DE102012008371A1

DE102012008371A1 - Verfahren zum Herstellen eines einen Überhang aufweisenden Bauteils durch schichtweisen Aufbau

Info

Publication number: DE102012008371A1
Application number: DE102012008371A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hummel; Philipp Rapp; Frank Schubert; Lothar Kroll; Martin Kausch
Original assignee: Airbus Operations GmbH; Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH; Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-10-31
Also published as: WO2013160198A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines einen Überhang aufweisenden Bauteils (2e), weist das mehrfache Durchführen von Bearbeitungsschritten zum schichtweisen Aufbau des Bauteils auf, wobei diese das Aufbringen eines Schichtabschnitts mit vorbestimmten Abmessungen eines partikelförmigen Werkstoffs in einem vorbestimmten Bereich auf einer Basisschicht und das Erwärmen des Schichtabschnitts mittels einer Wärmequelle derart, dass sich die Partikel des Werkstoffs innerhalb vorbestimmter Abmessungen miteinander verbinden, aufweisen. Ein sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichtabschnitten (16) einstellender lokaler Aufbauwinkel eines Überhangs überschreitet dabei einen vorbestimmten maximalen Aufbauwinkel (α) zu einer Senkrechten der Basisschicht nicht. Damit können hydraulische Querschnitte ohne Zuhilfenahme von Stützstrukturen generativ gefertigt werden, deren kreisförmiger Ersatzdurchmesser einen Wert von 10 mm übersteigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines fluidführenden Bauteils durch schichtweisen Aufbau.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Bestrebung bei der Herstellung von Bauteilen für Fahrzeuge stellt besonders die Gewichtsreduktion zur Verbesserung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs dar. Insbesondere bei Verkehrsflugzeugen werden beträchtliche Anstrengungen unternommen, das Gewicht von Bauteilen zu reduzieren, um einen wirtschaftlicheren Betrieb durch Einsparung von Kraftstoff zu ermöglichen. Dies beschränkt sich nicht nur auf Hauptkomponenten, sondern gilt ebenso für sämtliche Einbauten und Systeme.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Steuerblocks in metallischer Leichtbauweise ist aus DE 10 2006 062 373 A1 bekannt, bei dem ein System von Schaltungselementen mit belastungsgerechten Wandungen ausgeführt ist, die direkt oder mit weiteren Elementen zu einer zusammenhängenden Struktur verbunden und sämtlich durch ein generatives Fertigungsverfahren erzeugt sind.
Hohlräume oder geschlossene Wandungen mit einer Öffnung senkrecht zur Aufbaurichtung, die in Aufbaurichtung eines generativen Schichtbauverfahrens angeordnet sind und durch das Schichtbauverfahren sukzessive verschlossen werden, erfordern ab einer gewissen räumlichen Erstreckung Stützstrukturen. So ist beispielsweise bei kreisrunden Rohrquerschnitten mit einem Durchmesser über 10 mm zu beobachten, dass bei dem Aufbau des sich verjüngenden, verschließenden Abschnitts des Rohrquerschnitts aufgeschmolzener Werkstoff eines Überhangs stets in das darunter liegende Pulverbett einsinkt.
Das Fertigen fluidführender Bauteile in schichtweisem Aufbau mit einem geschlossenen Querschnitt und einer Öffnung senkrecht zur Aufbaurichtung kann deutlichen Mehraufwand durch die notwendigen Tragstrukturen erfordern. Damit werden sowohl die Herstelldauer insgesamt als auch die Kosten durch relativ intensive Nacharbeiten zum Entfernen der Tragstrukturen erhöht, so dass die Wirtschaftlichkeit des hergestellten Bauteils insgesamt reduziert wird.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt demnach darin, ein Verfahren zum Herstellen eines einen Überhang aufweisenden Bauteils vorzuschlagen, das sowohl eine Reduktion der Herstelldauer, der entstehenden Kosten und der notwendigen Nacharbeiten in Bezug auf das Entfernen von notwendigen Stützstrukturen ermöglicht, wobei dennoch das gefertigte Bauteil möglichst die gleichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften aufweisen soll, wie die eines auf andere Arten gefertigten Bauteils.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines einen Überhang aufweisenden Bauteils weist das ein- oder mehrfache Durchführen von Bearbeitungsschritten zum schichtweisen Aufbau des Bauteils auf, mit mindestens dem Aufbringen eines Schichtabschnitts mit vorbestimmten Abmessungen eines partikelförmigen Werkstoffs in einem vorbestimmten Bereich auf einer Basisschicht und dem Erwärmen des Schichtabschnitts mittels einer Wärmequelle derart, dass sich die Partikel des Werkstoffs innerhalb vorbestimmter Abmessungen miteinander verbinden, wobei ein sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichtabschnitten einstellender lokaler Aufbauwinkel eines Überhangs einen vorbestimmten minimalen Aufbauwinkel zu einer Basisschicht nicht unterschreitet.
Die Basisschicht ist dabei als eine Schicht zu verstehen, die vor jedem Aufbringen einer weiteren Schicht bereits vorhanden ist. Zu Beginn des Verfahrens ist die Basisschicht beispielsweise eine Tragstruktur, die aus mehreren Lagen schmelzbaren Werkstoffs hergestellt ist. Alle weiteren darauf aufgebrachten Werkstoffschichten bilden die Basisschicht für die jeweils nachfolgende Schicht aus.
Ein Überhang ist dabei weiterhin als ein solcher Teil eines Schichtabschnitts zu verstehen, unter dem der darunterliegende Schichtabschnitt eine Ausnehmung aufweist. Ein erster Schichtabschnitt kann etwa eine Ausnehmung aufweisen, über die sich ein zweiter Schichtabschnitt mit einer Ausnehmung erstreckt. Ist die Ausnehmung des zweiten Schichtabschnitts gegenüber der Ausnehmung des ersten Schichtabschnitts verjüngt, bilden Kanten der übereinander liegenden Ausnehmungen den Aufbauwinkel, der einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf.
Dieses generative Herstellungsverfahren kann vorzugsweise in Form eines ALM-Verfahrens („Additive Layer Manufacturing”) bei der Konstruktion von Hydrauliksystemen, Ventilblöcken und anderen hydraulischen Einrichtungen mit einem besonders geringen Gewicht, insbesondere für den Einsatz in Verkehrsflugzeugen, angewendet werden. Damit entsteht schichtweise ein räumliches Bauteil mit relativ beliebig komplexer Formgebung. Die Werkstoffeigenschaften sind dabei einem Gußteil ebenbürtig oder überlegen. Als Wärmequelle eignen sich besonders Laser, so dass als besondere Form eines ALM-Verfahrens ein SLM-Verfahren („Selective Laser Melting”) Anwendung findet. Es ist vorteilhaft, in dem erfindungsgemäßen Verfahren pulverförmigen Stahl, Edelstahl, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen oder andere schmelzbare Werkstoffe einzusetzen. Für bestimmte Anwendungsgebiete sind auch Kobalt- und Nickellegierungen bekannt. Für die Anwendung in Fahrzeugen und insbesondere Verkehrsflugzeugen eignet sich besonders pulverförmiges AlSi10Mg sowie TiAl6V4.
Die realisierbaren Schichtdicken sind abhängig von mehreren Faktoren, wie unter anderem der Leistung der eingesetzten Wärmequelle, der erforderlichen Genauigkeit, der Werkstoffeigenschaften und der Nachbearbeitbarkeit. Die kleinstmögliche Grundfläche eines Schichtabschnitts ist von der geometrischen Ausdehnung der Wärmequelle abhängig. Mit besonders feinen Wärmequellen, beispielsweise einem Laserstrahl, kann demnach eine besonders feine Struktur hergestellt werden. Der Vorgang wird unter Anpassung der jeweiligen aufzuschmelzenden Kontur so oft wiederholt, bis das Bauteil fertiggestellt ist.
Die Ausformung eines Rohrquerschnitts ist zudem von der Stützwirkung des der Ausformung umgebenden verfestigten Werkstoffs abhängig. Vorteilhaft kann zum Vereinigen von aufeinander zulaufenden Überhängen eine vollständig abdeckende Schicht generiert werden, wenn der sogenannte Überhangradius oder Endradius einer zu schließenden Öffnung einen bestimmten Wert nicht übersteigt. So sind Überhangradien bis etwa 4 mm mit hinreichender Maßhaltigkeit und Oberflächengüte stützstrukturfrei generativ herstellbar. Mit zunehmendem Radius verringern sich sukzessive die angeführten Qualitätsparameter bis schließlich keine erfolgreiche Fertigung ohne Zuhilfenahme von Stützstrukturen mehr möglich ist. Somit ist der stützenfrei herstellbare Ausformungsquerschnitt begrenzt und stellt für technische Anwendungen bei etwa hydraulischen oder pneumatischen Systemen eine signifikante Limitierung der Systemeigenschaften dar. Zur Lösung der Problemstellung wird ein tropfenförmiger Ausformungsquerschnitt vorgeschlagen, dessen Grundradius eine beliebige Größe und dessen Überhangradius eine von den Qualitätsparametern abgeleitete Größe annehmen kann. Die Verbindung der Radien kann über ebene sowie ein- oder mehrfach gekrümmte Geometriestrukturen erfolgen, wobei die Wahl der lokalen Aufbauwinkel werkstoff- und prozessparameterspezifischen Grenzwinkeln unterliegt. Bei Leichtmetalllegierungen wie etwa A1Si10Mg oder TiAl6V4 liegen diese bei ca. 45°. Die konsequente Vermeidung von zu kleinen Aufbauwinkeln führt dazu, dass der aufgeschmolzene Werkstoff nicht oder nur geringfügig in das Pulverbett einsinkt und dadurch die angeführten Qualitätsparameter positiv beeinflusst werden.
Die Gestaltung des Rohrquerschnitts weicht zwar von einer gewünschten, kreisrunden Form ab, doch können durch die deutlich vereinfachte Fertigung Herstellzeit sowie Kosten durch die eliminierte Nachbearbeitung reduziert werden. Die zu erzielende Festigkeit eines derartigen fluidführenden Elements kann in Abhängigkeit von den geometrischen Gestaltungsparametern nur eine geringfügige Gewichtserhöhung im Vergleich zu konventionellen Rohrquerschnitten bedeuten. Als äußere Begrenzung eines derartig gestalteten fluidführenden Elements ist wiederum ein Kreisquerschnitt vorteilhaft, diese Form kann die zu ertragenden hydraulischen Lasten deutlich erhöhen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein Überhangradius von 4 mm nicht überschritten. Ein Überhangradius ist ein Teil eines oder mehrerer Schichtabschnitte, die einen Überhang abschließen, beispielsweise bei der Herstellung eines Rohrquerschnitts. Der Überhang wird, nachdem der offene Querschnitt Schicht für Schicht mit dem Aufbauwinkel abgedeckt wird, schließlich geschlossen, wobei der zu dem Überhang gebildete Radius einen Wert von 4 mm nicht überschreitet, so dass auch dort ein Einsinken geschmolzenen Werkstoffs nicht zu erwarten ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der partikelförmige Werkstoff ein metallischer Werkstoff. Damit lassen sich Bauteile mit einer hohen Festigkeit und insbesondere Druckfestigkeit beispielsweise für den Einsatz in Hydrauliksystemen herstellen. Zur Erreichung eines besonders niedrigen Gewichts eignen sich hier Leichtmetalllegierungen wie etwa AlSi10Mg oder TiAl6V4. Eine anschließende Wärmebehandlung zur Homogenisierung des Metallgefüges verbessert die Werkstoffeigenschaften noch deutlich.
In einer ebenso vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der partikelförmige Werkstoff ein keramischer Werkstoff, beispielsweise Zirkonoxid (ZrO₂) oder Aluminiumoxid (Al₂O₃). Die Druckfestigkeit liegt im Rahmen der von aus metallischen Partikeln hergestellten Bauteilen, wobei die Vorzüge des keramischen Werkstoffs besonders in dem deutlich reduzierten Gewicht liegen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird nach Abschluss des schichtweisen Aufbaus das hergestellte Bauteil in einer Wärmebehandlungsvorrichtung wärmebehandelt. Damit kann das Gefüge des hergestellten Bauteils derart beeinflusst werden, dass es gleichmäßig über die gesamte räumliche Erstreckung des Bauteils ist, so dass während der Herstellung des Bauteils entstandene Spannungen eliminiert werden. Dies kann etwa das Erwärmen auf eine Zieltemperatur, das Halten einer Zieltemperatur und das gezielte Absenkender Temperatur umfassen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der hergestellte Körper spanend nachbearbeitet. Das Basiselement kann dabei als Referenz- bzw. Bezugsgröße dienen. Damit kann die Maßhaltigkeit des gesamten Bauteils gesichert werden. Beispielsweise kann die Nachbearbeitung das Schleifen, Bohren, Polieren oder andere Arten gängiger Bearbeitungsmethoden umfassen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der hergestellte Körper durch Einbringen einer Beizlösung in Hohlräume des Körpers und das Erregen einer Ultraschallschwingung in der Beizlösung nachbehandelt. Bedingt durch den schichtweisen Aufbau weist der Körper an Kanten, die zur Aufbaurichtung einen Winkel ungleich 0° einschließen, eine treppenartige Kontur auf, wobei die Ausprägung der Treppenstufen von den Schichtdicken abhängig ist. Durch die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung mit Hilfe der Beizlösung kann diese Kontur geglättet werden. Eine Beizlösung im Sinne dieser Erfindung ist eine Säure oder ein Gemisch aus Säuren, wobei sich vorzugsweise Mineralsäuren anbieten, mit oder ohne Zusatz von Flusssäure. Als Mineralsäuren gelten Säuren, die keinen Kohlenstoff enthalten und im Allgemeinen Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure sowie evtl. Phosphorsäure umfassen. Besonders eignet sich eine Mischung aus Salpetersäure und Flusssäure. Das Erregen einer Ultraschallschwingung kann durch Einbringen mindestens einer Sonotrode in der Beizlösung erreicht werden, die mit einem oder mehreren Ultraschallsendern gekoppelt ist. Ultraschallwellen mit einer Frequenz von beispielsweise 20 kHz bis 40 kHz können eine starke Kavitation in der Beizlösung verursachen, deren Effekt zu einem hohen Flüssigkeitsaustausch führt. Dadurch realisiert ein besonders homogener Materialabtrag an dem zu behandelnden Bauteil.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Einbringen der Beizlösung durch Tauchen des Bauteils in einen Behälter erfolgen, der die Beizlösung enthält. Damit kann gewährleistet werden, dass die Beizlösung in sämtliche Hohlräume eindringt. Neben der Behandlung der Oberflächen der Hohlräume wird dabei auch eine Behandlung äußerer Oberflächen erreicht.
In einer weiterhin vorteilhaften Ausführungsform wird die Ultraschallschwingung in dem mindestens einen Hohlraum des Bauteils erzeugt, so dass sich der Materialabtrag auf die technisch wesentlichen Oberflächen konzentrieren.
Zusätzlich kann durch Verwenden des hergestellten Körpers als Anode durch Anlegen einer positiven Spannung und der Sonotrode als Kathode durch Anlegen einer negativen Spannung durch Eintauchen in eine Elektrolytlösung, z. B. eine wässrige Lösung von NaClNaNO₃, ein elektrochemisches Abtragen von Metallionen an dem Körper durchgeführt werden, wobei das Elektrolyt gespalten wird. Die gelösten Metallionen gehen an der Anode Reaktionen mit Teilen des gespaltenen Elektrolytes ein, so dass ein Metallhydroxid anfällt, der sich in einem Tauchbehälter absetzt und entfernt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
1 zeigt in aufeinanderfolgenden Darstellungen den Aufbau eines Rohrabschnitts.
2a und 2b zeigen eine Schnittdarstellung eines Rohrquerschnitts mit unterschiedlichen Verläufen einer Innenkontur.
3 zeigt in aufeinanderfolgenden schematischen Darstellungen eine Variante eines Nachbehandlungsverfahrens.
DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt den Fortschritt bei der Herstellung eines Rohrabschnitts 2e mit einem Querschnitt normal zu einer Aufbaurichtung A. Das Herstellungsverfahren ist generativ, demnach wird beginnend von einer Substratoberfläche 4 Schicht für Schicht mit Hilfe einer Wärmequelle aus einem pulverförmigen Werkstoff entlang einer vorbestimmten Kontur ein feines Segment des Rohrabschnitts generiert, das sich mit einem darunterliegenden Segment verbindet. Es werden verschiedene Stadien eines Rohrabschnitts mit 2a, 2b, 2c, 2d und 2e bezeichnet, wobei Rohrabschnitt 2a ein Anfangsstadium betrifft und 2e ein Endstadium.
In der beispielhaften Darstellung erhält ein Rohrabschnitt 2a zunächst einen kreisrunden Querschnitt 6, der sich in einem Rohrabschnitt 2b entlang der Aufbaurichtung A erstreckt, bis er eine Knickstelle 8 erreicht. Ein offener Querschnitt eines Rohrabschnitts 2c quer zu der Aufbaurichtung A wird sukzessive vergrößert, um einen unteren Teil des quer zu der Aufbaurichtung A verlaufenden Rohrabschnitts 2e zu generieren. Ist die Stelle maximaler Weite erreicht, muss der zur Aufbaurichtung A quer verlaufende Rohrquerschnitt geschlossen werden, was durch eine sukzessive Verschmälerung erreicht wird.
Die schichtweise Verringerung des Abstands von Flanken 10 und 12 des Rohrquerschnitts wird durch einen Aufbauwinkel α begrenzt, der exemplarisch zu einem tropfenförmigen Endquerschnitt 14 führen kann, wenn stets der geringstmögliche Winkel eingehalten wird. In 2a und 2b werden der Aufbauwinkel anhand zwei exemplarischer Schnittdarstellungen gezeigt.
Die Annäherung der Flanken 10 und 12, um eine geschlossene Fläche auszubilden, kann durch schrittweise Verkleinerung der betreffenden Aussparungen in den Schichtabschnitten des generativen Herstellungsverfahrens durchgeführt werden. Die Verkleinerung muss dabei derart begrenzt werden, dass der resultierende Winkel der Flanken 10 und 12 zu der Aufbaurichtung A auf einen Winkel von ≥ 45° begrenzt wird. In der Detaildarstellung gezeigte Schichtabschnitte 15 werden demnach derart angepasst, dass sich abhängig der jeweiligen Dicken hieraus ein gewünschter Aufbauwinkel α ergibt. Die resultierende Form des Rohrquerschnitts 14 quer zu der Aufbaurichtung A ist bei konstant geringstmöglichem Winkel wie in 2b dargestellt demnach tropfenförmig, da ein halbkreisförmiger Querschnittsteil mit einem dreieckigen Querschnittsteil abgedeckt wird.
Lokal kann der Aufbauwinkel auch den Mindestwert übersteigen, so dass auch andere Konturen herstellbar sind, die von einer reinen Tropfenform abweichen. 2a zeigt etwa einen geänderten Rohrquerschnitt 14' durch einen im oberen Teil variabel gewählten Aufbauwinkel α.
Der Abschluss des Rohrquerschnitts 14 kann dann durch einen Schichtabschnitt 15 vollständig geschlossen werden, wenn ein Überhang- bzw. Endradius r, der die zu schließende Öffnung dimensioniert, einen Wert von 4 mm nicht überschreitet. Damit kann das Einsinken flüssigen Werkstoffs in ein Pulverbett verhindert werden. Diese Vorgehensweise wird mit Hilfe eines Ausschnitts von der Spitze des Rohrquerschnitts 14 dargestellt, der zur Übersichtlichkeit als Schnitt C-C in einer Draufsicht gezeigt ist.
Der Rohrquerschnitt 14 kann derart dimensioniert werden, dass die im Wesentlichen gleichen strömungsmechanischen Eigenschaften erreicht werden, wie mit einem kreisrunden Querschnitt.
3 zeigt ein generativ hergestelltes, fluidführendes Bauteil 16 aus einem metallischen Werkstoff mit Systemkomponenten 18 und 20, die jeweils einen Hohlraum 22 und 24 aufweisen, wobei die Systemkomponente 18 in einer geschnittenen Darstellung gezeigt ist. Die Systemkomponente 18 ist beispielhaft zu einer Aufbaurichtung A um einen Winkel β geneigt, so dass der Hohlraum 22 eine treppenstufenartige Oberfläche besitzt. Es gilt, diese durch einen Materialabtrag zu glätten.
Das Bauteil 16 kann in einen Behälter 26 eingetaucht werden, der mit einer Beizlösung 28 gefüllt ist. Diese kann eine Mineralsäure mit oder ohne einen Zusatz von Flusssäure umfassen, wobei die Beizlösung dazu eingerichtet sein muss, den Werkstoff des Bauteils 16 abzutragen. Durch die Dauer des Tauchens kann der Materialabtrag gesteuert werden.
Zum Verbessern des Materialabtrags ist eine Erregung von Ultraschallwellen innerhalb der Hohlräume 22 und 24 vorgesehen, die etwa durch Einbringen von Sonotroden in die Hohlräume 22 und 24 erfolgen kann. Eng benachbarte und miteinander kommunizierende Hohlräume 22 und 24 können durch eine gemeinsame Sonotrode 30 mit Ultraschallwellen beaufschlagt werden, während nicht miteinander kommunizierende Hohlräume den Einsatz mehrerer Sonotroden erfordern kann. Durch Erregen von Ultraschallwellen, etwa in einem Bereich von 20 kHz bis 40 kHz kann ein Kavitationseffekt hervorgerufen werden, der einen hohen Flüssigkeitsaustausch erwirkt, der zu einem sehr homogenen Materialabtrag an den inneren Oberflächen der Hohlräume 22 und 24 führt. Damit werden die Oberflächen der Hohlräume 22 und 24 geglättet und der Reibungswiderstand eines durch dieses Bauteil 16 zu führenden Fluids verringert.
Der Effekt kann weiterhin durch Anregen einer Ultraschallschwingung erreicht werden, wenn die Beizlösung eine Elektrolytlösung ist und zwischen dem Bauteil 16 und der Sonotrode 30 eine Spannung angelegt wird.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein” oder „eine” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006062373 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines einen Überhang aufweisenden Bauteils (2e), aufweisend das mehrfache Durchführen von Bearbeitungsschritten zum schichtweisen Aufbau des Bauteils (2e, 16), mindestens aufweisend: – Aufbringen eines Schichtabschnitts mit vorbestimmten Abmessungen eines partikelförmigen Werkstoffs in einem vorbestimmten Bereich auf einer Basisschicht und – Erwärmen des Schichtabschnitts mittels einer Wärmequelle derart, dass sich die Partikel des Werkstoffs innerhalb vorbestimmter Abmessungen miteinander verbinden, wobei ein sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichtabschnitten (16) einstellender lokaler Aufbauwinkel (α) eines Überhangs einen vorbestimmten minimalen Aufbauwinkel zu der Basisschicht nicht unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Vereinigen von aufeinander zulaufenden Überhängen eines Schichtabschnitts in einem darauffolgenden Schichtabschnitt eine geschlossene Deckfläche mit einem Radius (r) verwendet wird, wobei der Radius (r) eine Erstreckung von 4 mm nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der partikelförmige Werkstoff ein metallischer Werkstoff ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei der partikelförmige Werkstoff ein keramischer Werkstoff ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Abschluss des schichtweisen Aufbaus das hergestellte Bauteil (2e) in einer Wärmebehandlungsvorrichtung wärmebehandelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das aufgebaute Bauteil (2e, 16) spanend nachbearbeitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das aufgebaute Bauteil (2e, 16) an der Oberfläche behandelt wird, aufweisend die Schritte: – Einbringen einer Beizlösung (28) in Hohlräume (22, 24) des Bauteils (2e, 16) und – Erregen einer Ultraschallschwingung in der Beizlösung (28).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Beizlösung (28) eine Säure oder ein Gemisch aus Säuren ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein in der Beizlösung (28) enthaltene Säure eine Mineralsäure ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Beizlösung Flusssäure enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Erregen einer Ultraschallschwingung durch Einbringen mindestens einer Sonotrode (30) in die Beizlösung (28) erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine Sonotrode (30) in mindestens einen Hohlraum (22, 24) des Bauteils (2e, 16) eingeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das Einbringen der Beizlösung (28) durch Tauchen des Bauteils in einen Behälter (26), der die Beizlösung (28) enthält, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 und 11 oder 12, Anlegen einer positiven Spannung an den hergestellten Körper (28) und einer negativen Spannung an der Sonotrode (30), wobei die Beizlösung eine Elektrolytlösung ist.
Rohrabschnitt (2e), der durch ein generatives Fertigungsverfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 14 erzeugt ist, aufweisend einen Querschnitt (14) senkrecht zu einer Aufbaurichtung (A).