DE102013222339A1 - Device for producing a three-dimensional object - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinanderfolgendes schichtweises Verfestigen eines verfestigbaren Materials an dem Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen bereitgestellt. Die Vorrichtung weist einen Bauraum (3) auf, in dem ein Wechselbehälter (10) mit einer Plattform (7) vorgesehen sehen ist, in dem das Objekt herstellbar ist, und die Plattform (7) ist mittels einer Trägervorrichtung (11) an einen Vertikalantrieb (12) befestigt, wobei der Bauraum (3) und der Vertikalantrieb (12) durch eine Wand (13) voneinander getrennt sind.There is provided an apparatus for producing a three-dimensional object by sequentially layering solidifying a solidifiable material at locations corresponding to the cross-section of the object. The device has a construction space (3) in which a swap body (10) with a platform (7) is provided, in which the object can be produced, and the platform (7) by means of a support device (11) to a vertical drive (12) fixed, wherein the space (3) and the vertical drive (12) by a wall (13) are separated from each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch Verfestigen eines Baumaterials mittels Energieeintrag.The invention relates to a device for producing a three-dimensional object by solidifying a building material by means of energy input.

Bekannte Maschinen zum additiven Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch schichtweises Verfestigen eines verfestigbaren Materials weisen einen Bauraum auf, in dem das herzustellende Objekt auf einer Plattform hergestellt wird. Das zu verfestigende Material wird als Schicht auf der Plattform aufgetragen und mittels Energieeintragung an dem Querschnitt des Objekts entsprechenden Stellen verfestigt. Daraufhin wird die Plattform um eine Schichtdicke abgesenkt und die nächste Schicht aufgetragen und verfestigt und dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Objekt vollständig hergestellt ist.Known machines for the additive production of three-dimensional objects by stratified solidification of a solidifiable material have a space in which the object to be produced is produced on a platform. The material to be consolidated is applied as a layer on the platform and solidified by means of energy input at the cross section of the object corresponding points. Then the platform is lowered by one layer thickness and the next layer is applied and solidified and this process is repeated until the object is completely finished.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 1 037 739 B2 bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Wechselbehälter, in dem das Objekt hergestellt wird und der unmittelbar nach Fertigstellung des Objektes mit diesem aus der Maschine heraus entnommen werden kann. Ein Vertikalantrieb zum Absenken der Plattform befindet sich hierbei, ebenso wie der Wechselbehälter, im Bauraum, wodurch er erhöhten Temperaturen, die durch den Energieeintrag zum Verfestigen des Materials im Bauraum verursacht werden, ausgesetzt ist. Dies kann sich in mehrerer Hinsicht nachteilig auswirken:
Bauteile des Vertikalantriebs, die erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, altern schneller. Temperaturunterschiede im Bauraum können zu einem Verzug des Vertikalantriebs führen. Des Weiteren können vermehrt Verschmutzungen durch Kondensate auftreten. Die während des Bauvorganges zunehmende Erwärmung kann außerdem mechanische Schwankungen verursachen.Such a device is known from EP 1 037 739 B2 known. The device comprises a swap body, in which the object is produced and which can be removed from the machine immediately after completion of the object with this. A vertical drive for lowering the platform is here, as well as the swap body, in the space, whereby he is exposed to elevated temperatures caused by the energy input to solidify the material in the space. This can be detrimental in several ways:
Vertical drive components exposed to elevated temperatures age faster. Temperature differences in the installation space can lead to a delay of the vertical drive. Furthermore, increased contamination by condensates can occur. The increasing heating during the construction process can also cause mechanical fluctuations.

Aus der EP 1 896 246 B1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der der Wechselbehälter als ein Innenbehälter ausgestaltet ist. Heizelemente in der Wandung des diesen umgebenden Außenbehälters erlauben ein gezieltes und somit effektives Beheizen des sich in dem Wechselbehälter befindlichen verfestigbaren Materials, ohne dass der gesamte Bauraum beheizt werden muss. Nachteilig ist auch hier, dass bei den auftretenden hohen Temperaturen eine Erwärmung der Bauteile des Vertikalantriebs, zum Beispiel durch Konvektion oder Wärmestrahlung, nicht verhindert werden kann.From the EP 1 896 246 B1 a device is known in which the swap body is designed as an inner container. Heating elements in the wall of the surrounding outer container allow targeted and thus effective heating of the solidified material located in the swap body without the entire installation space having to be heated. Another disadvantage here is that at the high temperatures occurring heating of the components of the vertical drive, for example by convection or thermal radiation, can not be prevented.

Ferner ist aus der WO 2010/043280 A2 eine Vorrichtung bekannt, in der ein Wechselrahmen mit verschiedenen Heizzonen offenbart ist und der durch Glaskeramikplatten isoliert ist. Dem Baufortschritt folgend können einzelne Heizzonen zugeschaltet werden, so dass eine übermäßige thermische Belastung des Vertikalantriebes vermieden werden kann. Nachteilig hierbei wirken sich jedoch die hohen Kosten für einen derartigen Wechselbehälter aus. Des Weiteren ist der Wechselbehälter an seiner Oberseite offen um den Energieeintrag zu gewährleisten, wodurch eine Erwärmung der Bauteile des Vertikalantriebs, ebenfalls nicht ausgeschlossen werden kann.Furthermore, from the WO 2010/043280 A2 a device is known in which a removable frame is disclosed with different heating zones and which is insulated by glass ceramic plates. Following the construction progress, individual heating zones can be switched on so that an excessive thermal load on the vertical drive can be avoided. The disadvantage here, however, affect the high cost of such a swap body. Furthermore, the swap body is open at its top to ensure the energy input, whereby a heating of the components of the vertical drive, also can not be excluded.

Bei einem beheizbaren Wechselbehälter, wie er beispielsweise aus der EP 1 896 246 31 , sowie aus der WO 2010/043280 A2 bekannt ist, treten die für die Erfindung der EP 1 037 739 32 genannten sich nachteilig auswirkenden Erscheinungen in noch stärkerem Ausmaß auf, da durch die Beheizung des Wechselbehälters höhere Temperaturen im Bauraum auftreten können.In a heatable removable container, such as from the EP 1 896 246 31 , as well as from the WO 2010/043280 A2 is known that occur for the invention of EP 1 037 739 32 mentioned adversely affecting phenomena to an even greater extent, as can occur by heating the swap body higher temperatures in the space.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts bereitzustellen, bei der die Wärmebelastung des Vertikalantriebs verringert werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1.The object of the present invention is to provide an apparatus for producing a three-dimensional object in which the heat load of the vertical drive can be reduced. The object is achieved by a device according to claim 1.

Da eine starke Erwärmung des Vertikalantriebs bei einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden wird, sind die Materialanforderungen an den Vertikalantrieb nicht so hoch wie in einer vergleichbaren Vorrichtung nach dem Stand der Technik.Since severe heating of the vertical drive is avoided in a device according to the present invention, the material requirements for the vertical drive are not as high as in a comparable device according to the prior art.

Erfindungsgemäß ist der Raum, in dem sich der Vertikalantrieb befindet, vom Bauraum abgegrenzt. Mit der erfindungsgemäßen thermischen Entkoppelung wird ein lokales Abkühlen des Wechselbehälters vermieden, das dort auftreten würde wo der Vertikalantrieb an der Trägervorrichtung angebracht ist.According to the invention, the space in which the vertical drive is located is delimited from the installation space. With the thermal decoupling according to the invention a local cooling of the swap body is avoided, which would occur where the vertical drive is mounted on the support device.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Vertikalantrieb als Ganzes aus der Laser-Sintermaschine heraus entnommen werden kann, wodurch der Aufbau der Maschine modularer und somit das Ersetzen und Reinigen erleichtert werden.A further advantage of the invention is that the vertical drive can be removed as a whole from the laser sintering machine, whereby the construction of the machine modular and thus the replacement and cleaning are facilitated.

Von den Figuren zeigen:From the figures show:

1 einen schematischen seitlichen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel einer Laser-Sintermaschine mit Wechselbehälter 1 a schematic lateral cross section of the device according to the invention using the example of a laser sintering machine with swap body

2 eine schematische Draufsicht auf den Bauraum und die Kammer, in der der Vertikalantrieb angeordnet ist, in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung 2 a schematic plan view of the space and the chamber in which the vertical drive is arranged in a device according to the present invention

3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 a schematic perspective view of a portion of the device according to the invention

4 eine schematische Detailansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 a schematic detail view of the device according to the invention

1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung, die im Ausführungsbeispiel als Lasersintervorrichtung bzw. Laserschmelzvorrichtung mit Wechselbehälter ausgebildet ist. 1 shows a schematic cross section of an apparatus for producing a three-dimensional object according to the present invention, which is formed in the embodiment as a laser sintering device or laser melting device with interchangeable container.

Die dargestellte Lasersintervorrichtung 1 weist ein Maschinengehäuse 2 auf, in dem ein Bauraum 3 untergebracht ist. Im oberen Bereich des Bauraums 3 ist eine Ablenkvorrichtung 4 eines Lasers 5 angeordnet, um den Laserstrahl 6 abzulenken und auf die Plattform 7 bzw. darauf geschichtetes pulverförmiges Material 8 zu fokussieren, das schichtweise auf die Plattform 7 durch einen Beschichter 9 aufgetragen wird. Das Sintermaterial 8 wird dem Beschichter 9 aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter zugeführt. Das pulverförmige Material 8 kann beispielsweise ein Kunststoffpulver, ein Metallpulver, ein Keramikpulver oder ein Pulver aus kunststoffbeschichteten Sanden sein. Es sind jedoch auch alle anderen verfestigbaren pulverförmigen Materialien möglich.The illustrated laser sintering device 1 has a machine housing 2 in which a space 3 is housed. In the upper area of the installation space 3 is a deflection device 4 a laser 5 arranged to the laser beam 6 distract and onto the platform 7 or powdered material layered thereon 8th to focus, layered on the platform 7 through a coater 9 is applied. The sintered material 8th becomes the coater 9 fed from a reservoir, not shown. The powdered material 8th may be, for example, a plastic powder, a metal powder, a ceramic powder or a powder of plastic-coated sands. However, all other solidifiable powdery materials are possible.

In den Bauraum 3 ist ein Wechselbehälter 10 einsetzbar, dessen Boden durch die Plattform 7 gebildet wird. Um die Höhenverfahrbarkeit der Plattform 7 zu gewährleisten, ist eine Trägervorrichtung 11 vorgesehen, die in den Wechselbehälter 10 eingreifen kann und auf welcher die Plattform 7 befestigbar ist. Des Weiteren ist ein Vertikalantrieb 12 vorgesehen, mit dem über die Trägervorrichtung 11 die vertikale Position der Plattform 7 einstellbar ist.In the installation space 3 is a swap body 10 can be used, its bottom through the platform 7 is formed. To the height mobility of the platform 7 to ensure is a carrier device 11 provided in the swap body 10 can intervene and on which the platform 7 is fastened. Furthermore, a vertical drive 12 provided with the over the carrier device 11 the vertical position of the platform 7 is adjustable.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Positionen der Plattform 7 dargestellt: die oberste Stellung der Plattform 7 innerhalb des Wechselbehälters 10 zu Beginn des Sintervorgangs und die unterste Stellung der Plattform 7 innerhalb des Wechselbehälters 10 nach vollständiger Fertigstellung des dreidimensionalen Objekts.At the in 1 embodiment shown are two positions of the platform 7 shown: the top position of the platform 7 inside the swap body 10 at the beginning of the sintering process and the lowest position of the platform 7 inside the swap body 10 after complete completion of the three-dimensional object.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist des Weiteren eine Wand 13 vorgesehen, die den Vertikalantrieb 12 vom Bauraum 3 trennt. Die Wand 13 ist so ausgebildet, dass sie einen Energieaustausch durch Konvektion und/oder Wärmestrahlung zwischen dem Bauraum 3 und dem Vertikalantrieb 12 im Wesentlichen unterbindet. Dadurch wird der Wärmefluss vom Bauraum 3 zum Vertikalantrieb 12 hin vermindert.In the device according to the invention is further a wall 13 provided that the vertical drive 12 from the installation space 3 separates. The wall 13 is designed so that it has an energy exchange by convection and / or thermal radiation between the space 3 and the vertical drive 12 essentially inhibits. As a result, the heat flow from the installation space 3 for vertical drive 12 diminished.

Der Begriff „Wand” bezeichnet nicht ausschließlich eine starr ausgebildete Vorrichtung zur Abtrennung, sondern eine Abtrennung im allgemeinen Sinn, die auch aus einer Folie oder dergleichen (beispielweise auch aus einem Rolladen) bestehen kann. Weiterhin kann die Wand auch Öffnungen aufweisen, sofern der Energieübertrag zwischen dem Bauraum 3 und dem Vertikalantrieb 12 hinreichend unterbunden werden kann.The term "wall" refers not only to a rigidly designed device for separation, but a separation in the general sense, which may also consist of a film or the like (for example, a shutter). Furthermore, the wall may also have openings, provided that the energy transfer between the space 3 and the vertical drive 12 can be sufficiently prevented.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Bauraum 3 und eine Kammer, in der der Vertikalantrieb 12 angeordnet ist, in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1, in der nur die wesentlichen Elemente gezeigt sind. Der im Bauraum 3 angeordnete Wechselbehälter 10 ist mit einer Heizung 21 beheizbar. Die Heizung 21 ist in der gezeigten Ausführungsform in der Wandung des Wechselbehälters 10 vorgesehen, sie kann aber auch an anderer Stelle angebracht sein. Die Heizung 21 kann beispielsweise als Strahlungs- und/oder Konvektionsheizung ausgebildet sein und an geeigneter Stelle im Bauraum 21 ausgebildet sein. Die Wand 13, die den Bauraum 3 mit dem Wechselbehälter 10 von dem Vertikalantrieb 12 trennt, erstreckt sich über die gesamte Breite und die gesamte Höhe des Bauraums 3, so dass sich der Vertikalantrieb 12 in einer vom Bauraum getrennten Kammer befindet. Es sei bemerkt, dass die Wand 13 nicht zwangsläufig zur Ausbildung einer vom Bauraum abgetrennten Kammer führen muss. Im Einzelfall kann eine Schutzwand zwischen Wechselbehälter 10 und Vertikalantrieb 12 ausreichend sein, deren Breite geringer ist als jene des Wechselbehälters 10. 2 shows a schematic plan view of the space 3 and a chamber in which the vertical drive 12 is arranged in a device according to the invention according to 1 in which only the essential elements are shown. The in the space 3 arranged swap bodies 10 is with a heater 21 heated. The heating system 21 is in the embodiment shown in the wall of the interchangeable container 10 provided, but it can also be attached elsewhere. The heating system 21 For example, it can be designed as a radiation and / or convection heater and at a suitable location in the installation space 21 be educated. The wall 13 that the installation space 3 with the swap body 10 from the vertical drive 12 separates, extends over the entire width and the entire height of the installation space 3 so that the vertical drive 12 is located in a separate chamber from the space. It should be noted that the wall 13 does not necessarily lead to the formation of a chamber separated from the space. In individual cases, a protective wall between swap bodies 10 and vertical drive 12 be sufficient, whose width is less than that of the interchangeable container 10 ,

In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die Wand 13 ein in 2 nicht näher dargestelltes thermisch isolierendes Material. Dieses thermisch isolierende Material vermindert den Wärmefluss vom Bauraum 3 zum Vertikalantrieb 12 zusätzlich. Ein derartiges Material kann zum Beispiel Keramik, Teflon, Steinwolle, Mineralfaserplatten oder Ähnliches sein. Des Weiteren können in der Wand 13 auch ein oder mehrere Spalte vorgesehen sein, in denen ein Vakuum herrscht oder die mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt sind. Ein Spalt ist hierbei nicht auf eine parallele Form beschränkt, sondern kann eine beliebige Form aufweisen. Dies beinhaltet auch Hohlräume im allgemeinen Sinn.In a preferred embodiment, the wall includes 13 a in 2 not shown in detail thermally insulating material. This thermally insulating material reduces the heat flow from the installation space 3 for vertical drive 12 additionally. Such material may be, for example, ceramic, teflon, rockwool, mineral fiber plates or the like. Furthermore, in the wall 13 also be provided one or more column in which there is a vacuum or which are filled with air or other gas. A gap is not limited to a parallel shape, but may have any shape. This also includes cavities in the general sense.

Insbesondere kann die Dicke eines solchen Spaltes variieren. Die Wand 13 kann auch aus mehreren derartigen Vorrichtungen zur Abgrenzung zusammengesetzt sein.In particular, the thickness of such a gap may vary. The wall 13 may also be composed of several such devices for demarcation.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform ist nicht auf einen beheizbaren Wechselbehälter beschränkt, sondern bezieht sich auch auf einen Wechselbehälter, der nicht beheizbar ist.The inventive device according to the in 2 embodiment shown is not limited to a heatable removable container, but also refers to a swap body, which is not heated.

3 zeigt eine schematische räumliche Darstellung eines Teils der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Plattform 7 ist auf der Trägervorrichtung 11 befestigbar, welche wiederum mit dem Vertikalantrieb 12 verbunden ist. Der Vertikalantrieb 12 ist erfindungsgemäß durch die Wand 13 von dem Bauraum 3 getrennt. Um eine Vertikalbewegung der Trägervorrichtung 11 und somit der Plattform 7 zu ermöglichen, sind in der Wand 13 zwei Längsschlitze 14 vorgesehen, in denen die Trägervorrichtung 11 nach oben und unten verfahrbar ist. 3 shows a schematic spatial representation of a part of the device according to the present invention. The platform 7 is on the carrier device 11 fastened, which in turn with the vertical drive 12 connected is. The vertical drive 12 is according to the invention through the wall 13 from the installation space 3 separated. To a vertical movement of the support device 11 and thus the platform 7 to allow are in the wall 13 two longitudinal slots 14 provided in which the carrier device 11 can be moved up and down.

Die Anzahl der Längsschlitze 14 ist nicht auf die Zahl zwei beschränkt; erfindungsgemäß vorgesehen ist zumindest ein Längsschlitz 14 in der Wand 13. Die Wand 13 kann aber auch mehr als zwei Längsschlitze 14 aufweisen.The number of longitudinal slots 14 is not limited to the number two; According to the invention, at least one longitudinal slot is provided 14 in the wall 13 , The wall 13 but can also have more than two longitudinal slots 14 exhibit.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist in zumindest einem Längsschlitz 14 eine in 3 nicht näher dargestellte Dichtung vorgesehen, die den Vertikalantrieb 12 mechanisch und/oder thermisch und/oder gasdicht gegenüber dem Bauraum 3 abdichtet. Die Dichtung kann beispielsweise als Gummilippe ausgebildet sein. Beispielsweise können zwei an den gegenüberliegenden Schlitzrändern eines Längsschlitzes 14 befestigte Gummilippen vorgesehen sein. Die Dichtung ist so ausgebildet, dass die Vertikalbewegung der Trägervorrichtung 14 durch die Dichtung möglichst nicht behindert wird.In a preferred embodiment is in at least one longitudinal slot 14 one in 3 not shown seal provided, the vertical drive 12 mechanically and / or thermally and / or gastight with respect to the installation space 3 seals. The seal may be formed for example as a rubber lip. For example, two at the opposite slot edges of a longitudinal slot 14 be provided attached rubber lips. The seal is formed so that the vertical movement of the support device 14 is not obstructed by the seal as possible.

4 zeigt eine schematische Detailansicht der Vorrichtung mit erfindungsgemäßer thermischer Entkoppelung. Von dem Vertikalantrieb 12 sind eine Antriebsspindel 15, sowie eine Spindelabdeckung 16 gezeigt. An der Spindelabdeckung 16 ist einerseits die Trägervorrichtung 11 angebracht und andererseits ein Führungsschlitten 17, der wiederum an einer Führungsschiene 18 befestigt ist. 4 shows a schematic detail view of the device with inventive thermal decoupling. From the vertical drive 12 are a drive spindle 15 , as well as a spindle cover 16 shown. At the spindle cover 16 on the one hand is the carrier device 11 attached and on the other hand, a guide carriage 17 , in turn, on a guide rail 18 is attached.

Des Weiteren zeigt 4 die Befestigungsvorrichtung 19, mit der die Trägervorrichtung 11 am Vertikalantrieb 12 befestigbar ist. Da die Befestigungsvorrichtung 19 normalerweise eine Wärmebrücke vom Bauraum 3 zum Vertikalantrieb 12 darstellt, ist sie erfindungsgemäß so ausgebildet, dass sie einen hohen Wärmedurchgangswiderstand aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel ist sie mit einem mit Luft ausgefüllten Spalt 20 versehen, so dass nur eine oder mehrere punktuelle Verbindungen über die Befestigungsvorrichtung 19 zwischen der Trägervorrichtung 11 und dem Vertikalantrieb 12 bestehen. Die Befestigungsvorrichtung 19 kann beispielsweise mit Bolzen, Schrauben oder Ähnlichem ausgebildet sein.Further shows 4 the fastening device 19 with which the carrier device 11 on the vertical drive 12 is fastened. As the fastening device 19 usually a thermal bridge from the installation space 3 for vertical drive 12 represents, it is inventively designed so that it has a high thermal resistance. In this embodiment, it is with a gap filled with air 20 provided so that only one or more point connections via the fastening device 19 between the carrier device 11 and the vertical drive 12 consist. The fastening device 19 can be formed for example with bolts, screws or the like.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine in 4 nicht näher dargestellte Schicht eines thermisch isolierenden Materials vorgesehen, die zumindest einen Teil des mit Luft ausgefüllten Spaltes 20 ausfüllt. Der Spalt 20 kann auch vollständig mit dem thermisch isolierenden Material ausgefüllt sein. Des Weiteren muss der Spalt nicht linear sein, sondern kann z. B. L-förmig oder wellenförmig ausgebildet sein oder eine andere beliebige Form annehmen. Insbesondere kann die Dicke des Spaltes variieren. Der Spalt kann auch als Hohlraum ausgebildet sein. Es können auch mehrere derartige Spalte vorgesehen sein. Ein derartiger Spalt oder Hohlraum kann außer Luft auch mit einem anderen Gas gefüllt sein oder ein Vakuum enthalten.In a further preferred embodiment, an in 4 Not shown layer of a thermally insulating material provided, at least part of the air-filled gap 20 fills. The gap 20 may also be completely filled with the thermally insulating material. Furthermore, the gap does not have to be linear, but can e.g. B. be L-shaped or wavy or assume any other shape. In particular, the thickness of the gap may vary. The gap may also be formed as a cavity. It can also be provided several such column. Such a gap or cavity may also be filled with other gas or contain a vacuum in addition to air.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebsspindel 15 an zwei Lagern befestigt, von denen eines ein Festlager und das andere ein in der Höhe variables und somit flexibles Lager ist. Dies hat die vorteilhafte Wirkung, dass die Höhe des flexiblen Lagers veränderbar ist, so dass eine durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Längenänderung des Vertikalantriebs ausgeglichen werden kann.In a preferred embodiment, the drive spindle 15 attached to two bearings, one of which is a fixed bearing and the other is a variable in height and thus flexible bearing. This has the advantageous effect that the height of the flexible bearing is variable, so that a caused by temperature fluctuations change in length of the vertical drive can be compensated.

Im Betrieb während des additiven Herstellens eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Verfestigen eines verfestigbaren Materials tritt eine Erwärmung des Bauraums durch den Energieeintrag der Energiequelle, sowie gegebenenfalls ein Beheizen des Wechselbehälters auf. Die Wand 13 trennt den Bauraum von der Kammer in der der Vertikalantrieb 12 angeordnet ist und unterbindet so im Wesentlichen einen Energieaustausch durch Konvektion und/oder Wärmestrahlung zwischen dem Bauraum 3 und dem Vertikalantrieb 12.In operation during the additive production of a three-dimensional object by layer-wise solidification of a solidifiable material, heating of the installation space occurs due to the energy input of the energy source, and, if appropriate, heating of the interchangeable container. The wall 13 separates the space from the chamber in the vertical drive 12 is arranged and thus essentially prevents an energy exchange by convection and / or thermal radiation between the space 3 and the vertical drive 12 ,

Ein Verzug des Vertikalantriebes 12 aufgrund von Temperaturschwankungen wird dadurch zwar deutlich vermindert, er kann aber dennoch in geringem Ausmaß auftreten. Falls eine derartige geringe Längenänderung des Vertikalantriebs 12 auftritt, findet eine Höhenanpassung des flexiblen Lagers der Antriebsspindel 15 statt, so dass die Längenänderung ausgeglichen wird.A delay of the vertical drive 12 Although this is significantly reduced due to temperature fluctuations, it can nevertheless occur to a small extent. If such a small change in length of the vertical drive 12 occurs, finds a height adjustment of the flexible bearing of the drive spindle 15 instead, so that the change in length is compensated.

Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtung und des Verfahrens sind möglich. So ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Lasersintervorrichtung bzw. Laserschmelzvorrichtung gemäß 1 beschränkt. Anwendbar ist die vorliegende Erfindung zum Beispiel auch auf eine Elektronenstrahlsintervorrichtung oder Elektronenstrahlschmelzvorrichtung, auf Maskensintervorrichtungen, die eine ausgedehnte Lichtquelle und eine Belichtungsmaske vorsehen, auf Linienbelichter, bei denen beispielsweise ein Array von Laserdioden vorgesehen ist, sowie auf 3-D Drucker. Die Erfindung ist also anwendbar auf alle Vorrichtungen, bei denen ein Objekt durch ein generatives Schichtaufbauverfahren aus einem verfestigbaren Material schichtweise aufgebaut bzw. hergestellt wird.Modifications of the described device and method are possible. Thus, the present invention is not limited to a laser sintering apparatus or laser melting apparatus 1 limited. For example, the present invention is applicable to an electron beam sintering device or electron beam melting device, mask sintering devices which provide an extended light source and an exposure mask, line exposure machines in which, for example, an array of laser diodes is provided, and 3-D printers. The invention is thus applicable to all devices in which an object is built up or produced in layers by a generative layer-building process of a solidifiable material.

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Claims (13)

Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinanderfolgendes schichtweises Verfestigen eines verfestigbaren Materials an dem Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen, wobei die Vorrichtung einen Bauraum (3) aufweist, in dem ein Wechselbehälter (10) mit einer Plattform (7) vorgesehen sehen ist, in welchem das Objekt herstellbar ist, wobei die Plattform (7) mittels einer Trägervorrichtung (11) an einen Vertikalantrieb (12) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauraum (3) mit dem in ihm befindlichen Wechselbehälter (10) und der Vertikalantrieb (12) durch eine Wand (13) voneinander getrennt sind.Device for producing a three-dimensional object by successive layer-wise solidification of a solidifiable material at points corresponding to the cross section of the object, the device having a construction space ( 3 ), in which a swap body ( 10 ) with a platform ( 7 ) is provided, in which the object can be produced, wherein the platform ( 7 ) by means of a carrier device ( 11 ) to a vertical drive ( 12 ), characterized in that the installation space ( 3 ) with the swap body ( 10 ) and the vertical drive ( 12 ) through a wall ( 13 ) are separated from each other. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (13) ein thermisch isolierendes Material beinhaltet.Device according to claim 1, characterized in that the wall ( 13 ) includes a thermally insulating material. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wand (13) zumindest ein Längsschlitz (14) vorgesehen ist, in dem die Trägervorrichtung (11) nach oben und unten verfahrbar ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the wall ( 13 ) at least one longitudinal slot ( 14 ) is provided, in which the carrier device ( 11 ) is movable up and down. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Längsschlitz (14) eine Dichtung vorgesehen ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that in at least one longitudinal slot ( 14 ) A seal is provided. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine Gummilippe ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the seal is a rubber lip. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (11) über eine Befestigungsvorrichtung (19) am Vertikalantrieb befestigt ist, wobei die Befestigungsvorrichtung (19) zumindest einen Spalt (20) oder Hohlraum aufweist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier device ( 11 ) via a fastening device ( 19 ) is attached to the vertical drive, wherein the fastening device ( 19 ) at least one gap ( 20 ) or cavity. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (20) als paralleler Spalt ausgestaltet ist.Device according to claim 6, characterized in that the gap ( 20 ) is designed as a parallel gap. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (20) oder Hohlraum mit Luft ausgefüllt ist.Device according to claim 6 or 7, characterized in that the gap ( 20 ) or cavity is filled with air. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermisch isolierendes Material vorgesehen ist, das zumindest einen Teil des Spalts (20) oder Hohlraums ausfüllt.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that a thermally insulating material is provided, the at least a part of the gap ( 20 ) or cavity fills. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vertikalantrieb (12) je ein Festlager und ein flexibles Lager aufweist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the vertical drive ( 12 ) each having a fixed bearing and a flexible bearing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselbehälter (10) beheizbar ist.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the swap body ( 10 ) is heated. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizung (21) für den Wechselbehälter (10) eine Strahlungsheizung und/oder eine Konvektionsheizung vorgesehen ist.Apparatus according to claim 11, characterized in that as heating ( 21 ) for the swap body ( 10 ) A radiant heater and / or a convection heater is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vertikalantrieb (12) in einer durch die Wand (13) von dem Bauraum getrennten Kammer angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the vertical drive ( 12 ) in one through the wall ( 13 ) is arranged from the space separate chamber.
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