-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beseitigungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Beseitigen zumindest von auf einer Pulverplattform oder auf einem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett oder auf einer wenigstens bereichsweise aus einem Pulver des Pulverbettes verfestigten Materialschicht befindlichen Schweißablagerungen in einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten.
-
Neben den abtragenden Fertigungsverfahren zur Erzeugung eines beispielsweise dreidimensional strukturierten Bauteils sind grundlegend auch generative Fertigungsverfahren, wie das selektive Laserschmelzen bzw. das selektive Lasersintern oder das Stereolithografieverfahren oder das Multi Jet Modeling – Verfahren usw., bekannt, mittels welchen komplexe dreidimensional strukturierte Bauteile erzeugt werden können. Insbesondere das selektive Laserschmelzen gehört zu der Gruppe der Strahlschmelzverfahren und wird auch häufig als 3D-Druck-Verfahren bezeichnet. Hierbei wird der zu verarbeitende Werkstoff in Pulverform in einer dünnen Schicht auf einer Grundplatte aufgebracht und mittels insbesondere einer Laserstrahlung lokal vollständig umgeschmolzen, wodurch eine Erstarrung der Pulverschicht in eine feste Materialschicht erfolgt. Nachfolgend wird die Grundplatte um einen Betrag einer Schichtdicke abgesenkt, sodass erneut ein Pulver aufgetragen werden kann, welches wiederum mittels der Laserstrahlung bearbeitet wird. Dieser Zyklus wird solange wiederholt, bis entsprechende Bereiche aller Schichten umgeschmolzen sind und ein fertiges dreidimensionales Bauteil entstanden ist, welches nachfolgend vorteilhaft vom überschüssigen Pulver gereinigt und bei Bedarf nachbearbeitet werden kann. Die durch die (Laser-)Strahlung auf das Pulver aufgebrachte Energie erzeugt entsprechend hohe Temperaturen, welche wiederum zur Bildung von Schweißspritzern während des Prozesses des selektiven Laserschmelzens führen können. Derartige Schweißspritzer bzw. Schweißablagerungen können sich auf dem Pulverbett oder auch auf den bearbeiteten Bereichen und insbesondere dem bereits verfestigten Material ablagern. Wird nun eine weitere Pulverschicht auf dem Pulverbett oder den bearbeiteten Bereichen bzw. dem verfestigten Material aufgebracht, werden folglich die Schweißspritzer in dieser Pulverschicht eingebracht, sodass es bei einer erneuten Bearbeitung der Pulverschicht mittels des Laserelementes zu einer Einbindung der einzelnen Schweißspritzer in die dreidimensionale Struktur des Bauteils kommen kann, sodass es folglich unvorteilhaft zu einer Destabilisierung bei der Bestrahlung bzw. Belichtung der nachfolgenden Schicht kommt. Bei dem Einbringen von derartigen Schweißspritzern innerhalb der Pulverschicht, welche bekannterweise lediglich Schichtstärken im Bereich von 20 bis 100 μm aufweist, kann es folglich zu einer unerwünschten Variation der Schichtstärke der Pulverschicht kommen, wodurch auch Kollisionen mit der Beschichtungseinheit bzw. dem Beschichter, welcher die Pulverschicht aufträgt, nicht vermieden werden können. Des Weiteren ist anzumerken, dass durch das Einbinden von Schweißspritzern innerhalb des dreidimensionalen Materialgefüges die mechanischen Eigenschaften der Bauteile, insbesondere aufgrund entsprechender Defekte innerhalb des dreidimensionalen Gefüges, nachteilig sinken können.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem dreidimensionalen Bauteil und dessen Herstellung mittels beispielsweise eines selektiven Laserschmelzverfahrens bzw. selektiven Lasersinterverfahrens zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es auf die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beseitigungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Beseitigung von Schweißablagerungen zur Verfügung zu stellen, mittels welchen es auf einer einfachen, kostengünstigen und prozesssicheren Art und Weise vermieden werden kann, dass Schweißablagerungen bzw. Schweißspritzer in das dreidimensional aufzubauende Gefüge des Bauteils eingebracht werden.
-
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Beseitigungsvorrichtung zum Beseitigen zumindest von auf einer Pulverplattform oder auf einem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett oder auf einer wenigstens bereichsweise aus einem Pulver des Pulverbettes verfestigten Materialschicht befindlichen Schweißablagerungen in einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten mit den Merkmalen gemäß Anspruchs 1. Des Weiteren wird die voranstehende Aufgabe durch ein Verfahren zur Beseitigung zumindest von auf einer Pulverplattform oder auf einem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett oder auf einer wenigstens bereichsweise aus einem Pulver des Pulverbettes verfestigten Materialschicht befindlichen Schweißablagerungen in einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten mi den Merkmalen gemäß Anspruchs 7 gelöst. Zudem wird die voranstehende Aufgabe mit einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und vorteilhaft auf der erfindungsgemäßen Anlage bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft auf der erfindungsgemäßen Anlage durchgeführt werden.
-
Die erfindungsgemäße Beseitigungsvorrichtung zum Beseitigen zumindest von auf einer Pulverplattform oder auf einem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett oder auf einer wenigstens bereichsweise aus einem Pulver des Pulverbettes verfestigten Materialschicht befindlichen Schweißablagerungen in einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten weist zumindest eine Abstreifeinheit zum Abstreifen der Schweißablagerungen von einer Oberfläche der Pulverplattform oder des Pulverbettes und/oder der Materialschicht, und eine Absaugeinheit zum Absaugen der abgestreiften Schweißablagerungen auf. Die erfindungsgemäße Beseitigungsvorrichtung dient folglich vorteilhaft zum Beseitigen bzw. Reinigen der Pulverplattform bzw. des bereits auf der Pulverplattform befindlichen Pulverbettes sowie vornehmlich der verfestigten Materialschicht, welche später die dreidimensionale Struktur des Bauteils bildet, von Schweißablagerungen, insbesondere von Schweißspritzern, welche während des Fertigungsprozesses entstehen. Insbesondere bei der Verwendung eines Belichtungselementes, wie beispielsweise eines Lasers bzw. Laserelementes, zum Belichten einzelner Bereiche des Pulverbettes bzw. des Pulvers des Pulverbettes zum Umschmelzen des pulverförmigen Werkstoffes und zur Herstellung der festen Materialschicht entstehen insbesondere aufgrund der hohen Temperaturen Schweißspritzer, welche aus dem Bearbeitungsbereich herausfliegen und auf bereits bearbeiteten Flächen oder auch auf der nicht bearbeiteten Oberfläche des Pulverbettes landen. Demzufolge wird als Schweißablagerungen bzw. als Schweißspritzer hierbei folglich aus der Schweißstelle herausgespritzes schmelzflüssiges Schweißgut verstanden. Um ein Einbringen dieser Schweißspritzer innerhalb des dreidimensionalen Gefüges des dreidimensional ausgestalteten Bauteils zu vermeiden, ist es folglich erforderlich, diese Schweißspritzer aus der Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten und insbesondere einer Anlage zum selektiven Laserschmelzen bzw. zum selektiven Laserschweißen zu entfernen, vorteilhaft bevor eine weitere Pulverschicht auf die Pulverplattform bzw. das auf der Pulverplattform aufgebrachte Pulverbett und entsprechend auf die bereits erzeugten verfestigten Materialschichten aufgebracht wird. Hierzu weist die Beseitigungsvorrichtung vorteilhaft eine Abstreifeinheit auf, welche diese Schweißablagerungen vorteilhaft vollständig und zumindest großflächig von der Oberfläche der Pulverplattform oder auch des auf der Pulverplattform befindlichen Pulverbettes und/oder der verfestigten Materialschicht abstreift bzw. löst. So ist es denkbar, dass die Abstreifeinheit derart über die Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes und/oder auch der verfestigten Materialschicht bewegt wird, dass die von der Abstreifeinheit gelösten bzw. abgestreiften Schweißspritzer in Richtung einer Absaugeinheit transportiert werden. Die Absaugeinheit selbst ist vorteilhaft eine Art Absaugpumpe, welche einen Unterdruck zum Absaugen bzw. Einsaugen der abgestreiften Schweißablagerungen erzeugt. So ist es auch denkbar, dass die Absaugeinheit ein Gebläse aufweist, welches einen Luftstrom erzeugt, der wiederum die einzelnen Schweißablagerungen bzw. Schweißspritzer ansaugt. Vorteilhaft werden mit der Abstreifeinheit die einzelnen Schweißspritzer vollständig von der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes und/oder des verfestigten Materials entfernt und mittels der Absaugeinheit aus der Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten und insbesondere einer selektiven Laserschmelzanlage heraus transportiert.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Abstreifeinheit mindestens ein Bürstenelement mit mindestens einer Abstreifborste aufweist. Es ist folglich möglich, dass die Abstreifeinheit selbst ein Bürstenelement ist, welches eine Vielzahl von Abstreifborsten aufweisen kann. Das Bürstenelement selbst kann dabei beispielsweise in Form einer Rundbürste, Topfbürste, Kegelbürste, Pinselbürste, Walzbürste, Streifenbürsten oder Ähnlichem ausgestaltet sein. Als Bürstenelementwerkstoff kommt beispielsweise ein metallischer Werkstoff, wie Eisen oder Aluminium, sowie auch vorteilhaft ein Kunststoffwerkstoff, wie beispielsweise Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyurethan und Ähnliches infrage. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Abstreifborste selbst aus Naturfasern, aus synthetischen Fasern mit oder ohne Schleifmittelbehandlung oder auch aus glatten oder gewellten Metalldrähten oder Ähnlichem besteht. Alternativ oder auch zusätzlich zu dem genannten Bürstenelement wäre es denkbar, dass die Abstreifeinheit auch eine Abstreifkante bzw. eine Abstreifleiste oder ein Schaberelement aufweist, mittels welchem die einzelnen Schweißablagerungen von der Oberfläche der Pulverplattform oder dem Pulverbett und/oder dem verfestigtem Material bzw. der verfestigten Materialschicht abgeschabt werden können. Vorteilhaft weist die Abstreifleiste bzw. der Schaber bzw. das Schaberelement ein metallisches Material, wie beispielsweise ein Eisenmaterial oder ein Aluminiummaterial auf, wobei die Abstreifleiste bzw. das Schaberelement auch aus einem Kunststoffmaterial, wie zuvor genannt, wenigstens bereichsweise bestehen kann. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Abstreifleiste und/oder das Schaberelement auch ein flexibles Material und insbesondere ein kautschukartiges bzw. gummiartiges Material im Bereich der Kontaktfläche zwischen dem Schaberelement bzw. der Abstreifleiste und der Oberfläche der Pulverplattform oder des Pulverbettes und/oder des verfestigten Materials aufweisen können. Vorteilhaft weist die Abstreifleiste bzw. das Schaberelement einen Kontaktbereich auf, welcher sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckt, und sich vorteilhaft über eine definierte Breite bzw. Länge der Pulverplattform erstreckt. Vorteilhaft kann mit der Abstreifleiste bzw. dem Schaberelement die vollständige Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes und demzufolge der verfestigten Materialschicht mit einer einzigen Bewegung der Abstreifleiste bzw. des Schaberelementes in eine definierte Bewegungsrichtung entlang dieser Oberfläche von aufgebrachten Schweißablagerungen bzw. Schweißspritzern befreit werden.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die Abstreifeinheit und insbesondere die Abstreifborste bewegbar, insbesondere rotierbar, um eine sich zumindest abschnittsweise parallel oder senkrecht zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckenden Rotationsachse angeordnet ist. Vorteilhaft erstreckt sich die Oberfläche der Pulverplattform im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbettes und der Oberfläche der verfestigten Materialschicht. Ist die Abstreifborste rotierbar um eine insbesondere senkrecht zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckenden Rotationsachse angeordnet, so agiert die Abstreifborste bzw. das mit der Abstreifeinheit in Verbindung stehende Bürstenelement vorteilhaft in Form einer Topfbürste bzw. Kegelbürste. Hierbei findet die Reinigung bzw. Beseitigung der Schweißablagerungen durch eine vorteilhaft permanente Kontaktierung der Abstreifborste mit der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht statt. Es ist hierbei denkbar, dass die Abstreifborste jeweils in einer definierten Richtung um die Rotationsachse bewegt wird, wobei es zudem auch möglich wäre, dass die Abstreifborste in sich alternierenden bzw. vornehmlich permanent wechselnden Richtungen um die Rotationsachse bewegt werden kann. Ist die Abstreifborste um eine im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckenden Rotationsachse beweglich angeordnet, so agiert die Abstreifborste bzw. das mit der Abstreifborste verbundene Bürstenelement vorteilhaft in Form einer Walzenbürste oder auch einer Streifenbürste. Demzufolge werden die Bürstenelemente bzw. die Abstreifborste vorteilhaft lediglich zeitweise mit der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht in Berührung gebracht, um die Schweißablagerungen abzutragen. Vorteilhaft weist die Abstreifeinheit bei einer Bewegung von rotierbar um eine parallel zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckenden Rotationsachse angeordneten Abstreifborsten vorteilhaft eine Mehrzahl an Abstreifborsten auf, welche derart an der Abstreifeinheit angeordnet sind, dass diese beispielsweise im Wirkprinzip eines Schaufelrades tätig werden, wobei jede Abstreifborste folglich einer Schaufel des Schaufelrades entsprechen würde. Es ist folglich denkbar, dass die Abstreifborste derart mit dem Bürstenelement selbst und damit mit der Abstreifeinheit verbunden ist, dass die Abstreifborste unmittelbar über das Bürstenelement und/oder die Abstreifeinheit bewegt wird. Dies bedeutet, dass folglich die Abstreifborste und das Bürstenelement sowie die Abstreifeinheit selbst eine Bewegung bzw. Rotierung um eine parallel oder senkrecht zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckenden Rotationsachse erfahren können. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Abstreifborste unabhängig von der Bewegung des Bürstenelementes und/oder unabhängig von der Bewegung der Abstreifeinheit angeordnet ist, sodass sich folglich die einzelnen Elemente unabhängig zueinander bzw. voneinander bewegen können. Demzufolge wäre es möglich, dass beispielsweise die Abstreifeinheit sich um eine im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckenden Rotationsachse bewegt, während das Bürstenelement selbst eine zusätzliche Bewegung um eine Rotationsachse erfährt, welche sich senkrecht von der Rotationsachse der Abstreifeinheit weg erstreckt. Demzufolge wäre es möglich, dass auch die Abstreifborste eine unabhängige rotatorische bzw. translatorische Bewegung zu den einzelnen rotatorischen Bewegungen der Abstreifeinheit bzw. des Bürstenelementes erfährt. Es ist des Weiteren möglich, dass das Bürstenelement selbst eine Mehrzahl an Abstreifborsten aufweist, wobei jede Abstreifborste ein zueinander unterschiedliches Material sowie auch eine zueinander unterschiedliche Stärke bzw. Länge aufweisen kann. Es ist des Weiteren möglich, dass die Abstreifeinheit eine Mehrzahl von Bürstenelementen und/oder eine Mehrzahl von Abstreifborsten aufweist, welche identisch zueinander oder auch unterschiedlich zueinander ausgestaltet sein können. So wäre es denkbar, dass die Abstreifeinheit neben einer Rundbürste auch eine Topfbürste oder auch eine Streifenbürste aufweist.
-
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Abstreifborste und/oder das Bürstenelement und/oder die Abstreifeinheit beweglich entlang einer sich zumindest abschnittsweise parallel zu der Oberfläche der Pulverplattform erstreckenden Führungsschiene angeordnet ist/sind. Die Führungsschiene bzw. das Führungselement bzw. das Führungssystem bildet hierbei vorteilhaft ein zwei- und insbesondere dreidimensionales Bewegungssystem in x-, y- und/oder z-Richtung aus, wobei insbesondere die Abstreifborste entlang der Oberfläche der Pulverplattform in x- und y-Richtung, das heißt in Längs- und Breitenrichtung und demzufolge entlang der Oberfläche des Pulverbettes und der verfestigten Materialschicht bewegt werden kann. Es ist des Weiteren denkbar, dass mittels der Führungsschiene oder auch mittels an der Führungsschiene angeordneten Bewegungseinrichtungen die Abstreifborste in z-Richtung höhenjustierbar angeordnet sein kann. Demzufolge kann die Abstreifborste eine translatorische Bewegung entlang der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht entweder in eine Richtung oder auch in mehrere Richtungen ausführen. Das heißt, dass die Schweißablagerungen beispielsweise durch eine translatorische Bewegung der Abstreifborste entlang der entsprechenden Oberflächen abgestreift werden können, wobei die Abstreifborste auch während der Bewegung entlang der Oberfläche eine alternierende Hin- und Her- bzw. Vor- und Zurückbewegung ausführen kann. Vorteilhaft ist nicht nur die Abstreifborste, sondern auch das Bürstenelement und insbesondere die Abstreifeinheit selbst an der Führungsschiene bzw. an Führungselementen zur Führung der Abstreifeinheit entlang der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht angeordnet. Es ist des Weiteren denkbar, dass auch die Absaugeinheit an entsprechenden Führungsschienen bzw. an entsprechenden Führungselementen angeordnet ist. Die Führungselemente können dabei beispielsweise starre Verstrebungen darstellen und vorteilhaft Verbindungselemente aufweisen, welche ebenfalls starre oder auch verstellbare bzw. flexible und insbesondere über Gelenke bewegliche Verstrebungen aufweisen. Es ist zudem möglich, dass die Führungselemente derart flexibel gestaltete Tragsysteme sind, dass diese einzelne Bewegungselemente wie beispielsweise Rollen oder Walzen aufweisen, die innerhalb der Führungselemente und insbesondere innerhalb der als Führungsschienen ausgestalteten Führungselemente bewegbar angeordnet sind. Es ist des Weiteren möglich, dass die Bewegungselemente Führungsbolzen sind, welche in entsprechenden Führungsnuten der Führungsschienen angeordnet sind. Vorteilhaft ist das Schienensystem, welches sich in x- und z-Richtung oberhalb der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht befindet, höhenjustierbar in y-Richtung ausgestaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass lediglich die mit der Führungsschiene bzw. dem Schienensystem verbundene Führungselemente zur Führung bzw. Halterung der Abstreifeinheit bzw. des Bürstenelementes bzw. der Abstreifborste und/oder der Absaugeinheit höhenjustierbar in y-Richtung mit dem Schienensystem bzw. der Führungsschiene verbunden sind.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass die Beseitigungsvorrichtung selbst eine Zuführeinheit zum Zuführen eines gasförmigen Mediums, insbesondere eines Schutzgases, zu der Pulverplattform oder zu dem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett und/oder zu der verfestigten Materialschicht aufweist. Das gasförmige Medium dient hierbei vorteilhaft zur Verdrängung der Erdatmosphäre und/oder zur Verdrängung bzw. zum Abtransport des durch das Belichtungsverfahren mit einem Belichtungselement entstehenden Schweißrauches. Vorteilhaft ist die Zuführeinheit Insbesondere in Form eines Gebläses ausgestaltet, welches das gasförmige Medium derart in die Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten einbringt, dass das gasförmige Medium entlang der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht bewegt werden kann. Es ist des Weiteren möglich, dass die Zuführeinheit beispielsweise über entsprechende Verbindungselemente an dem Schienensystem bzw. der Führungsschiene bzw. dem Führungsschienensystem oberhalb der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht angeordnet ist, um eine Bewegung der Zuführeinheit entlang dieser Oberfläche bzw. Oberflächen in x- und y-Richtung und/oder eine Höhenjustierung der Zuführeinheit im Hinblick auf diese Oberflächen in z-Richtung zu ermöglichen. Vorteilhaft dient die Zuführeinheit jedoch nicht nur dafür, dass Rauchgas bzw. Schweißrauchgas zu verdrängen und insbesondere in Richtung der Absaugeinheit zu verdrängen, sondern auch um durch den Belichtungsprozess entstehende Schweißspritzer abzulenken, sodass diese nicht auf das noch zu bearbeitende Pulvermaterial auftreffen. Vorteilhaft dient folglich die Zuführeinheit auch dafür, eine unerwünschte Abschattung des Laserstrahls auf das Baufeld zu vermeiden, wodurch Schweißspritzer, welche auf dem Pulverbett landen, zu einer Prozessinstabilität führen können. Als gasförmiges Medium, insbesondere als Schutzgas, wird in der Regel Stickstoff verwendet, um unerwünschte Oxidationen zu vermeiden.
-
Um folglich eine prozesssichere und einfache Absaugung bzw. Abführung von Schweißrauchgas und/oder Schweißablagerungen bzw. Schweißspritzern zu ermöglichen, ist die Absaugeinheit vorteilhaft an einer der Zuführeinheit abgewandten Seite der Abstreifeinheit angeordnet. Demzufolge wird das von der Zuführeinheit abgegebene gasförmige Medium in Richtung der Abstreifeinheit und insbesondere von der Zuführeinheit über die Abstreifeinheit in Richtung der Absaugeinheit transportiert bzw. geblasen. Die Absaugeinheit ist folglich in Gasströmungsrichtung, das heißt in der Richtung, in welcher das von der Zuführeinheit abgegebene gasförmige Medium bewegt wird, stromabwärts hinter der Abstreifeinheit angeordnet. Vorteilhaft werden die Absaugeinheit und/oder die Zuführeinheit und/oder die Abstreifeinheit gemeinsam bzw. aufeinander abgestimmt entlang der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht bewegt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Absaugeinheit und/oder die Zuführeinheit und/oder die Abstreifeinheit unabhängig zueinander entlang der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes und/oder der verfestigten Materialschicht bewegt werden. Vorteilhaft ist die Absaugeinheit innerhalb des Gasstromes des von der Zuführeinheit abgegebenen gasförmigen Mediums der Abstreifeinheit nachgeschaltet angeordnet, sodass die von der Abstreifeinheit gelösten bzw. abgestreiften Schweißablagerungen sowie vorteilhaft auch die durch den Schweiß- bzw. Belichtungsprozess entstehenden Schweißrauchabgase mittels der Absaugeinheit vornehmlich vollständig, jedoch zumindest teilweise abgesaugt und folglich aus der Anlage zum Herstellen des Bauteils entfernt werden können.
-
Des Weiteren ist ein Verfahren zur Beseitigung zumindest von auf einer Pulverplattform oder auf einem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett oder auf einer wenigstens bereichsweise aus einem Pulver des Pulverbettes verfestigten Materialschicht befindlichen Schweißablagerungen in einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten beansprucht. Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:
- – Abstreifen der Schweißablagerungen von einer Oberfläche der Pulverplattform oder von einer Oberfläche von einem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett oder von der Oberfläche der verfestigten Materialschicht mittels einer Abstreifeinheit, und
- – Absaugen zumindest der abgestreiften Schweißablagerungen mittels einer Absaugeinheit.
-
Vorteilhaft erfolgt das Verfahren unter Verwendung einer sogenannten Beseitigungsvorrichtung und insbesondere einer Beseitigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6. Es ist folglich denkbar, dass mittels der Abstreifeinheit, welche ein Bürstenelement mit mindestens einer Abstreifborste sein kann, die Schweißablagerungen und insbesondere die Schweißspritzer von der Oberfläche der Pulverplattform bzw. des Pulverbettes und/oder der verfestigten Materialschicht, insbesondere zusammen mit Pulverbestandteilen des Pulverbettes, aufgewirbelt bzw. gelöst und insbesondere in Richtung einer Absaugeinheit abgestreift werden. Die Absaugeinheit, welche beispielsweise eine Absaugpumpe ist, dient dabei zum einen zum Absaugen der gelösten bzw. abgestreiften Schweißablagerungen bzw. Schweißpartikel und vorteilhaft zum anderen zum Absaugen des durch den Belichtungsprozess bzw. Schweißprozess des selektiven Laserschmelzverfahrens entstandenen Schweißrauches.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Abstreifeinheit entlang der Oberfläche der Pulverplattform oder der Oberfläche des Pulverbettes und/oder der Oberfläche der verfestigten Materialschicht bewegt wird, bevor eine Beschichtungseinheit eine Pulverschicht auf die Pulverplattform oder auf das Pulverbett und/oder auf die verfestigte Materialschicht aufbringt. Demzufolge wird vorteilhaft zur Vermeidung eines Einschließens von Schweißspritzern innerhalb einer Pulverschicht und demzufolge innerhalb aus zumindest Bereichen der Pulverschicht entstehenden verfestigten Materialschichten ein Beseitigungs- bzw. Löse- bzw. Reinigungsverfahren zum Entfernen der Schweißablagerungen zeitlich vor dem Aufbringen einer neuen Pulverschicht auf das Pulverbett und insbesondere auch auf die verfestigte Materialschicht durchgeführt.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es folglich möglich, dass die Absaugeinheit eine durch eine Belichtung der Pulverplattform oder des auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbettes mittels eines Belichtungselementes entstehenden Schweißrauchs und/oder ein der Pulverplattform oder dem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett und/oder der verfestigten Materialschicht zugeführtes Schutzgas absaugt. Demzufolge dient die Absaugeinheit vorteilhaft nicht nur zum Aufnehmen bzw. Absaugen der von der Abstreifeinheit abgestreiften Schweißspritzer, sondern vorteilhaft auch zur Absaugung des Schutzgases bzw. des beim Schweißprozess entstehenden Schweißrauches aus der Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten. Vorteilhaft wird demzufolge die Zuführeinheit zum Zuführen des Schutzgases derart in Richtung der Absaugeinheit ausgerichtet bzw. angeordnet, dass das von der Zuführeinheit ausgeblasene gasförmige Medium, welches insbesondere ein Schutzgas ist, in Richtung der Absaugeinheit bewegt wird. Folglich ist es auch denkbar, dass die Abstreifeinheit innerhalb des Gasstromes des Schutzgases, insbesondere zwischen der Absaugeinheit und der Zuführeinheit, angeordnet ist, sodass die durch die Abstreifeinheit gelösten bzw. abgestreiften Schweißablagerungen mittels dem von der Zuführeinheit zugeführten Schutzgas in Richtung der Absaugeinheit geblasen bzw. transportiert werden können. Demzufolge ist es möglich, dass die von der Abstreifeinheit gelösten bzw. abgestreiften Schweißablagerungen nicht nur von der Abstreifeinheit selbst in Richtung der Absaugeinheit bewegt werden, sondern vorteilhaft auch alternativ oder gemeinsam mit dem Schutzgas bzw. gasförmigen Medium innerhalb des Gasstromes dieses Mediums in Richtung der Absaugeinheit bewegt werden können.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Bewegung der Absaugeinheit entlang der Oberfläche der Pulverplattform oder entlang der Oberfläche des Pulverbettes und/oder entlang der Oberfläche der verfestigten Materialschicht an die Bewegung der Abstreifeinheit entlang der Oberfläche der Pulverplattform oder entlang der Oberfläche des Pulverbettes und/oder entlang der Oberfläche der verfestigten Materialschicht angepasst wird oder variabel dazu erfolgt. Es ist folglich denkbar, dass die Absaugeinheit und/oder die Zuführeinheit und/oder die Abstreifeinheit an Führungselementen eines Führungssystems bzw. einer Führungsschiene, welche oberhalb der Oberfläche der Pulverplattform angeordnet ist, beweglich angebracht ist/sind, und sich folglich entlang der Oberfläche der Pulverplattform, insbesondere in x- und y-Richtung, bewegen können. Des Weiteren ist es möglich, dass die Absaugeinheit und/oder die Zuführeinheit und/oder die Abstreifeinheit auch in z-Richtung höhenjustierbar angeordnet sind. Des Weiteren ist es möglich, dass die Absaugeinheit und/oder die Zuführeinheit und/oder die Abstreifeinheit unbeweglich innerhalb der Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten angeordnet sind.
-
Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Beseitigungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
-
Des Weiteren wird eine Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten beansprucht, welche zumindest eine oben genannte erfindungsgemäße Beseitigungsvorrichtung und insbesondere eine Beseitigungsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6. Bei der Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten handelt es sich insbesondere um eine Anlage zum Durchführen eines selektiven Laserschmelzverfahrens bzw. zum Durchführen eines selektiven Lasersinterverfahrens.
-
Eine erfindungsgemäße Beseitigungsvorrichtung zum Beseitigen zumindest von auf einer Pulverplattform oder auf einem auf der Pulverplattform aufgebrachten Pulverbett und/oder auf einer wenigstens bereichsweise aus einem Pulver des Pulverbettes verfestigten Materialschicht befindlichen Schweißablagerungen in einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 eine Seitenansicht einer Schnittdarstellung eines Abschnittes einer Ausführungsform einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten gemäß dem Stand der Technik,
-
2 eine Seitenansicht einer Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten während eines Aufbringungsprozesses einer Pulverschicht,
-
3 eine Seitenansicht einer Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beseitigungsvorrichtung, und
-
4 die in der 3 gezeigte Anlagen während eines Belichtungsverfahrens.
-
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 4 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
In der 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Schnittdarstellung eines Abschnittes bzw. Bereiches einer Ausführungsform einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten 15 gemäß dem Stand der Technik gezeigt, wobei die Anlage zumindest eine Pulverplattform 10 aufweist, auf welcher wenigstens eine Pulverschicht 15, wie insbesondere in der 2 gezeigt, aufgebracht wird. Die Pulverschicht 15 wird mittels einer Belichtungseinrichtung 30 bzw. eines Belichtungselementes 30, welches vornehmlich ein Laserelement ist, derart belichtet bzw. mittels eines Belichtungsstrahls 30.1 bzw. Laserstrahls bestrahlt, dass das Pulver des mittels der Pulverschicht 15 gebildeten Pulverbettes 11, auf welches der Strahl 30.1 trifft, vollständig umgeschmolzen wird und folglich nach der Erstarrung eine feste Materialschicht 12 ausbildet. Wie in der 1 gezeigt und auch grundlegend aus dem Stand der Technik bekannt, wird das Belichtungselement 30 in Bewegungsrichtung B entlang der Oberfläche der Pulverplattform 10 bzw. des auf der Pulverplattform 10 aufgebrachten Pulverbettes 11 bewegt, sodass die Strahlung 30.1 des Belichtungselementes 30 zumindest lokal bzw. einzelne Bereiche des Pulvers des Pulverbettes 11 beleuchten bzw. belichten kann, um eine feste Materialschicht 12 auszubilden. Eine Zuführeinheit 4, welche beispielsweise in Form eines Gebläses ausgestaltet sein kann, führt ein gasförmiges Medium 14 und insbesondere ein Schutzgas 14 derart in die Anlage ein, dass das Schutzgas 14 entlang der Oberfläche der Pulverplattform 10 und insbesondere des Pulverbettes 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 geführt wird. Es ist demnach möglich, dass die Gasströmungsrichtung G, das heißt die Richtung, in welcher das Schutzgas ausgehend von der Zuführeinheit 4 geblasen wird, der Bewegungsrichtung B des Belichtungselementes 30 entgegengerichtet ist. Vorteilhaft werden dadurch die von dem Belichtungselement 30 während des Belichtungsvorganges und der Erzeugung der festen Materialschicht 12 entstehenden Schweißablagerungen 13 bzw. Schweißspritzer 13 in Richtung des bereits bearbeiteten Bereiches des Pulverbettes 11 und insbesondere in Richtung der entstandenen verfestigten Materialbereiche 12 geblasen, sodass diese Schweißspritzer 13 nicht auf einen durch das Belichtungselement 30 noch zu bearbeitenden Bereich des Pulverbettes 11 auftreffen können. Mit dem Bezugszeichen F ist folglich die Flugbahn der Schweißablagerungen 13 bzw. Schweißspritzer 13 gezeigt, welche aufgrund des Gasstromes G des gasförmigen Mediums 14 entsteht. Nach dem Belichtungsvorgang des Pulverbettes 11 mittels dem Belichtungselement 30 weist die Oberfläche des Pulverbettes 11 sowie auch die Oberfläche der verfestigten Materialschicht 12 eine Mehrzahl an Schweißspritzern 13 auf. Sofern diese aufgebrachten Schweißspritzer 13 nicht von der Oberfläche des Pulverbettes 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 abgetragen werden, werden diese Schweißspritzer 13 während eines Beschichtungsvorganges der Oberfläche des Pulverbettes bzw. der verfestigten Materialschicht 12 mittels einer neuen Pulverschicht 15 (vergleiche 2) innerhalb dieser neu aufgebrachten Pulverschicht 15 eingebettet.
-
In der 2 ist schematisch in einer Seitenansicht einer Schnittdarstellung die in 1 gezeigte Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten und insbesondere eine Anlage zur Durchführung eines selektiven Laserschmelzverfahrens bzw. selektiven Lasersinterverfahrens während eines Beschichtungsprozesses aufgezeigt. Demzufolge wird mittels einer Beschichtungseinheit 20 eine neue Pulverschicht 15 vornehmlich auf eine Oberfläche des Pulverbettes 11 und einer Oberfläche der verfestigten Materialschicht 12 aufgebracht. Die Pulverschicht 15 weist dabei vorzugsweise eine Pulverschichtdicke von 10 bis 100 μm auf. Wie in der 2 gezeigt, werden die während des Belichtungsverfahrens (vgl. 1) erzeugten Schweißspritzer 13 innerhalb der Pulverschicht 15 eingebettet. Bei einem nachfolgenden Belichtungsprozess der neuen Pulverschicht 15, wie beispielsweise in der 1 gezeigt, würden folglich die in der Pulverschicht 15 eingebetteten Schweißspritzer 13 mit dem Belichtungselement 30 und insbesondere dem vom Belichtungselement 30 ausgehenden Belichtungsstrahl 30.1 während der Erzeugung der verfestigten Materialschicht 12 innerhalb der dann erzeugten verfestigten Materialschicht 12 eingebunden werden und folglich zu einer fehlerhaften Ausbildung des Materialgefüges mit entsprechenden Defekten führen.
-
Wie aus den 1 und 2 erkenntlich, befinden sich eine Vielzahl von Schweißspritzern 13 nicht nur in dem verbleibenden Pulverbett 11, sondern auch in der erzeugten verfestigten Materialschicht 12, welche später das dreidimensionale Bauteil ausbildet.
-
In der 3 ist schematisch eine Seitenansicht einer Schnittdarstellung eines Ausschnittes einer Ausführungsform einer Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten und insbesondere einer Anlage für die Durchführung eines selektiven Laserschmelzverfahrens bzw. selektiven Lasersinterverfahrens gezeigt, welche eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beseitigungsvorrichtung 1 aufweist. Die Beseitigungsvorrichtung 1 weist eine Abstreifeinheit 2 sowie eine Absaugeinheit 3 auf. In der 3 sind insbesondere zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abstreifeinheit 2 der erfindungsgemäßen Beseitigungsvorrichtung 1 gezeigt, wobei beide Ausführungsformen gemeinsam oder alternativ in der Anlage angeordnet sein können. Beide Ausführungsformen der Abstreifeinheit 2 weisen jeweils mindestens ein Bürstenelement 2.1 und vorzugsweise eine Mehrzahl an Bürstenelementen 2.1 mit jeweils mindestens einer Abstreifborste 2.2 und vorteilhaft einer Mehrzahl an Abstreifborsten 22 auf. Die in der 3 gezeigte linke Ausführungsform der Abstreifeinheit 2 rotiert vornehmlich um eine sich im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche der Pulverplattform 10 erstreckenden Rotationsachse R in Drehrichtung D. Die Drehung um die Drehrichtung D kann dabei in einer Richtung, das heißt links herum oder rechts herum oder auch alternierend in beiden Richtungen erfolgen. Wie in der 3 beispielhaft gezeigt, dreht sich folglich nicht nur eine Abstreifborste 2.2, sondern vielmehr auch das Bürstenelement 2.1 und auch die gesamte Abstreifeinheit 2 um die sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Pulverplattform 10 erstreckenden Rotationsachse R. Die hierbei gezeigte Abstreifborste 2.2 oder das Bürstenelement 2.1 kann beispielsweise in Form einer Streifenbürste ausgestaltet sein oder auch in Form einer Abstreifleiste oder eines Schaberelementes, welches über die Oberfläche der Pulverplattform 10 bzw. des auf der Pulverplattform 10 aufgebrachten Pulverbettes 11 und/oder auf einer verfestigten Materialschicht 12 entlang bewegt wird. In der rechten Ausführungsform der Abstreifeinheit 2 der erfindungsgemäßen Beseitigungsvorrichtung 1 dreht sich die Abstreifeinheit 2 insbesondere um einen sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche der Pulverplattform 10 bzw. des Pulverbettes 11 und/oder der verfestigten Materialschicht 12 erstreckenden Rotationsachse R in Drehrichtung D. Hierbei kann die Drehung in Drehrichtung D entweder in eine Richtung, das heißt von oben auf die Abstreifeinheit 2 draufblickend betrachtet, links herum oder rechts herum oder auch alternierend in beiden Richtungen erfolgen. Das Bürstenelement 2.1 der rechten Ausführungsform der Abstreifeinheit 2 kann dabei insbesondere in Form einer Topfbürste oder Kegelbürste oder auch Pinselbürste ausgestaltet sein. Bei beiden Ausführungsformen der Abstreifeinheit 2 ist es möglich, dass die Abstreifeinheit 2 ein oder mehrere Bürstenelemente 2.1 mit jeweils einem oder mehreren Abstreifborsten 2.2 aufweist. Es ist des Weiteren möglich, dass die Abstreifborsten 22 eines Bürstenelementes 2.1 oder auch in Bezug auf ein weiteres Bürstenelement 2.1 eine unterschiedliche Ausgestaltung hinsichtlich ihrer Länge, Breite und Stärke sowie auch insbesondere hinsichtlich ihrer Materialzusammensetzung aufweist. Es ist zudem auch möglich, dass jedes Bürstenelement 2.1 eine unterschiedliche Ausgestaltung sowie ein sich unterscheidendes Material zu einem anderen Bürstenelement 2.1 der Abstreifeinheit 2 aufweist. So ist es beispielsweise möglich, dass ein Bürstenelement 2i einer Abstreifeinheit 2 eine Topfbürste bzw. eine Kegelbürste ist, während ein anderes Bürstenelement 2i der gleichen Abstreifeinheit 2 beispielsweise eine Pinselbürste oder auch eine Streifenbürste ist bzw. in Form einer derartigen Bürste ausgestaltet ist.
-
Die Abstreifeinheit 2 ist vorteilhaft über ein Verbindungselement 44 mit einer Führungsschiene 40 bzw. einem Schienensystem 40 verbunden, an welchem die Abstreifeinheiten 2 insbesondere in horizontaler Richtung, das heißt in x- und y-Richtung und vornehmlich auch in Höhenrichtung bzw. in vertikaler Richtung, das heißt in z-Richtung beweglich angeordnet sind. Hierfür kann die Führungsschiene 40 bzw. das Schienensystem 40 mindestens eine Führungsnut 41 aufweisen, innerhalb welcher ein Führungsbolzen 42 beweglich angeordnet ist, welcher wiederum mit einem Verbindungselement 44 verbunden ist, um beispielsweise die Abstreifeinheit 2 entlang einer Oberfläche der Pulverplattform 10 bzw. des Pulverbettes 11 und/oder der verfestigten Materialschicht 12 zu bewegen bzw. zu transportieren. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Führungsschiene 40 derart ausgestaltet ist, dass Rollen 43 bzw. Kugeln 43 innerhalb bzw. in Bereichen der Führungsschiene 40 beweglich angeordnet sein können, wobei mittels derartiger Rollen 43 bzw. Kugeln 43 die Abstreifeinheit 2 oder auch eine Absaugeinheit 3, verbunden über entsprechende Verbindungselemente 44, beweglich an der Führungsschiene 40 angeordnet sein können. Die Absaugeinheit 3 kann beispielsweise rohrförmig ausgestaltet sein, wobei die von der Abstreifeinheit 2 abgestreiften bzw. gelösten Schweißablagerungen 13 bzw. Schweißspritzer 13 über eine Eingangsöffnung 3.1 eingesaugt und entlang einer Absaugrichtung A bzw. Ansaugrichtung A durch die Absaugeinheit 3 zusammen mit einem Teil der Pulverschicht 15 zu einer Pulveraufbereitungsanlage (hier nicht gezeigt) transportiert bzw. bewegt werden. Vorteilhaft wird das von der Abstreifeinheit 2 aufgewirbelte Pulver, welches gemeinsam mit den Schweißablagerungen 13 durch die Absaugeinheit 3 der Aufbereitungsanlage zugeführt wurde, innerhalb der Aufbereitungsanlage von den Schweißablagerungen 13 getrennt und der Anlage zum Herstellen eines Bauteils mittels Auftragung von Pulverschichten wieder zugeführt. Das heißt, dass das durch die Absaugeinheit 3 eingesaugte Pulver rezykliert wird, insbesondere deswegen, da es nicht zu vermeiden ist, dass mit dem Absaugen bzw. Ansaugen von abgestreiften bzw. gelösten Schweißablagerungen 13 auch Teile der Pulverschicht 15 mittels der Absaugeinheit 3 abgesaugt werden können.
-
Das Abstreifen der Schweißablagerungen 13 von der Oberfläche des Pulverbettes 11 und/oder der Oberfläche der verfestigten Materialschicht 12 mittels der Abstreifeinheit 2 und der Absaugeinheit 3 findet vorteilhaft vor dem Auftragen einer neuen Pulverschicht 15 mittels einer Beschichtungseinheit 20 statt. Die Beschichtungseinheit 20 kann dabei ebenfalls an der Führungsschiene 40 bzw. dem Schienensystem 40 beweglich angeordnet sein und weist eine Vorschubrichtung V auf. Über die Justierung der Beschichtungseinheit 20 entlang der Führungsschiene 40 in x-, y-Richtung, das heißt entlang der Oberfläche der Pulverplattform 10 bzw. des Pulverbettes 11 und insbesondere der verfestigten Materialschicht 12 sowie in Höhenrichtung, das heißt in z-Richtung, ist es möglich, dass die Beschichtungseinheit 20 variabel entlang der Oberfläche des Pulverbettes 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 bewegt werden kann. Hierbei ist es auch denkbar, dass nicht nur die Beschichtungseinheit 20, sondern auch die Abstreifeinheit 2 und/oder die Absaugeinheit 3 über bzw. mit entsprechenden Verbindungselementen 44 entlang der Führungsschiene 40 bewegt werden können. Des Weiteren ist es möglich, dass die Führungsschiene 40 selbst in x-, y- und/oder z-Richtung bewegt bzw. verfahren werden kann, wodurch wiederum eine entsprechende Bewegung in x-, y- und/oder z-Richtung auf die entsprechenden Einheiten, wie die Absaugeinheit 3, die Abstreifeinheit 2 und/oder die Beschichtungseinheit 20 übertragen wird. Vorteilhaft ist zumindest während des Beseitigungsverfahrens bzw. des Reinigungsverfahrens eine Zuführeinheit 4 derart innerhalb der Anlage angeordnet, dass diese Zuführeinheit 4 ein gasförmiges Medium 14 in einer Gasströmungsrichtung G in die Anlage einbringt, wobei das gasförmige Medium 14, welches insbesondere ein Schutzgas 14 ist, entlang einer Oberfläche des Pulverbettes 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 strömt, um die von der Abstreifeinheit 2 gelösten Schweißablagerungen 13 in Richtung der Absaugeinheit 3 zu bewegen, durch welche diese wiederum aus der Anlage heraustransportiert werden können. Es ist vorteilhaft möglich, dass die Zuführeinheit 4 lediglich während des Reinigungsvorgangs bzw. Beseitigungsvorgangs zum Beseitigen von Schweißablagerungen 13 aktiv bzw. aktiviert ist und während des Beschichtungsvorganges, bei welchem die Beschichtungseinheit 20 die Pulverschicht 15 auf das Pulverbett 11 bzw. die entstandenen verfestigten Materialschichten 12 aufbringt, deaktiviert ist bzw. kein gasförmiges Medium 14 in die Anlage einbringt. Es ist des Weiteren denkbar, dass auch die Zuführeinheit 4 über entsprechende Verbindungselemente 44 mit der Führungsschiene 40 verbunden ist, um beweglich in x-, y- und/oder z-Richtung entlang der Oberfläche des Pulverbettes 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 angeordnet zu sein. Die Abstreifeinheit 2 und/oder die Absaugeinheit 3 und/oder die Zuführeinheit 4 können dabei gemeinsam oder auch unabhängig voneinander entlang der Oberfläche des Pulverbettes 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 bewegt werden. Vorteilhaft ist die Absaugeinheit 3 auf einer der Zuführeinheit 4 abgewandten Seite der Abstreifeinheit 2 angeordnet, sodass das von der Zuführeinheit 4 abgegebene gasförmige Medium 14 über die Abstreifeinheit 2 in Richtung der Absaugeinheit 3 strömen kann, um von der Absaugeinheit 3 zusammen zumindest mit den abgestreiften Schweißspritzern 13 aufgenommen zu werden. Es ist jedoch aus denkbar, dass die Zuführeinheit 4 unbeweglich innerhalb der Anlage angeordnet ist.
-
In der 4 ist die in 3 gezeigte Anlage ebenfalls in einer Seitenansicht einer Schnittdarstellung gezeigt, insbesondere nach dem Reinigungsprozess bzw. Beseitigungsprozess, bei welchem die auf der Pulverplattform 10 oder dem Pulverbett 11 bzw. den verfestigten Materialschichten 12 aufgebrachten Schweißablagerungen 13 mittels einer Abstreifeinheit 2 und einer Absaugeinheit 3 aus der Anlage entfernt wurden. Nach dem Aufbringen einer Pulverschicht 15 mittels der Beschichtungseinheit 20 erfolgt demnach das Belichtungsverfahren, bei welchem eine Belichtungseinheit 30 bzw. ein Belichtungselement 30 in Bewegungsrichtung B entlang der Oberfläche der aufgebrachten Pulverschicht 15 bewegt wird, während vorteilhaft gleichzeitig eine Zuführeinheit 4 ein gasförmiges Medium 14 in Gasströmungsrichtung G entlang dieser Oberfläche der Pulverschicht 15 bläst. Dadurch werden vorteilhaft die während des Belichtungsvorganges entstandenen Schweißspritzer 13 auf einer Flugbahn F in Richtung der bereits bearbeiteten Pulverschicht 15 bzw. der bereits entstandenen verfestigten Materialschicht 12 ausgelenkt. Die folglich während des Belichtungsvorganges bzw. Schweißvorganges mittels dem Belichtungselement 30 entstehenden Schweißspritzer 13, welche auf der Oberfläche des Pulverbettes 11 und der entstandenen verfestigten Materialschicht 12 angeordnet bzw. aufgebracht sind, können nachfolgend wieder während eines Beseitigungsprozesses bzw. Reinigungsprozesses, bei welchem mittels einer Abstreifeinheit 2 die Schweißablagerungen 13 von der Oberfläche des Pulverbettes 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 gelöst bzw. abgetragen werden, mittels einer Absaugeinheit 3 aus der Anlage herausgeführt werden. Vorteilhaft wird dadurch bei einer erneuten Anordnung einer Pulverschicht 15 auf dem Pulverbett 11 bzw. der verfestigten Materialschicht 12 mittels einer Beschichtungseinheit 20 kein Schweißspritzer 13 innerhalb der neu aufgetragenen Pulverschicht 15 eingebettet. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Beseitigungsvorrichtung 1 führt vorteilhaft zu einem stabilen selektiven Laserschmelzprozess, bei welchem eine konstante Pulverqualität im Schweißprozess ermöglicht wird. Des Weiteren wird vorteilhaft eine mechanische Eigenschaft des dreidimensional herzustellenden Werkstücks bzw. Bauteils ermöglicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Beseitigungsvorrichtung
- 2
- Abstreifeinheit
- 2.1
- Bürstenelement
- 2.2
- Abstreifborste
- 3
- Absaugeinheit
- 3.1
- Öffnung
- 4
- Zuführeinheit
- 10
- Pulverplattform
- 11
- Pulverbett
- 12
- verfestigte Materialschicht
- 13
- Schweißablagerung/Schweißspritzer
- 14
- gasförmiges Medium/Schutzgas
- 15
- Pulverschicht
- 20
- Beschichtungseinheit
- 30
- Belichtungselement
- 40
- Führungsschiene
- 41
- Führungsnut
- 42
- Führungsbolzen
- 43
- Rolle/Kugel
- 44
- Verbindungselement
- A
- Ansaugrichtung/Absaugrichtung
- B
- Bewegungsrichtung
- D
- Drehrichtung
- F
- Flugbahn der Schweißablagerungen 13
- G
- Gasströmungsrichtung des gasförmigen Mediums 14
- R
- Rotationsachse
- V
- Vorschubrichtung
- x
- x-Richtung
- y
- y-Richtung
- z
- z-Richtung
