DE102011089194A1 - Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils sowie mit dem Verfahren herstellbares Bauteil - Google Patents

Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils sowie mit dem Verfahren herstellbares Bauteil Download PDF

Info

Publication number
DE102011089194A1
DE102011089194A1 DE102011089194A DE102011089194A DE102011089194A1 DE 102011089194 A1 DE102011089194 A1 DE 102011089194A1 DE 102011089194 A DE102011089194 A DE 102011089194A DE 102011089194 A DE102011089194 A DE 102011089194A DE 102011089194 A1 DE102011089194 A1 DE 102011089194A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
shell
component
core
layer
melting
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.)
Ceased
Application number
DE102011089194A
Other languages
English (en)
Inventor
Eckart Uhlmann
Jens Günster
Cynthia Gomes
André BERGMANN
Kamilla Urban
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Bundesanstalt fuer Materialforschung und Pruefung BAM
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Bundesanstalt fuer Materialforschung und Pruefung BAM
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
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV, Bundesanstalt fuer Materialforschung und Pruefung BAM filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102011089194A priority Critical patent/DE102011089194A1/de
Priority to PCT/EP2012/073672 priority patent/WO2013092123A1/de
Priority to EP12812180.3A priority patent/EP2794152B1/de
Priority to US14/366,778 priority patent/US20140349132A1/en
Publication of DE102011089194A1 publication Critical patent/DE102011089194A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive 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
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1039—Sintering only by reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/23—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces involving a self-propagating high-temperature synthesis or reaction sintering step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/02—2 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/38—Meshes, lattices or nets
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12361—All metal or with adjacent metals having aperture or cut
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322—Composite web or sheet

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils (10), welches eine Hülle (12) und optional eine innerhalb der Hülle (12) befindliche Gitterstruktur (14) aus einem Hüllmaterial umfasst sowie ferner eine, einen Innenraum der Hülle (12) füllende Kernstruktur (16) aus einem Kernmaterial. Das Verfahren umfasst die Stufen: (a) generativer Aufbau zumindest einer, entlang einer Schnittebene des Bauteils (10) verlaufenden Schicht der Hülle (12) und optional zumindest einer Schicht der Gitterstruktur (14) aus einem partikulären Werkstoff (18) des Hüllmaterials oder zumindest eines Edukts desselben mittels eines Strahlschmelzverfahrens; und (b) Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen eines in dem Innenraum der zumindest einen Schicht der Hülle (12) befindlichen nanopartikulären Werkstoffs (20) des Kernmaterials oder zumindest eines Edukts desselben zur Ausbildung der Kernstruktur (14) des Bauteils (10). Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes, mit dem Verfahren herstellbares kompaktes Bauteil.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung, insbesondere zur zumindest teilweisen generativen Fertigung, eines kompakten Bauteils, welches eine Hülle umfasst sowie ferner eine, einen Innenraum der Hülle füllende Kernstruktur. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein solches, durch das Verfahren herstellbares Bauteil.
  • Generative Fertigungsverfahren zeichnen sich durch den Aufbau von Bauteilen aus formlosen, insbesondere pulverförmigen Werkstoffmaterialien aus. Es handelt sich somit um materialaufbauende Verfahren, wohingegen materialabtragende Fertigungsverfahren das Bauteil grundsätzlich aus Halbzeugen oder kompakten Werkstücken herstellen. Darüber hinaus kommen generative Fertigungsverfahren ohne Formwerkzeugen aus. Die generativen Fertigungsverfahren der Gruppe der Strahlschmelzverfahren sind in der Lage, hochkomplexe Bauteilgeometrien zu erzeugen. Laut VDI-Richtlinie 3404 werden folgende Verfahren unter dem Oberbegriff des Strahlschmelzens zusammengefasst: Laser Forming, Selective Laser Melting (SLM), Laser-Cusing, Electron Beam Melting (EBM) und Direktes-Metall-Laser-Sintern (DMLS).
  • Insbesondere ist bekannt, die gesamte Bauteilgeometrie generativ in einem Strahlschmelzprozess aufzubauen. Im Vorfeld der eigentlichen Fertigung werden hierfür zunächst die notwendigen Bauteilinformationen in Form von 3D-CAD-Daten bereitgestellt. Sodann wird das CAD-Bauteilmodell mittels spezieller Software rechnerisch in übereinander liegende Schichten (Schichtebenen) definierter Schichtdicke zerlegt (dieser Vorgang wird auch als Slicen bezeichnet) und die Schichten in einzelne Laservektoren zerlegt (Hatchen). Der sich anschließende Strahlschmelzprozess umfasst drei sich zyklisch wiederholende Phasen. In der ersten Phase wird eine Substratplatte um die vordefinierte Schichtdicke gemäß dem zuvor durchgeführten Slice-Vorgang abgesenkt. In der zweiten Phase wird eine Schicht des Werkstoffpulvers mit einem Beschichter auf die Substratplatte aufgebracht. In der dritten Phase werden gemäß den ermittelten Laservektoren die Konturflächen des Bauteils in der aufgebrachten Pulverschicht unter Verwendung eines Lasers, etwa eines diodengepumpten Festkörper-Faserlasers, vollständig lokal aufgeschmolzen. Abhängig vom Werkstoff kommt es dabei zum Erschmelzen oder Sintern des Materials und somit zu einer Verfestigung des pulverförmigen Materials entsprechend der Bauteilgeometrie der Schicht. Diese Schritte werden wiederholt, bis die letzte Bauteilschicht erzeugt ist. Abschließend wird die verfestigte Struktur von dem nicht-verfestigten Pulver befreit, welches aufbereitet und erneut dem generativen Prozess zugeführt werden kann.
  • In Weiterentwicklung der zuvor beschriebenen Vorgehensweise kann in die so erzeugte äußere Hülle eines Bauteils die Schmelze eines reinen Metalls oder einer Metalllegierung gegossen werden, um eine Kernstruktur auszubilden. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise bekannt, dass Kupfer- oder Aluminiumlegierungen als Kernwerkstoff verwendet werden. Das Ergebnis sind beispielsweise Werkzeugeinsätze, die aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des Kerns eine gleichmäßig hohe Kühlwirkung erreichen.
  • Um die Aufbaurate generativer Fertigungsverfahren zu erhöhen, ist ferner bekannt, die Laserleistung gezielt zu erhöhen, wobei derzeit eine Laserleistung von etwa 1 kW erreicht wird. Da die Erhöhung der Leistung bei konstantem Laserstrahldurchmesser zu einer vermehrten Spritzerbildung führt, wird bei diesem Lösungsansatz der Strahldurchmesser auf bis zu 1 mm vergrößert und das bestehende Strahlprofil, welches einer Gauß'schen Verteilung entspricht, gestreut. Um der hierbei sinkenden Oberflächengüte zu begegnen, kann ein Mehrstrahlkonzept eingesetzt werden, welches die Bearbeitung mit unterschiedlichen Laserleistungen und Fokusdurchmessern ermöglicht.
  • Abhängig vom verarbeiteten Materialsystem, ist ferner bekannt, so genannte Grünkörper mittels generativer Fertigungsverfahren aufzubauen, die in einem anschließenden Prozessschritt zur Festigkeitserhöhung einer thermischen Behandlung unterzogen werden. Eine solche thermische Behandlung ist für die meisten Verbundwerkstoffe oder keramischen Werkstoffsysteme unumgänglich, was für den Einsatz dieser Verfahren in der Massenproduktion abträglich ist.
  • DE 10 2005 055 524 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers beispielsweise für Zahnkeramiken, wobei ein Grünkörper aus einem Werkstoffpulver wie beispielsweise SiO2 mit einer profilierten Oberflächenkontur durch herkömmliche Umformungsverfahren, wie Pressen oder Gießen, durch materialabtragende Verfahren oder durch auftragende Verfahren, wie 3D-Printen oder Abscheiden, hergestellt wird und anschließend die Oberfläche durch Laserbestrahlung gesintert und somit verfestigt wird. Abschließend wird loses, nicht gesintertes Werkstoffpulver entfernt.
  • Darüber hinaus sind nanopartikuläre oder nanostrukturierte Werkstoffe als Fügematerialien zum Verbinden von Bauteilen bekannt.
  • So ist aus DE 10 2007 020 289 A1 ein Fügeverfahren zum Verbinden zweier Bauteile bekannt, bei dem zwischen die Fügeflächen der Bauteile eine Schicht eines nano- oder mikrostrukturierten Werkstoffs aufgebracht wird und anschließend eine exotherme Reaktion des nano- oder mikrostrukturierten Werkstoffs ausgelöst wird. Infolge der Wärmefreisetzung kommt es zu einem partiellen Aufschmelzen und Verbinden des Bauteilmaterials. Optional können zwischen dem nano- oder mikrostrukturierten Werkstoff und den Fügeflächen der Bauteile noch Schichten eines verbindenden Materials aufgebracht werden.
  • Bei dem aus DE 10 2006 009 159 A bekannten Fügeverfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Verbundsubstrats wird zwischen die zu verbindenden Bauteile eine Schicht eines Sintermaterials aufgebracht und dieses nachfolgend bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck gesintert.
  • Aus DE 10 2008 037 263 A ist ein Lot-Werkstoff in Form einer Dispersion bekannt, die ein Dispersionsmittel und ein in diesem dispergiertes Lot-Pulver aufweist. Das Lot-Pulver besteht aus Nanopartikeln eines Metalls mit mittleren Partikeldurchmessern im Bereich von 20 nm bis 40 nm. Optional kann das Dispersionsmittel ein polymeres Reaktionsharz aufweisen, das unter Wärmeeinwirkung eine Vernetzungsreaktion eingeht. Der Lot-Werkstoff wird zum Verbinden zweier Baueile unter Wärmebehandlung verwendet.
  • US 6,033,624 beschreibt verschiedene Verfahren zur Herstellung nanopartikulärer Pulver aus Metallen, Metallcarbiden oder Metalllegierungen sowie ihre Verfestigung zu einem nanostrukturierten Material in einem Formwerkzeug durch Verdichtung, insbesondere durch Vakuumheißverpressen.
  • Hinderlich für den Einsatz der modernen generativen Fertigungsverfahren für die Serienfertigung sind die derzeit niedrigen Aufbauraten im Bereich von 5 bis 20 cm3/h. Um das Einsatzgebiet der Verfahren über die Prototypen- und Einzelteilfertigung hinaus auszuweiten, ist eine Erhöhung der Aufbaurate wünschenswert. Darüber hinaus erreichen die mit heutigen Verfahren generativ aufgebauten Werkstücke aus ausgewählten Werkstoffsystemen, wie beispielsweise keramischen Werkstoffen, häufig nicht die für eine Serienfertigung von Endprodukten erforderlichen Bauteileigenschaften.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum generativen Aufbau eines kompakten Bauteils vorzuschlagen, das sich durch eine erhöhte Aufbaurate sowie durch verbesserte Materialeigenschaften auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils sowie durch ein mit dem Verfahren herstellbares Bauteil mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Das erfindungsgemäße kompakte Bauteil weist eine Hülle und optional eine innerhalb der Hülle befindliche Gitterstruktur jeweils aus einem Hüllmaterial auf. Das Bauteil umfasst erfindungsgemäß ferner eine Kernstruktur aus einem Kernmaterial, welche einen Innenraum der Hülle im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Bei dem Kernmaterial der Kernstruktur handelt es sich insbesondere um ein aus einem nanopartikulären Werkstoff erzeugtes Material. Das Hüllmaterial und/oder das Kernmaterial können identisch oder unterschiedlich sein. Sie sind vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus metallischen Materialien, keramischen Materialien und/oder Gläsern ausgewählt.
  • Durch die Füllung des Innenraums des Bauteils mit einem aus einem nanopartikulären Werkstoff gebildeten Kernmaterial wird ein kompaktes Bauteil erhalten, das gegenüber aus herkömmlichen Pulvermaterialien mit Partikeldurchmessern im Bereich von Mikrometern gefertigten Bauteilen hinsichtlich seiner physikalischen und mechanischen Eigenschaften deutlich überlegen ist. Insbesondere werden Bauteile mit herausragender Stabilität und Festigkeit erzeugt. Vor allem durch die Integration metallischer Gitterstrukturen hoher Zugfestigkeiten innerhalb eines harten und/oder spröden Kernmaterials wird die Fertigung von Bauteilen, die die Vorteile beider Werkstoffgruppen in sich vereinen, möglich. Hohe Dichte, geringere Porosität, hohe Festigkeit sowie verbesserte optische und thermische Eigenschaften der aufzubauenden Werkstücke können mit dem vorliegenden Verfahren erreicht werden.
  • Die Differenzierung des Bauteils in eine Hülle (oder Schale) und gegebenenfalls der inneren Gitterstruktur einerseits sowie der Kernmatrix andererseits erlaubt die Fertigung dreidimensionaler Werkstücke hochkomplexer Geometrie aus komplexen Verbundwerkstoffen. Diese Kombination ermöglicht, die Bauteileigenschaften gezielt einzustellen und an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. Im Sinne von Multifunktionsbauteilen kann die Hülle und gegebenenfalls die innere Gitterstruktur durch geeignete Auswahl der Werkstoffe und der dreidimensionalen Form auf eine bestimmte Funktionalität des aufzubauenden Werkstücks abgestimmt werden. Dabei können der Werkstoff sowie die Form der Kernstruktur entsprechend von der Hülle abweichen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fertigung eines solchen kompakten Bauteils umfasst die Stufen:
    • (a) Generativer Aufbau zumindest einer, entlang einer Schnittebene des Bauteils verlaufenden Schicht der Hülle und optional zumindest einer Schicht der Gitterstruktur aus einem partikulären Werkstoff des Hüllmaterials oder zumindest eines Edukts desselben mittels eines Strahlschmelzverfahrens; und
    • (b) Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen eines in dem Innenraum der zumindest einen Schicht der Hülle befindlichen nanopartikulären Werkstoffs des Kernmaterials oder zumindest eines Edukts desselben zur Ausbildung der Kernstruktur des Bauteils.
  • Der Einsatz des nanopartikulären Werkstoffs führt aufgrund der großen spezifischen Oberfläche von Nanopartikeln zu einer starken Herabsetzung der Aktivierungsenergie. Infolgedessen wird der Energieeintrag für die Aktivierung der Reaktion des Materials reduziert, welcher für das Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen in Stufe (b) erforderlich ist. Die damit einhergehende kürzere Zeit für das Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen führt darüber hinaus zu einer deutlichen Vergrößerung der Aufbaugeschwindigkeit des Bauteils. Zudem weisen Nanopartikel eine wesentlich höhere Reaktivität als beispielsweise Mikropartikel auf. Wenn somit nicht das zu erzeugende Kernmaterial in seiner endgültigen chemischen Struktur als Werkstoff eingesetzt wird, sondern ein chemisches Vorläuferprodukt (Edukt), so wird die zur Auslösung der chemischen Umwandlung erforderliche Energiemenge noch weiter herabgesetzt. Insgesamt ergeben sich durch die Reduzierung des notwendigen Energieeintrags sowie die Beschleunigung der Aufbaugeschwindigkeit (Senkung der gesamten Fertigungszeit) signifikante wirtschaftliche Vorteile in der Fertigung.
  • Unter Gitterstruktur wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine filigrane zwei- oder dreidimensionale, regelmäßige oder unregelmäßige Struktur verstanden, die aus feinen, periodischen, beispielsweise stab-, faden- oder bandförmigen Elementen oder nicht-periodischen Elementen, wie zelluläre und schaumartige Strukturen zusammengesetzt ist. Die Gitterstruktur kann beispielsweise eine netz- oder maschenartige Struktur aufweisen. Die innerhalb der Gitterstruktur vorhandenen Zwischenräume sind vorzugsweise miteinander verbunden und mit dem Kernmaterial vorzugsweise vollständig gefüllt.
  • Es versteht sich, dass der Begriff Werkstoff auch aus mehreren Komponenten bestehende Werkstoffgemische umfassen kann. Unter anderem können auch Vorlegierungen genutzt werden. Sie besitzen den Vorteil, dass der Schmelzpunkt stark reduziert werden kann. Infolgedessen, kann die Aktivierungsenergie weiter reduziert werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird auch der Werkstoff des Hüllmaterials, welches für den generativen Aufbau der Hülle sowie der Gitterstruktur verwendet wird, in nanopartikulärer Form eingesetzt. Hieraus ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich des Energiebedarfs und der Aufbaugeschwindigkeit des Verfahrens sowie der Materialeigenschaften des Bauteils, welche vorstehend bereits angesprochen wurden. Demgegenüber werden herkömmlich für den generativen Aufbau von Bauteilen mittels Strahlschmelzverfahren Pulverwerkstoffe mit mittleren Partikeldurchmessern im Bereich von 10 µm oder größer verwendet.
  • Der nanopartikuläre Werkstoff des Hüllmaterials und/oder des Kernmaterials weist mit Vorzug einen mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 1 bis 500 nm auf. Besonders bevorzugt werden Werkstoffe mit mittlerem Partikeldurchmesser im Bereich von 1 bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 nm, eingesetzt, womit gemeint ist, dass wenigstens eine externe Abmessung eines Partikels in diesen Bereichen liegt. Dabei können bezogen auf die Partikelanzahl wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 60 %, vorzugsweise wenigstens 70 % des nanopartikulären Werkstoffs des Hüll- und/oder des Kernmaterials die genannten mittleren Partikeldurchmesser aufweisen. Die Nanopartikel können eine im Wesentlichen sphärische Form aufweisen aber auch beliebige andere Ausgestaltungen aufweisen, in einem freien ungebundenen Zustand vorliegen oder als Aggregat oder Agglomerat.
  • Der partikuläre Werkstoff des Kernmaterials und/oder der Werkstoff des Hüllmaterials umfasst grundsätzlich Partikel, insbesondere Nanopartikel. Dabei wird der Werkstoff in Form eines Pulvers eingesetzt, das in unterschiedlichen Formen vorliegen kann. Insbesondere kann das Pulver trocken, als Granulat, in Suspension, als Paste oder in anderen Erscheinungsformen aufgebracht werden.
  • Bei dem in Stufe (a) erfolgenden generativen Aufbau der Hülle und gegebenenfalls der Gitterstruktur kommt ein Strahlschmelzverfahren, vorzugsweise das selektive Laserschmelzverfahren (Selective Laser Melting SLM), zum Einsatz. In diesem Fall umfasst die Stufe (a) die Schritte
    • (a1) Aufbringen einer Schicht des partikulären Werkstoffs des Hüllmaterials oder wenigstens eines Edukts desselben und
    • (a2) Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen des ersten Werkstoffs zur Ausbildung einer Schicht der Hülle und gegebenenfalls zumindest der Gitterstruktur durch Einstrahlen von Laserlicht entsprechend einer Kontur des Bauteils entlang der Schnittebene des Bauteils.
  • Es versteht sich, dass der Laser computergesteuert ist, wobei auf 3D-Daten des zu fertigenden Bauteils zugegriffen wird, die durch die eingangs beschriebenen Techniken des Slicens und Hatchens, verarbeitet wurden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann prinzipiell nach zwei unterschiedlichen Arbeitsabläufen durchgeführt werden, nämlich durch einen sequentiellen Aufbau, wobei zunächst die Hülle und gegebenenfalls die Gitterstruktur und anschließend die Kernstruktur gebildet werden, oder einem synchronen (parallelen) Aufbau der genannten Komponenten.
  • Gemäß der sequentiellen Verfahrensweise wird bis zu einer bestimmten Bauteilhöhe des Bauteils, vorzugsweise der Endhöhe des Bauteils, zunächst die Hülle und gegebenenfalls die Gitterstruktur schichtweise durch Wiederholungen der oben genannten Schritte (a1) und (a2) generativ aufgebaut. Anschließend wird der (von nicht-verfestigtem Werkstoff des Hüllmaterials befreite) Innenraum der Hülle mit dem nanopartikulären Werkstoff des Kernmaterials oder zumindest seines Edukts befüllt und dieser Werkstoff durch Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen zur Erzeugung der Kernstruktur des Bauteils umgesetzt. Da nanopartikuläre Werkstoffe in Pulverform nur eine sehr geringe Rieseltendenz aufweisen, kann bei dieser Verfahrensweise das Befüllen der Hülle mit den Nanopartikeln durch Beaufschlagung des Bauteils mit Ultraschall oder durch Lufteindüsung unterstützt werden. Diese Vorgehensweise empfiehlt sich insbesondere im Falle einer feinteiligen inneren Gitterstruktur oder bei sehr komplexen Bauteilgeometrien. Bei der sequentiellen Fertigung kann der gleiche Werkstoff für das Kernmaterial und das Hüllmaterial eingesetzt werden oder es können unterschiedliche Werkstoffe für diese Komponenten verwendet werden.
  • Bei der synchronen Verfahrensweise erfolgt die Fertigung der Hülle und gegebenenfalls der Gitterstruktur sowie die Fertigung der Kernstruktur schichtweise parallel, wobei die Schritte (a) und (b) wiederholt werden, bis eine vorbestimmte Bauteilhöhe des Bauteils erreicht ist. Bei der synchronen Fertigungsweise ist bevorzugt vorgesehen, den gleichen Werkstoff für das Hüllmaterial und für das Kernmaterial zu verwenden. Somit wird aus jeder einzelnen aufgebrachten Schicht des Werkstoffs (Schritt (a1)) zunächst die entsprechende Schicht der Hülle und gegebenenfalls der Gitterstruktur verfestigt (Schritt (a2)) und anschließend die restliche, in dem Innenraum verbleibende Werkstoffschicht verfestigt (Schritt (b)). Diese Schritte werden wiederholt, bis das Bauteil fertig gestellt ist, wobei die Fertigung vorzugsweise mit Schritt (a) abschließt, wenn eine geschlossene Hülle gefertigt werden soll. Die Fertigung der Kernstruktur aus einem anderen Material als das Hüllmaterial ist zwar grundsätzlich auch bei der synchronen Verfahrensweise nicht ausgeschlossen, wegen des Erfordernisses der Entfernung des Werkstoffs des Hüllmaterials jeweils im Anschluss an die Verfestigung der Hülle und gegebenenfalls der Gitterstruktur jedoch deutlich aufwendiger und deswegen weniger bevorzugt.
  • Grundsätzlich bei allen Verfahrensvarianten kann der eingesetzte Werkstoff aus dem eigentlichen Kern- beziehungsweise Hüllmaterial bestehende Partikel enthalten, das heißt in der endgültigen chemischen Form der jeweiligen herzustellenden Materialien. In diesem Fall erfolgt die Verfestigung in Schritt (b) beziehungsweise Schritt (a1) durch Erschmelzen und/oder Sintern und anschließendes Erstarren, ohne dass eine chemische Veränderung des Werkstoffs stattfindet.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform jedoch umfasst der Werkstoff des Kernund/oder des Hüllmaterials wenigstens ein Edukt des Kernmaterials beziehungsweise des Hüllmaterials. In diesem Fall wird durch geeigneten Energieeintrag eine exotherme chemische Reaktion des Edukts zu dem Kern- beziehungsweise Hüllmaterial ausgelöst, wodurch das Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen in Schritt (b) beziehungsweise in Schritt (a1) erfolgt. Beispielsweise kann das wenigstens eine Edukt zwei oder mehr Metalle umfassen, die im Wege der exothermen Reaktion eine intermetallische Phase miteinander ausbilden. Beispielsweise kann der Werkstoff eine Mischung aus Titan und Aluminium umfassen, welche zu einem Titanaluminid wie Ti3Al, TiAl oder TiAl3 reagiert. Weitere Beispiele umfassen eine Nickel/Aluminiummischung, die zu Ni3Al reagiert, eine Nickel/Titanmischung, die zu NiTi reagiert, eine Kupfer/Zinnmischung, die zu Cu3Sn oder Cu3Sn5 reagiert, eine Niob/Zinnmischung, welche die intermetallische Phase Nb3Sn ausbildet und viele dergleichen mehr. Ebenfalls ist möglich, dass der Werkstoff des Kernund/oder des Hüllmaterials ein Metall als Edukt umfasst, welches in Gegenwart von Luftsauerstoff ein Oxid auszubilden vermag. Beispielsweise kann hier partikuläres Silber eingesetzt werden, welches zu Silberoxid Ag2O reagiert. Im Falle der Verwendung von reaktiven Edukten als Werkstoff kommt die nanopartikuläre Struktur besonders vorteilhaft zum Tragen, da Nanopartikel eine wesentlich höhere Reaktivität aufweisen und somit weniger Energieeintrag zum Auslösen der chemischen Umwandlung erforderlich ist.
  • Das Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen in Schritt (b) erfolgt insbesondere im Falle der Verwendung eines Edukts des Endmaterials als Werkstoff durch lokale, initiale Zündung und Auslösung einer exothermen chemischen Reaktion, die sich durch das gesamte Material selbsterhaltend fortsetzt. Durch die Wärmefreisetzung im Wege der exothermen Reaktion kommt es zu einem Aufschmelzen und gegebenenfalls Sintern des nanopartikulären Materials und seiner Verfestigung. Die Auslösung einer solchen Reaktion durch Zündung ist allgemein bekannt (siehe beispielsweise DE 10 2007 020 389 A1 ). Grundsätzlich bei sämtlichen einsetzbaren Werkstoffen kann das Erschmelzen, Sintern und Verfestigen auch durch externe Wärme- beziehungsweise Druckzuführung etwa in einem Ofen gegebenenfalls in kontrollierter Atmosphäre verursacht werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche. Die Erfindung soll nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 Beispiel für einen Verfahrensablauf zur Fertigung eines kompakten Bauteils mit sequentieller Fertigung der Hülle und der Kernstruktur nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung
  • 2 Beispiel für einen Verfahrensablauf zur Fertigung eines kompakten Bauteils mit sequentieller Aufbau der Hülle und der Kernstruktur nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung und
  • 3 Beispiel für einen Verfahrensablauf zur Fertigung eines kompakten Bauteils mit synchronem Aufbau der Hülle und der Kernstruktur nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung die verschiedenen Verfahrensstufen des Verfahrens nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Hülle und gegebenenfalls die Gitterstruktur sowie die Kernstruktur des Bauteils sequentiell aufgebaut werden. Dabei ist in der linken Spalte jeweils eine Draufsicht auf den Arbeitsbereich dargestellt und in der rechten Spalte eine Schnittansicht gemäß Ebene X-X (siehe Schritt (a1)).
  • Zunächst soll der Aufbau des fertigen Bauteils erläutert werden, welches im letzten Verfahrensschritt (b2) auf der rechten Seite dargestellt ist. Bei dem insgesamt mit 10 bezeichneten Bauteil handelt es sich im dargestellten Beispiel um ein im Wesentlichen kugelförmiges Gebilde. Es umfasst eine im Wesentlichen kugelschalenförmige Hülle 12, welche das gesamte Volumen mit Ausnahme eines oben dargestellten offenen Abschnitts umhüllt. Innerhalb der Hülle 12 ist eine Gitterstruktur 14 angeordnet, welche im Wesentlichen den gesamten Innenraum der Hülle durchsetzt. Die Hülle 12 sowie die Gitterstruktur 14 bestehen aus dem gleichen Material, welches vorliegend als Hüllmaterial bezeichnet wird. Der Innenraum der Hülle 12 beziehungsweise die Zwischenräume der Gitterstruktur 14 ist im Wesentlichen vollständig mit einer Kernstruktur 16 ausgefüllt, die im vorliegenden Beispiel aus einem unterschiedlichen Material besteht, als die Hülle 12 beziehungsweise die Gitterstruktur 14. Alternativ kann die Kernstruktur 16 jedoch auch aus dem gleichen Material bestehen wie die Hülle 12.
  • Es versteht sich, dass die relativ einfachen Bauteilgeometrien der Bauteile nach 1 und 2 lediglich Beispiele zur Erläuterung des Verfahrensprinzips darstellen. Selbstverständlich können auch wesentlich komplexere Bauteilgeometrien mit den vorgestellten Verfahrensweisen hergestellt werden.
  • Der in Schritt (a1) der 1 gezeigte Verfahrensabschnitt stellt eine Phase dar, in der bereits einige Verfahrenszyklen durchlaufen sind und somit bereits eine gewisse Bauteilhöhe aufgebaut wurde. In Schritt (a1) wird eine Schicht eines partikulären Werkstoffs 18 des Hüllmaterials oder eines (reaktiven) Edukts desselben auf eine vertikal bewegliche Arbeitsplatte 22 aufgebracht. Der Werkstoff 18 kann nanopartikulär sein. Der partikuläre Werkstoff 18 kann dabei als trockenes Pulver, als Granulat, als Suspension, als Paste oder dergleichen eingesetzt werden. Geeignete Materialien sind, Metalle und Metalllegierungen, Metalloxide, Keramiken oder Glasmaterialien oder deren chemische Vorläuferverbindungen (Edukte). Eine typische Schichtdicke einer in Schritt (a1) aufgebrachten Schicht liegt im Bereich von 10 bis 100 µm und beträgt in einem typischen Fall beispielsweise 30 µm. Auf der rechten Seite des Schritts (a1) ist erkennbar, dass die Schicht des Werkstoffs 18 noch unverarbeitet auf dem bereits teilweise gefertigten Bauteil aufliegt. Das Bauteil befindet sich auf einer vertikal verstellbaren Arbeitsplatte 22. Die neu aufgebrachte Schicht ist in der Darstellung durch eine horizontale Linie vom übrigen Arbeitsbereich getrennt und übertrieben dick dargestellt.
  • Im nachfolgenden Schritt (a2) wird mittels eines nicht dargestellten computergesteuerten Lasers, insbesondere eines diodengepumpten Festkörper-Faserlasers, die Bauteilkontur entsprechend zuvor ermittelter Laservektoren in dem Werkstoff 18 abgefahren. Dabei kommt es lokal zu einem vollständigen Aufschmelzen und/oder Sintern des Werkstoffs 18 und zu seiner anschließenden Verfestigung, wodurch eine Schicht der Hülle 12 sowie der Gitterstruktur 14 erzeugt wird. Anschließend wird die Arbeitsplatte 22 um die definierte Schichthöhe abgesenkt und die Schritte (a1) und (a2) für die nachfolgende aufzubauende Schicht des Bauteils erneut ausgeführt. Die Schritte (a1) und (a2) werden sooft wiederholt, bis eine vorbestimmte Bauteilhöhe erreicht ist (siehe Schritt (a2')).
  • Sodann wird in einem nachfolgenden Schritt (a3) der nicht verfestigte Werkstoff 18, der sich innerhalb und außerhalb des Bauteils 10 befindet, entfernt. Dieser Vorgang kann durch Ultraschalleinwirkung oder durch den Einsatz von Druckluft erleichtert werden. Zurück bleibt eine im Wesentlichen hohle Hülle 12, die von der Gitterstruktur 14 durchsetzt wird.
  • Nach Abschluss der Verfahrensschritte (a1) bis (a3), mit denen somit der Aufbau der Hülle 12 sowie der Gitterstruktur 14 erfolgt, schließt die Erzeugung der Kernstruktur 16 an. Zu diesem Zweck wird in Schritt (b1) der Innenraum der Hülle 12 mit einem nanopartikulären Werkstoff 20 des Kernmaterials oder zumindest eines Edukts desselben befüllt. Der nanopartikuläre Werkstoff 20 kann dabei als trockenes Pulver, als Granulat, als Suspension, als Paste oder dergleichen eingesetzt werden. Geeignete Materialien sind, Metalle und Metalllegierungen, Metalloxide, Keramiken oder Glasmaterialien oder deren chemische Vorläuferverbindungen (Edukte). Um die vollständige Ausfüllung des Innenraums mit dem Werkstoff 20 zu erleichtern, kann das Bauteil mit Ultraschall beaufschlagt werden oder die Verteilung des Werkstoffs 20 durch Lufteindüsung unterstützt werden.
  • Anschließend erfolgt in Schritt (b2) die Ausbildung der Kernstruktur 16 des Bauteils 10, indem der nanopartikuläre Werkstoff 20 schrumpfungskompensierend erschmolzen, gesintert und/oder verfestigt wird. Handelt es sich bei dem nanopartikulären Werkstoff 20 bereits um das eigentliche Kernmaterial, so kann durch externe Wärmezufuhr beispielsweise in einem Ofen die für das Erschmelzen oder Sintern erforderliche Temperatur dargestellt werden. Im Falle eines reaktiven Edukts des Kernmaterials kann darüber hinaus auch die Reaktion zum Kernmaterial durch lokale Zündung ausgelöst werden. Die einsetzende exotherme Reaktion setzt sich durch das gesamte Werkstoffmaterial 20 fort, führt zu seiner Erwärmung und somit seiner Aufschmelzung beziehungsweise Sinterung.
  • Die Schritte (b1) bis (b2) umfassen somit die Herstellung der Kernstruktur 16. In Abweichung von der dargestellten Vorgehensweise, in welcher die gesamte Kernstruktur 16 durch einmalige Durchführung der Schritte (b1) und (b2) hergestellt wird, kann dies auch abschnittsweise erfolgen, beispielsweise in zwei bis vier Abschnitten. Dies kann sich insbesondere bei sehr komplexen Bauteilstrukturen anbieten.
  • Eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 dargestellt, bei dem die Hülle 12, die Gitterstruktur 14 sowie die Kernstruktur 16 des Bauteils 10 aus gleichem Werkstoff bestehen. Dabei handelt es sich in dem dargestellten Verfahren um eine Variante des Verfahrens nach 1. Es wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform nach 1 eingegangen werden, wobei gleiche Bezugszeichen für übereinstimmende Elemente wie in 1 verwendet werden.
  • Bei dem Bauteil 10 dieses Beispiels handelt es sich um einen geneigten Zylinder mit elliptischer Grundfläche (siehe 2(c)).
  • Der dargestellte Verfahrensablauf zeigt in Schritt (a1) wiederum eine Phase, bei der das Bauteil bereits teilweise gefertigt ist. In Schritt (a1) wird eine Schicht eines nanopartikulären Werkstoffs 18 des Hüllmaterials, das hier gleichzeitig der Werkstoff 20 für das Kernmaterial ist, auf das bereits teilweise gefertigte Bauteil aufgebracht. Im anschließenden Schritt (a2) erfolgt – wie bereits in 1 erläutert – der Aufbau einer Schicht der Hülle 12 sowie der Gitterstruktur 14 im SLM-Verfahren. Die Schritte (a1) und (a2) werden sooft wiederholt, bis in Schritt (a2’) schließlich die gewünschte Bauteilhöhe erreicht ist.
  • In Abweichung zu dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel nach 1 wird nach Abschluss des generativen Aufbaus von Hüll- 12 und Gitterstruktur 14 der sich im Inneren der aufgebauten Struktur befindliche Werkstoff 20 nicht entfernt. Anstelle dessen verbleibt der Werkstoff 20 des Kernmaterials, welcher wie erwähnt hier identisch mit dem Werkstoff 18 des Hüllmaterials ist, im Inneren der Geometrie und wird nun in einem anschließenden Schritt (b) durch Erschmelzen, Sintern und/oder ein anderes Verfestigungsverfahren verfestigt. Wie bereits vorstehend beschrieben, kann zu diesem Zweck eine externe Wärmezufuhr erfolgen oder eine lokale Zündung einer exothermen chemischen Reaktion.
  • Eine dritte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 dargestellt, bei dem die Hülle 12, die Gitterstruktur 14 sowie die Kernstruktur 16 des Bauteils 10 schichtweise und synchron aufgebaut werden. Es wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform nach 1 eingegangen werden, wobei gleiche Bezugszeichen für übereinstimmende Elemente wie in 1 verwendet werden.
  • Bei dem Bauteil 10 dieses Beispiels handelt es sich wie in 2 um einen geneigten Zylinder mit elliptischer Grundfläche (siehe 3(c)).
  • Der dargestellte Verfahrensablauf zeigt in Schritt (a1) wiederum eine Phase, bei der das Bauteil bereits teilweise gefertigt ist. Anders als zuvor beschrieben, ist in dem teilweise gefertigten Bauteil bereits auch die Kernstruktur 16 bis zur aktuellen Arbeitshöhe ausgebildet (s. Schritt (a1), rechte Seite). Dabei wird in Schritt (a1) eine Schicht eines nanopartikulären Werkstoffs 18 des Hüllmaterials, das hier gleichzeitig der Werkstoff 20 für das Kernmaterial ist, auf das bereits teilweise gefertigte Bauteil aufgebracht. Im anschließenden Schritt (a2) erfolgt – wie bereits in 1 erläutert – der Aufbau einer Schicht der Hülle 12 sowie der Gitterstruktur 14 im SLM-Verfahren.
  • In Abweichung zu dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel nach 1 oder 2 wird nun in einem anschließenden Schritt (b) die entsprechende Schicht der Kernstruktur 14 durch Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen des Werkstoffs 20 des Kernmaterials, welches wie erwähnt hier identisch mit dem Werkstoff 18 des Hüllmaterials ist, erzeugt. Wie bereits vorstehend beschrieben, kann zu diesem Zweck eine externe Wärmezufuhr erfolgen oder eine lokale Zündung einer exothermen chemischen Reaktion.
  • Die Schritte (a1) bis (b) werden sooft wiederholt, bis eine vorbestimmte Bauteilhöhe, insbesondere die Endbauteilhöhe des Bauteils 10 erreicht ist.
  • Im dargestellten Beispiel endet das Verfahren mit der Erzeugung der obersten Schicht der Hülle 12, was in Schritt (c) dargestellt ist. Es versteht sich, dass Schritt (c) im Wesentlichen die Verfahrensschritte (a1) und (a2) zur Erzeugung der Hülle 12 umfasst, nämlich das Aufbringen einer weiteren Schicht des Werkstoffs 18, 20 und dessen Verfestigung im SLM-Verfahren.
  • Aus den beispielhaft dargestellten Verfahrensabläufen ist ersichtlich, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein kombiniertes Strahlschmelzverfahren handelt. Während die Hülle 12 und gegebenenfalls die Gitterstruktur 12 durch Strahlschmelzen gefertigt wird, wird die Kernstruktur 16 mit einer abweichenden Technik dargestellt.
  • Selbst in dem Fall der Verwendung identischer Werkstoffe für die Hülle 12 und gegebenenfalls die Gitterstruktur 12 einerseits und die Kernstruktur 16 andererseits, lässt sich das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bauteil, bei dem zumindest die Kernstruktur aus einem nanopartikulären Werkstoff gefertigt ist, von mit einem herkömmlichen Verfahren hergestellten Bauteilen eindeutig mittels eines geeigneten Analyseverfahrens unterscheiden. Hier sind insbesondere die Schliffbildanalyse zur Phasenbestimmung sowie die Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) zur Aufbau- und Strukturanalyse zu nennen. Darüber hinaus lassen sich die eingesetzten Materialien, insbesondere die eingesetzten Legierungselemente mittels EDX-Analyse oder Schliffbildanalyse nachweisen, die Verbundstruktur eines Einkomponentenwerkstoffs mittels Schliffbildanalyse zur Phasenbestimmung, die Verbundstruktur eines Mehrkomponentenwerkstoffs mittels CT-Prüfverfahren oder Ultraschallprüfung, die elementare Zusammensetzung durch Röntgenfluoreszenzanalyse.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zur Neufertigung von Bauteilen als auch zur Reparatur oder Überarbeitung von Bauteilen eingesetzt werden. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen die Medizintechnik, den Maschinenbau, die Gummi und Kunststoff verarbeitende Industrie, den Fahrzeugbau, die Elektrotechnik, die Metallindustrie, keramische Verbundwerkstoffe, Hochtemperaturverbundwerkstoffe, Feinwerktechnik, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, und viele mehr.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Bauteil
    12
    Hülle
    14
    Gitterstruktur
    16
    Kernstruktur
    18
    Werkstoff für das Hüllmaterial
    20
    Werkstoff für das Kernmaterial
    22
    Arbeitsplatte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005055524 A [0007]
    • DE 102007020289 A1 [0009]
    • DE 102006009159 A [0010]
    • DE 102008037263 A [0011]
    • US 6033624 [0012]
    • DE 102007020389 A1 [0033]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • VDI-Richtlinie 3404 [0002]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils (10), welches eine Hülle (12) und optional eine innerhalb der Hülle (12) befindliche Gitterstruktur (14) aus einem Hüllmaterial umfasst sowie ferner eine, einen Innenraum der Hülle (12) füllende Kernstruktur (16) aus einem Kernmaterial, wobei das Verfahren die Stufen umfasst: (a) generativer Aufbau zumindest einer, entlang einer Schnittebene des Bauteils (10) verlaufenden Schicht der Hülle (12) und optional zumindest einer Schicht der Gitterstruktur (14) aus einem partikulären Werkstoff (18) des Hüllmaterials oder zumindest eines Edukts desselben mittels eines Strahlschmelzverfahrens; und (b) Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen eines in dem Innenraum der zumindest einen Schicht der Hülle (12) befindlichen nanopartikulären Werkstoffs (20) des Kernmaterials oder zumindest eines Edukts desselben zur Ausbildung der Kernstruktur (14) des Bauteils (10).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei auch der Werkstoff (18) des Hüllmaterials eine nanopartikuläre Form aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der nanopartikuläre Werkstoff des Hüllmaterials und/oder des Kernmaterials einen mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 1 bis 500 nm, insbesondere im Bereich von 1 bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 nm aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 60 %, vorzugsweise wenigstens 70 %, des nanopartikulären Werkstoffs des Hüllmaterials und/oder des Kernmaterials die mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 1 bis 500 nm, insbesondere im Bereich von 1 bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 nm aufweisen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Stufe (a) folgende Schritte umfasst: (a1) Aufbringen einer Schicht des partikulären Werkstoffs (18) des Hüllmaterials oder wenigstens eines Edukts desselben und (a2) Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen des ersten Werkstoffs zur Ausbildung einer Schicht der Hülle (12) und optional zumindest der Gitterstruktur (14) durch Einstrahlen von Laserlicht entsprechend einer Kontur des Bauteils entlang der Schnittebene des Bauteils (10).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bis zu einer vorbestimmten Bauteilhöhe des Bauteils zunächst die Hülle (12) und gegebenenfalls die Gitterstruktur (14) schichtweise durch Wiederholungen der Schritte (a1) und (a2) generativ aufgebaut wird, anschließend (b1) der Innenraum der Hülle (12) mit dem nanopartikulären Werkstoff (20) des Kernmaterials oder zumindest eines Edukts desselben befüllt wird und (b2) durch Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen die Kernstruktur (14) des Bauteils (10) ausgebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fertigung der Hülle (12) und gegebenenfalls der Gitterstruktur (14) sowie der Kernstruktur (16) schichtweise synchron erfolgt, wobei die Schritte (a) und (b) wiederholt werden, bis eine vorbestimmte Bauteilhöhe des Bauteils (10) erreicht ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Werkstoff des Hüllmaterials und des Kernmaterials identisch sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Werkstoff des Kernmaterials und/oder des Hüllmaterials wenigstens ein Edukt des Kernmaterials beziehungsweise des Hüllmaterials umfasst und das Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen in Schritt (b) beziehungsweise in Schritt (a1) durch Auslösen einer exothermen chemischen Reaktion des wenigstens einen Edukts zu dem Kernmaterials beziehungsweise des Hüllmaterials ausgelöst wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das wenigstens ein Edukt Metalle umfasst, die im Wege der exothermen Reaktion eine intermetallische Phase miteinander ausbilden oder die ein Metalloxid mit Luftsauerstoff ausbilden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erschmelzen, Sintern und/oder Verfestigen in Schritt (b) durch Zündung einer chemischen Reaktion des wenigstens einen Edukts des Kernmaterials ausgelöst wird oder durch externe Wärme- und/oder Druckzuführung.
  12. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Befüllen in Schritt (b1) mit dem nanopartikulären Werkstoff (20) des Kernmaterials, durch Ultraschall oder Lufteindüsung unterstützt wird.
  13. Kompaktes Bauteil (10) herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welches eine Hülle (12) und optional eine innerhalb der Hülle (12) befindliche Gitterstruktur (14) aus einem Hüllmaterial umfasst sowie ferner eine, einen Innenraum der Hülle (12) füllende Kernstruktur (16) aus einem Kernmaterial.
  14. Kompaktes Bauteil (10) nach Anspruch 13, wobei das Hüllmaterial und/oder das Kernmaterial unabhängig voneinander identisch oder unterschiedlich ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus metallischen Materialien, keramischen Materialien und/oder Gläsern.
DE102011089194A 2011-12-20 2011-12-20 Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils sowie mit dem Verfahren herstellbares Bauteil Ceased DE102011089194A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011089194A DE102011089194A1 (de) 2011-12-20 2011-12-20 Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils sowie mit dem Verfahren herstellbares Bauteil
PCT/EP2012/073672 WO2013092123A1 (de) 2011-12-20 2012-11-27 Verfahren zur fertigung eines kompakten bauteils sowie mit dem verfahren herstellbares bauteil
EP12812180.3A EP2794152B1 (de) 2011-12-20 2012-11-27 Verfahren zur fertigung eines kompakten bauteils sowie mit dem verfahren herstellbares bauteil
US14/366,778 US20140349132A1 (en) 2011-12-20 2012-11-27 Method for manufacturing a compact component, and component that can be produced by means of the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011089194A DE102011089194A1 (de) 2011-12-20 2011-12-20 Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils sowie mit dem Verfahren herstellbares Bauteil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011089194A1 true DE102011089194A1 (de) 2013-06-20

Family

ID=47520017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011089194A Ceased DE102011089194A1 (de) 2011-12-20 2011-12-20 Verfahren zur Fertigung eines kompakten Bauteils sowie mit dem Verfahren herstellbares Bauteil

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140349132A1 (de)
EP (1) EP2794152B1 (de)
DE (1) DE102011089194A1 (de)
WO (1) WO2013092123A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150352786A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Raytheon Company Selective composite manufacturing for components having multiple material properties
DE102015201775A1 (de) 2015-02-02 2016-08-04 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von Bauteilen
CN107249789A (zh) * 2015-01-14 2017-10-13 数字金属公司 增材制造方法，处理对象数据的方法、数据载体、对象数据处理器和制造的对象
DE102016207283A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und System zum additiven Erzeugen eines Bauteils
DE102016209933A1 (de) * 2016-06-06 2017-12-07 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
CN107671294A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 通用电气公司 制作热等静压包套以及使用该包套来生产预成型件的热等静压工艺
DE102018202723A1 (de) * 2018-02-22 2019-08-22 MTU Aero Engines AG Verfahren zur herstellung eines bauteils aus einer gradierten tial - legierung und entsprechend hergestelltes bauteil
AT523694A1 (de) * 2020-03-24 2021-10-15 Miba Sinter Austria Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils
CN113770379A (zh) * 2021-08-26 2021-12-10 南方科技大学 基于slm的金属构件3d打印方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8974213B1 (en) * 2013-09-02 2015-03-10 Massivit 3D Printing Technologies Ltd Large shells manufacturing apparatus
EP2862651B1 (de) 2013-10-15 2019-07-17 SLM Solutions Group AG Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung eines großen dreidimensionalen Werkstücks
FR3014339B1 (fr) * 2013-12-06 2016-01-08 Snecma Procede de fabrication d'une piece par fusion selective de poudre
FR3030321B1 (fr) * 2014-12-17 2019-11-15 Safran Electronics & Defense Fabrication par fusion laser d'une piece telle qu'un boitier d'un dispositif optronique ou avionique et pieces associees
GB201500607D0 (en) * 2015-01-14 2015-02-25 Digital Metal Ab Additive manufacturing method, method of processing object data, data carrier, object data processor and manufactured object
DE102015216802A1 (de) 2015-09-02 2017-03-02 MTU Aero Engines AG Verfahren zum Herstellen einer Kapsel für ein heiß-isostatisches Pressen
FR3041889B1 (fr) * 2015-10-06 2020-04-24 Safran Procede de fabrication additive comprenant une etape de pressage isostatique a chaud
WO2017152094A1 (en) * 2016-03-03 2017-09-08 Veloxint Corporation Methods for creating nanocrystalline articles using additive manufacturing
GB201616080D0 (en) * 2016-09-21 2016-11-02 Bae Systems Plc Improved additive layer manufacturing
US11045905B2 (en) * 2017-01-20 2021-06-29 The Boeing Company Method of manufacturing an object from granular material coated with a metallic material and a related article of manufacture
DE102017215321A1 (de) * 2017-09-01 2019-03-07 MTU Aero Engines AG Verfahren zur herstellung eines titanaluminid - bauteils mit zähem kern und entsprechend hergestelltes bauteil
US11571743B2 (en) * 2017-11-13 2023-02-07 General Electric Company Systems and methods for additive manufacturing
DE102017130011A1 (de) * 2017-12-14 2019-01-10 Leistritz Extrusionstechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Metallgegenstands
DE102018203151A1 (de) * 2018-03-02 2019-09-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von einem dreidimensionalen Bauteil
US10520923B2 (en) * 2018-05-22 2019-12-31 Mantle Inc. Method and system for automated toolpath generation
CN113649591A (zh) * 2021-06-28 2021-11-16 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种金属/陶瓷粉末烧结分区的3d打印方法
CN114653946A (zh) * 2022-03-10 2022-06-24 北京航空航天大学 一种TiAl原位复合结构的成形方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309524C2 (de) * 1993-03-24 1998-05-20 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US6033624A (en) 1995-02-15 2000-03-07 The University Of Conneticut Methods for the manufacturing of nanostructured metals, metal carbides, and metal alloys
DE102005055524A1 (de) 2005-11-22 2007-05-24 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines keramischen Formkörpers und nach dem Verfahren hergestellter Formkörper
DE102006009159A1 (de) 2006-02-21 2007-08-23 Curamik Electronics Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Verbundsubstrates sowie Verbundsubstrat
DE102007020389A1 (de) 2007-04-30 2008-11-06 Airbus Deutschland Gmbh Fügeverfahren zum Fügen von Bauteilen
DE102007039035B3 (de) * 2007-08-17 2009-01-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils sowie Verwendung des nach dem Verfahren hergestellten Bauteils
DE102008037263A1 (de) 2008-08-11 2010-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Bleifreier Lot-Werkstoff mit Metall-Nanopartikeln und Verfahren zum Herstellen einer Lot-Verbindung unter Verwendung des Lot-Werkstoffs
DE102009034566A1 (de) * 2009-07-23 2011-02-03 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Tanks für Treibstoff

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5431967A (en) * 1989-09-05 1995-07-11 Board Of Regents, The University Of Texas System Selective laser sintering using nanocomposite materials
US5182170A (en) * 1989-09-05 1993-01-26 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of producing parts by selective beam interaction of powder with gas phase reactant
US7316748B2 (en) * 2002-04-24 2008-01-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Apparatus and method of dispensing small-scale powders
US7261542B2 (en) * 2004-03-18 2007-08-28 Desktop Factory, Inc. Apparatus for three dimensional printing using image layers
US7357887B2 (en) * 2004-04-08 2008-04-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Identifiable structures and systems and methods for forming the same in a solid freeform fabrication system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309524C2 (de) * 1993-03-24 1998-05-20 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US6033624A (en) 1995-02-15 2000-03-07 The University Of Conneticut Methods for the manufacturing of nanostructured metals, metal carbides, and metal alloys
DE102005055524A1 (de) 2005-11-22 2007-05-24 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines keramischen Formkörpers und nach dem Verfahren hergestellter Formkörper
DE102006009159A1 (de) 2006-02-21 2007-08-23 Curamik Electronics Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Verbundsubstrates sowie Verbundsubstrat
DE102007020389A1 (de) 2007-04-30 2008-11-06 Airbus Deutschland Gmbh Fügeverfahren zum Fügen von Bauteilen
DE102007039035B3 (de) * 2007-08-17 2009-01-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils sowie Verwendung des nach dem Verfahren hergestellten Bauteils
DE102008037263A1 (de) 2008-08-11 2010-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Bleifreier Lot-Werkstoff mit Metall-Nanopartikeln und Verfahren zum Herstellen einer Lot-Verbindung unter Verwendung des Lot-Werkstoffs
DE102009034566A1 (de) * 2009-07-23 2011-02-03 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Tanks für Treibstoff

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VDI-Richtlinie 3404

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150352786A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Raytheon Company Selective composite manufacturing for components having multiple material properties
US9694541B2 (en) * 2014-06-09 2017-07-04 Raytheon Company Selective composite manufacturing for components having multiple material properties
CN107249789A (zh) * 2015-01-14 2017-10-13 数字金属公司 增材制造方法，处理对象数据的方法、数据载体、对象数据处理器和制造的对象
DE102015201775A1 (de) 2015-02-02 2016-08-04 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von Bauteilen
US10864714B2 (en) 2015-02-02 2020-12-15 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Method and device for additively producing components
DE102016207283A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und System zum additiven Erzeugen eines Bauteils
EP3254829A1 (de) * 2016-06-06 2017-12-13 EOS GmbH Electro Optical Systems Vorrichtung und verfahren zum generativen herstellen eines dreidimensionalen objekts
US10723071B2 (en) 2016-06-06 2020-07-28 Eos Gmbh Electro Optical Systems Device and method for generatively producing a three-dimensional object
DE102016209933A1 (de) * 2016-06-06 2017-12-07 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
CN107671294A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 通用电气公司 制作热等静压包套以及使用该包套来生产预成型件的热等静压工艺
DE102018202723A1 (de) * 2018-02-22 2019-08-22 MTU Aero Engines AG Verfahren zur herstellung eines bauteils aus einer gradierten tial - legierung und entsprechend hergestelltes bauteil
AT523694A1 (de) * 2020-03-24 2021-10-15 Miba Sinter Austria Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils
AT523694B1 (de) * 2020-03-24 2022-06-15 Miba Sinter Austria Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils
CN113770379A (zh) * 2021-08-26 2021-12-10 南方科技大学 基于slm的金属构件3d打印方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2794152A1 (de) 2014-10-29
WO2013092123A1 (de) 2013-06-27
EP2794152B1 (de) 2021-04-07
US20140349132A1 (en) 2014-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2794152B1 (de) Verfahren zur fertigung eines kompakten bauteils sowie mit dem verfahren herstellbares bauteil
EP2291260B1 (de) Prozesskammer für das selektive laserschmelzen und deren verwendung zum erzeugen eines bauteils
EP2704863B1 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils
DE102015115962B4 (de) Verfahren zur Erzeugung eines metallischen Werkstoffgemischs bei der additiven Fertigung
DE102016208196B4 (de) Verfahren zur generativen Herstellung von dreidimensionalen Verbundbauteilen
EP3166741B9 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils
DE102009051551A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils einer Strömungsmaschine
DE102010046468B4 (de) Generatives Herstellverfahren und Pulver hierzu
WO2011050765A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines bauteils einer strömungsmaschine
EP3069802A1 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils aus einem verbund-werkstoff mit einer metall-matrix und eingelagerten intermetallischen phasen
DE102015113677A1 (de) Additive Fertigung eines Bauteils aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff
DE102015216802A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Kapsel für ein heiß-isostatisches Pressen
WO2011050791A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines bauteils
DE102013224693A1 (de) Verfahren zur beschleunigten Herstellung von Objekten mittels generativer Fertigung
WO2012022297A2 (de) Verfahren zum verbinden einer turbinenschaufel mit einer turbinenscheibe oder einem turbinenring
DE102009018762B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines metallischen Verbundwerkstoffs mit Kohlenstoffnanoröhren sowie eines endformnahen Bauteils aus diesem Verbundwerkstoff
EP2343143A2 (de) Verfahren zur Fertigung von Bauteilen aus Refraktärmetallen
EP3411171A1 (de) Verfahren zum schichtweisen herstellen eines dreidimensionalen hartmetall-körpers
WO2015177128A1 (de) Verfahren zur herstellung keramischer und/oder metallischer bauteile
AT523693B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils
EP3718729B1 (de) Fertigungsverfahren mit additiver bauteilherstellung und nachbearbeitung
DE102020129971A1 (de) 3D-Druck - Kühlstrukturen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final