bauraumes bildet, einstückig mit dem Reduzierelement ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein weiteres Wandelement auch als separates Bauteil konstruiert sein und sich beispielsweise als flexible Verbindung vom Rand der Ausnehmung des Reduzierelementes bis zum Rand des Aufbaubereiches des Hilfsträgers erstrecken, wobei die Flexibilität derart gewählt/ausgelegt ist, dass diese flexible Seitenwand über die Verfahrstrecke des Aufbaubereiches des Hilfsträgers relativ zu der Ausnehmung des Reduzierelementes im elastischen Bereich verbleibt. Darüber hinaus kann das Wandelement ein plisseeartiges oder teleskopierartiges Wandelement sein. Die Kontur der Ausnehmung des Reduzierelementes ist vorzugsweise punktsymmetrisch zum Zentrum und/oder spiegelsymmetrisch ausgebildet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kontur der Ausnehmung im Wesentlichen identisch mit der Kontur des Aufbaubereiches des Hilfsträgers ist.Furthermore, it is advantageous if at least one side wall of the volume-reduced construction space extends substantially perpendicular to the main extension plane of the reduction element. The volume-reduced installation space preferably has side walls which surround the construction area of the auxiliary support. For example, at least one wall element, which forms at least a part of the side walls of the volume-reduced installation space, may be formed integrally with the reduction element. Alternatively or additionally, another Wall element may also be constructed as a separate component and extending, for example, as a flexible connection from the edge of the recess of the Reduzierelementes to the edge of the body region of the subcarrier, wherein the flexibility is chosen / designed such that this flexible side wall over the travel distance of the body region of the subcarrier relative to the recess of the reducing element remains in the elastic region. In addition, the wall element may be a pleated or telescoping wall element. The contour of the recess of the reducing element is preferably formed point-symmetrical to the center and / or mirror-symmetrical. It is advantageous if the contour of the recess is substantially identical to the contour of the body region of the subcarrier.
Der Hilfsträger ist in einer bevorzugten Ausführungsform säulenartig ausgebildet, wobei er einendseitig mit einer Anschlussplatte versehen ist, um mit dem Träger des Baubehälters auf einfache Weise lösbar befestigt werden zu können.Of the subcarrier is in a preferred embodiment columnar formed, wherein it provided at one end with a connection plate is to go with the carrier of the construction container solvable in a simple manner to be attached.
Im montierten Zustand des Hilfsträgers weist dieser an seinem dem Träger des Baubehälters gegenüberliegenden Endbereich (seinem Aufbaubereich) eine zumindest bereichsweise ebene Fläche auf. Diese ebene Fläche bildet damit den Boden des zumindest temporär einendseitig zur Öffnung des Baubehälters hin geöffneten volumenreduzierten Bauraums. Die ebene Fläche des Hilfsträgers ist vorzugsweise parallel zur Oberseite des Reduzierelementes ausgerichtet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die ebene Fläche des Hilfsträgers während der Verlagerung des Trägers parallel zur Oberseite des Reduzierelementes verschoben wird.in the assembled state of the subcarrier this one indicates to the wearer of the construction container opposite End region (its construction area) an at least partially flat Surface up. This flat surface thus forms the bottom of the at least temporarily one-sided to the opening of the building container open Volume-reduced space. The flat surface of the subcarrier is preferably aligned parallel to the top of the Reduzierelementes. Furthermore, it is advantageous if the flat surface of the subcarrier during the Relocation of the carrier is moved parallel to the top of the Reduzierelementes.
Um weiter Baumaterial einzusparen, ist es vorteilhaft, in einer derartigen Laserschmelzvorrichtung ein Hybridbauverfahren anzuwenden, bei dem das aufzubauende Objekt zum Teil aus einem vorgeschalteten Herstellungsverfahren (z. B. Gießen, aus dem Vollen fräsen, usw.) hergestellt wird und auf wenigstens einen Flächenbereich dieses vorgefertigten Teilobjektes ein weiterer Teil im schichtweisen Aufbauverfahren angebaut wird. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die ebene Fläche des Hilfsträgers und damit auch der Aufbaubereich des Hilfsträgers Befestigungsmittel umfasst, mittels derer ein vorgefertigter Teilobjektgegenstand auf einfache Weise in seiner Ausrichtung und Lage definiert positionierbar ist. Beispielsweise kann ein derartiges Befestigungsmittel ein Zentrierspannsystem umfassen. Auch wenn kein Hybridbauverfahren angewandt wird, können derartige Befestigungsmittel auf der Aufbaufläche des Hilfsträgers vorteilhaft sein, da Objekte auch auf so genannten Trägerplatten aufgebaut werden können, die ein schnelles Entfernen des Objektes aus dem Baubereich erlauben, da die vorgefertigten Platten beispielsweise über Schraubverbindungen mit dem Träger (in diesem Fall dem Hilfsträger) verbunden werden und das Entfernen des Objektes von einem derartigen Träger außerhalb des Bauraumes ausführbar ist, da das Objekt auf der Bauplatte aufgeschmolzen wird und diese außerhalb des Bauraums vom Objekt getrennt werden kann.Around continue to save building material, it is advantageous in such a Laser melting device to apply a hybrid construction method in which the to be built object partly from an upstream manufacturing process (eg casting, mill from solid, etc.) and at least one surface area this prefabricated sub-object another part in layers Construction method is grown. It is advantageous if the flat surface of the subcarrier and thus also the body region of the subcarrier comprises fastening means, by means of which a prefabricated part object object to simple Way defined in its orientation and position is positionable. For example, such a fastening means can be a centering clamping system include. Even if no hybrid construction method is used, such Fastening means on the construction surface of the subcarrier be advantageous since objects are also built on so-called carrier plates can, which allow a quick removal of the object from the construction area, because the prefabricated plates, for example, via screw with the carrier (in this case the subcarrier) be connected and the removal of the object of such carrier outside the installation space is executable, because the object is melted on the building board and this outside of the installation space can be separated from the object.
Insbesondere, wenn stabförmige Hybridbauteile gefertigt werden sollen und ein wesentlicher Anteil der stabförmigen Form von einem vorgefertigten Teilbereich gebildet wird, ist es hilfreich, wenn der Hilfsträger mit einer Ein- oder Durchsteckausnehmung versehen ist, wobei eine Öffnung der Ein- oder Durchsteckausnehmung zur Öffnung des Reduzierelementes hin gerichtet ist. So kann beispielsweise der vorgefertigte Teil eines Objektes über einen am Öffnungsbereich der Ein- oder Durchsteckausnehmung einbringbaren Halteeinsatz befestigt sein und auf dem über den Halteeinsatz hinausstehenden Flächenbereich des vorgefertigten Teilobjektes im generativen Aufbauverfahren das restliche Teilobjekt mittels dem selektiven Laserschmelzen aufgebaut werden. Die Ein- oder Durchsteckausnehmung des Hilfsträgers kann sowohl als Sackloch geformt sein, als auch eine Durchgangsausnehmung sein, wobei es bei letzterer sinnvoll ist, den von der Ein- oder Durchsteckausnehmung geschaffenen Raum sich in einer Durchsteckausnehmung des Trägers fortsetzen zu lassen. Mittels dieser Maßnahmen können auch Bauteile mit selektiv aufgebauten Bereichen versehen werden, die „eigentlich” in dem Bauraum keinen Platz finden würden.Especially, if rod-shaped Hybrid components are to be manufactured and a substantial proportion the rod-shaped Form is formed by a prefabricated subarea, it is helpful if the subcarrier is provided with a single or Durchsteckausnehmung, wherein an opening of the One or through recess for opening the Reduzierelementes directed. For example, the prefabricated part an object over one at the opening area attached to the insertion or Durchsteckausnehmung insertable holding insert his and on the over the holding insert protruding surface area of the prefabricated Part object in the generative construction process the remaining part object be built up by the selective laser melting. The A- or Durchsteckausnehmung the subcarrier can both as a blind hole be formed, as well as a through-hole, wherein it at the latter is useful, that of the single or Durchsteckausnehmung created space continue in a through-hole of the wearer allow. By means of these measures can also components with selectively constructed areas are provided the "actually" in the Space would find no place.
Das im Öffnungsbereich des Baubehälters angeordnete Reduzierelement ist vorteilhafterweise im Wandbereich des Bauraumes lösbar befestigt. In der bevorzugten Ausführungsform schließt die Oberfläche des Reduzierelementes bündig mit der Oberkante des den Bauraum bildenden Wandbereiches ab und liegt vorzugsweise im Bauebenen-Niveau. Ein bündiger Abschluss ist insbesondere deshalb von Vorteil, da damit der Pulvertransport des Rakels nicht unnötig behindert wird und somit das Rakel ausgehend von der Baumaterialbevorratungskammer gleichmäßig und ohne wesentliche Hindernisse das Pulver horizontal verlagern kann. Um die Montage des Reduzierelementes zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, den Öffnungsbereich des Bauraumes wenigstens bereichsweise mit einer Einsatzausnehmung zu versehen, die mit zumindest einer bereichsweise entsprechend geformten Kante des Reduzierelementes korrespondiert. Vorzugsweise sind die derartigen Einsatzausnehmungen mit Gleitschrägen versehen, um ein automatisches Zentrieren des Reduzierelementes beim Ansetzen an den Öffnungsbereichen des Bauraumes zu erreichen und gleichzeitig ein exaktes Positoinieren des Reduzierelementes gefährdende Pulverablagerungen zu vermeiden.The in the opening area of the building container arranged Reduzierelement is advantageously in the wall area of the installation space solvable attached. In the preferred embodiment, the surface of the Flushing element flush with the upper edge of the space forming the wall area from and is preferably at construction level. A flush degree is in particular therefore an advantage, because it does not affect the powder transport of the squeegee unnecessary obstructed and thus the squeegee, starting from the building material storage chamber evenly and without substantial obstacles the powder can shift horizontally. In order to simplify the assembly of the reducing element, it is advantageous the opening area the space at least partially with a Einsatzausnehmung to be provided with at least one area corresponding shaped edge of the Reduzierelementes corresponds. Preferably are such insertion recesses provided with sliding bevels, to an automatic centering of the Reduzierelementes when preparing at the opening areas to achieve the installation space and at the same time an exact Positoinieren the reducing element endangering To avoid powder deposits.
Mit dem Reduzierelement und seiner Ausnehmung sowie dem Hilfsträger und den durch diese Elemente gebildeten volumenreduzierten Bauraum (quasi dem Hilfsbauraum) wird eine Reduktion des benötigten passiven (nicht verfestigten) Pulvermaterials über den gesamten Bauprozess erreicht.With the Reduzierelement and its recess and the subcarrier and the volume-reduced space formed by these elements (quasi the auxiliary space) is a reduction of the required passive (not solidified) Powder material over reached the entire construction process.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird in diesem Zusammenhang auch die Pulverzuführung in den Baubehälter gegenüber dem Stand der Technik verändert, so dass z. B. im Falle einer neben dem Bauraum angeordneten Baumaterialbevorratungskammer, die wiederum mit einem höhenverlagerbaren Träger versehen ist, ebenfalls wie beim Baubehälter am Öffnungsbereich der Baumaterialbevorratungskammer ein Baumaterialbevorratungskammerreduzierelement mit wenigstens einer Öffnung angeordnet ist, wobei auf dem Träger der Baumaterialbevorratungskammer wiederum ein Hilfsträger, in diesem Fall eine Hilfsträgervorrichtung auf dem Träger der Baumaterialbevorratungskammer aufgesetzt ist und in dem durch die Öffnung des Baumaterialbevorratungskammerreduzierelementes und dem Lagerungsbereich der Hilfsträgervorrichtung eine volumenreduzierte Baumaterialbevorratungskammer gebildet wird, in dem das zu bevorratende Pulver angeordnet ist.In an advantageous embodiment In this context, the powder feed into the building container is compared with the State of the art changed, so that z. B. in the case of an arranged next to the space construction material storage chamber, which in turn with a höhenverlagerbaren carrier is provided, also as in the building container at the opening area of the building material storage chamber a building material storage chamber reducing element having at least an opening is arranged, being on the support the building material storage chamber in turn a subcarrier, in In this case, a subcarrier device on the carrier of Building material storage chamber is placed in and through the opening of the Building material storage chamber reducing element and the storage area of Subcarrier device a volume reduced building material storage chamber is formed, in which the powder to be stored is arranged.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das Reduzierelement und das Baumaterialbevorratungskammerreduzierelement und/oder der Hilfsträger und die Hilfsträgervorrichtung im Wesentlichen gleichartig ausgebildet sind. Damit kann bei der Volumenvergrößerung des volumenreduzierten Bauraumes durch Absenkung seines Hilfsträgers ein entsprechendes Volumen an Pulvermaterial aus der Baumaterialbevorratungskammer „gespendet” (z. B. hochgedrückt) werden, indem sich die Hilfsträgervorrichtung der Baumaterialbevorratungskammer eine entsprechende Volumenreduzierung des volumenreduzierten Baumaterialbevorratungskammerraumes ausführt.there it may be advantageous if the reducing element and the building material storage chamber reducing element and / or the subcarrier and the subcarrier device are formed substantially the same. This can be at the Volume increase of the Reduced volume space by lowering his subcarrier corresponding volume of powder material from the building material storage chamber "donated" (eg. pushed up) be by the subcarrier device the building material storage chamber a corresponding volume reduction of the volume reduced building material storage chamber space.
Alternativ dazu kann allgemein festgehalten werden, dass auch bei anderen Dosierungs- und Pulvereinbringarten beispielsweise im Falle eines Siebbeschichters, bei diesem wird das Baumaterial aus einem zumindest zeitweise oberhalb des Baubehälters angeordneten Spendersiebs über Schwerkraft herabgerieselt oder im Falle einer andersartigen über dem Baubehälter verlagerbaren Pulvermaterialspenders die Verwendung des erfindungsgemäßen Reduzierelementes im Baubereich ermöglicht. Hierfür ist der Träger der Baukammer und die Materialspendereinrichtung und/oder die Beschichtungsvorrichtung über einen Rechner angesteuert, der entsprechend der Volumenvergrößerung des volumenreduzierten Bauraumes zumindest das zur Auffüllung der Volumenvergrößerungsdifferenz benötigte Baumaterial bereitstellt. Dies kann in einer beispielhaften Ausführungsform dadurch erreicht werden, indem der Träger der Baukammer und der Träger der Baumaterialbevorratungskammer rechnergesteuert derart verlagerbar sind, dass die Volumenänderung im volumenreduzierten Bauraum mit der Volumenänderung in der wirksamen Baumaterialbevorratungskammer im Wesentlichen übereinstimmt oder geringer ist.alternative it can generally be stated that other dosing and powdering modes, for example in the case of a screen coater, In this case, the building material from an at least temporarily above of the construction container arranged donor screen over Gravity dripped down or, in the case of a different kind of above building container displaceable powder material dispenser the use of the reducing element according to the invention in the construction sector. Therefor is the carrier the building chamber and the material dispensing device and / or the coating device via a Controlled computer, which corresponds to the volume increase of volume-reduced space at least that to replenish the Increase in volume difference needed Building material provides. This may be in an exemplary embodiment be achieved by the support of the building chamber and the carrier of the Building material storage chamber computer controlled so displaced are that volume change in volume-reduced space with the volume change in the effective building material storage chamber essentially coincides or less.
Da sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei der Bildung von kleinen oder im Querschnitt kleinflächigen Objekten eignet, ist es ebenso hilfreich, mehrere derartiger Objekte gleichzeitig in der Vorrichtung herzustellen, indem man vorsieht, dass das Reduzierelement und/oder das Baumaterialbevorratungskammerreduzierelement mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen ist und der Hilfsträger und/oder die Hilfsträgervorrichtung eine entsprechende Anzahl an Aufbaubereiche bildende Oberflächen (Hervorhebungen) aufweist.There in particular the method according to the invention in the formation of small or in cross-section small-scale objects It is also helpful to use several such objects simultaneously in the device by providing that the reducing element and / or the building material storage chamber reducing element with a Plurality of openings is provided and the subcarrier and / or the subcarrier device a corresponding number of surfaces forming construction areas (highlighting) having.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Mehrzahl der Aufbaubereiche jeweils eine in einer gemeinsamen Ebene liegende Aufbauoberfläche aufweist, die vorzugsweise parallel zum Träger und/oder des Bauebenen-Niveaus verläuft.in this connection it is advantageous if the majority of the body areas each has a build-up surface lying in a common plane, preferably parallel to the carrier and / or the construction level.
Um die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Seitenwänden des volumenreduzierten Bauraumes und dem den Boden des volumenreduzierten Bauraumes bildenden Hilfsträgerelement Dichtungsmittel angeordnet sind. Derartige Dichtungsmittel sollen ein unbeabsichtigtes Entweichen des Baumaterials aus dem volumenreduzierten Bauraum in den durch das Reduzierelement, den Hilfsträger sowie durch die Wandelemente abgeschirmten ursprünglichen Bauraum verhindern. Dabei kann das Dichtmittel sowohl am Hilfsträgeraufsatz als auch ergänzend oder zusätzlich an den Seitenwänden befestigt sein.Around the reliability the device according to the invention To improve, it is advantageous if between the side walls of the Volume-reduced space and the bottom of the volume reduced Installation space forming subcarrier element Sealant are arranged. Such sealants are intended an unintentional escape of the building material from the volume-reduced space in through the reducing element, the subcarrier and through the wall elements shielded original Prevent installation space. In this case, the sealant on both the subcarrier attachment as well as supplementary or additionally on the side walls be attached.
Um die Variabilität des Reduzierelementes und des Hilfsträgers zu erhöhen und nicht für unterschiedlich große Objekte jeweils ein entsprechendes Reduzierelement und einen entsprechenden Hilfsträger bereithalten zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn ein den Aufbaubereich bildendes Oberflächenelement als separates Bauteil des Hilfsträgers vorgesehen ist, welches an diesen montierbar ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn in die Ausnehmung des Reduzierelementes wenigstens ein Reduziereinsatz zur Verkleinerung der Ausnehmung anordbar ist. So können beispielsweise die einzelnen Oberflächenelemente zum Ansetzen an den Hilfsträger unterschiedliche Formen und Größen aufweisen und mit entsprechend geformten und dimensionierten Ausnehmungen bildenden Reduziereinsatz, welche in die Ausnehmung des Reduzierelementes einsetzbar sind, korrespondieren. Vorzugsweise weist der Reduziereinsatz eine allseitig umschlossene Öffnung zur Bildung der den volumenreduzierten Bauraum definierenden Ausnehmung auf.In order to increase the variability of the Reduzierelementes and the subcarrier and not having to hold ready for different sized objects each have a corresponding reducing element and a corresponding subcarrier, it is advantageous if a building area forming surface element is provided as a separate component of the subcarrier, which can be mounted on this is. In this context, it is advantageous if at least one reducing insert for reducing the recess can be arranged in the recess of the reducing element. Thus, for example, the individual surface elements for attachment to the subcarrier may have different shapes and sizes and with correspondingly shaped and dimensioned recesses forming reducing insert, which can be used in the recess of the Reduzierelementes correspond. The reducing insert preferably has an opening which is enclosed on all sides tion to form the volume-reduced space defining recess.
Da der Erfindungsgedanke nicht lediglich auf eine Vorrichtung beschränkt ist, ist bereits der Erfindungsgedanke durch einen Hilfsträger zur lösbaren Befestigung auf einen Träger einer Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau eines Objektes mittels eines auf Pulvermaterial einwirkenden Lasers verwirklicht. Ein derartiger Hilfsträger kann auf einfache und unkomplizierte Weise als Nachrüstbausatz für entsprechende Vorrichtungen vorgesehen werden.There the inventive idea is not limited to a device, is already the idea of the invention by a subcarrier to releasable attachment on a carrier a device for layered construction of an object by means of realized on a powder material acting laser. Such a subcarrier Can be easily retrofitted as a retrofit kit for corresponding Devices are provided.
Grundsätzlich ist es vorteilhaft, bei der Verwendung des Hilfsträgers einen Endschalter/-taster vorzusehen, der eine Kollision des Reduzierelementes mit dem Hilfsträger und/oder des Reduzierelementes mit dem Träger verhindert. Dazu kann beispielsweise ein Endschalter/-taster auf dem Hilfsträger unterhalb des sich vertikal erstreckenden Wandabschnittes des Reduzierelementes angeordnet und derart mit dem Rechner und/oder den Stellantrieben des Trägers wirkverbunden sein, dass bei Auslösung des Endschalters/-tasters eine das Reduzierelement und das Hilfselement aufeinanderzufahren lassende Bewegung gehemmt wird.Basically it is advantageous to provide a limit switch / button when using the subcarrier, a collision of the Reduzierelementes with the subcarrier and / or the Reduzierelementes with the carrier prevented. For this purpose, for example, a limit switch / button on the subcarrier below the vertically extending wall portion of the Reduzierelementes arranged and so with the computer and / or the actuators of the carrier be operatively connected, that when tripping the limit switch / button a successive drive the reducing element and the auxiliary element letting the movement be inhibited.
Bei der Verwendung einer Durchsteckausnehmung im Bauraum kann es vorteilhaft sein, auch eine Durchsteckausnehmung an der Hilfsträgervorrichtung vorzusehen.at the use of a Durchsteckausnehmung in the space, it may be advantageous be, also a Durchsteckausnehmung on the subcarrier device provided.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigenThe Invention is based on embodiments closer in the drawing figures explained. These demonstrate
In
Zeichnungsfigur
Ferner
kann an einem weiteren Seitenbereich des Baubehälters
In
den Zeichnungsfiguren
Zwischen
der Seitenwand
Zeichnungsfigur
Das
Reduzierelement
Ferner
weist der Baubehälter
Im
Falle der Verwendung eines Baumaterialbevorratungskammerreduzierelementes
In
einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedanken weist der erfindungsgemäße Hilfsträger
Gemäß Zeichnungsfigur
Die
Mehrzahl an Aufbaubereichen
Die
Zeichnungsfiguren
In
Zeichnungsfigur
In
den Zeichnungsfiguren
In
Zeichnungsfigur
- 1, 1'1, 1'
- Objektobject
- 22
- Laserstrahllaser beam
- 33
- Aufbaumaterialconstruction material
- 44
- Tragvorrichtungcarrying device
- 55
-
Oberseite
v.
6 Top v.6 - 66
- Trägercarrier
- 77
- Beschichtungsvorrichtungcoater
- 88th
- Bestrahlungseinrichtungirradiation device
- 99
- Laserlaser
- 1010
- Scannerscanner
- 1111
- Baubehälterbuilding container
- 1212
-
Aktuator
v.
6 Actuator v.6 - 1313
- BaumaterialbevorratungskammerBuilding material storage chamber
- 1414
- BaumaterialbevorratungskammerträgerBuilding material storage chamber support
- 1515
- Bauebenen-NiveauBuilding levels level
- 1616
- Rakeldoctor
- 1717
- ÜberlaufbehälterOverflow tank
- 1818
-
Träger v.
17 Carrier v.17 - 1919
-
Aktuator
v.
14 Actuator v.14 - 2020
-
Aktuator
v.
18 Actuator v.18 - 2121
- Rechnereinheitcomputer unit
- 22, 22'22 22 '
- Reduzierelementreducer
- 23, 23'23 23 '
-
Ausnehmung
v.
22 Recess v.22 - 2424
-
Öffnung v.
11 Opening v.11 - 2525
- Hilfsträgersubcarrier
- 2626
-
Aufbaubereich
v.
25 Construction area v.25 - 2727
- Bauraumspace
- 2828
- SeitenwandSide wall
- 2929
- Wandelementwall element
- 3030
- Dichtmittelsealant
- 3131
- ungenutzter Bauraumunused space
- 3232
-
Anschlussplatte
v.
25 Connection plate v.25 - 3333
-
Endbereich
v.
25 End area v.25 - 3434
-
Fläche v.
25 Area v.25 - 3535
-
Oberseite
v.
22 Top v.22 - 3636
-
Öffnungsbereich
v.
13 Opening area v.13 - 3737
- BaumaterialbevorratungskammerreduzierelementBaumaterialbevorratungskammerreduzierelement
- 3838
-
Öffnung v.
37 Opening v.37 - 3939
-
Hilfsträgervorrichtung
v.
13 Subcarrier device v.13 - 4040
- EinsatzausnehmungEinsatzausnehmung
- 4141
- Kanteedge
- 4242
-
Ein-/Durchsteckausnehmung
v.
25 Insertion / insertion recess v.25 - 4343
- Innenrauminner space
- 4444
-
Durchsteckausnehmung
V.
6 Push-through recess V.6 - 4545
-
Öffnung v.
42 Opening v.42 - 4646
- Teilobjektsubobject
- 4747
- Halteeinsatzholding insert
- 4848
- Oberflächenelementinterface element
- 4949
- Reduziereinsatzreducer
- 5050
- Öffnungopening
- 5151
- Freiraumfree space
- 5252
-
Flächenabschnitt
v.
46 Area section v.46 - 5353
- Bauplattformbuilding platform
- 5454
- Schraubverbindungscrew
- Ee
-
Ebene
v.
34 Level v.34
Claims (33)
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