DE102014005916A1

DE102014005916A1 - Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten

Info

Publication number: DE102014005916A1
Application number: DE102014005916.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Herzog
Original assignee: CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Current assignee: Concept Laser GmbH
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 1 zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten 2 durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung 3 verfestigbaren pulverartigen Baumaterials 4 an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes 2 entsprechenden Stellen, insbesondere SLS oder SLM Vorrichtung mit einem Gehäuse 5, in dem eine Prozesskammer 6 angeordnet ist, einer darin untergebrachten Baukammer 7, in welcher eine Tragevorrichtung 8 zum Tagen des Objekts 2 mit einem höhenverstellbaren Träger 9 angeordnet ist, einer Beschichtervorrichtung 12 zum Aufbringen von Schichten des Baumaterials 4 auf die Tragevorrichtung 8 oder eine zuvor gebildete Schicht, einer Dosiereinrichtung 11 zum Zuführen des Baumaterials 4 und einer Bestrahlungsvorrichtung 14 zum Bestrahlen von Schichten des Baumaterials 4 an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes 2 entsprechenden Stellen, wobei die Bestrahlungsvorrichtung wenigstens einen verfahrbaren Scanner 17 umfasst, wobei wenigstens vier Scanner 17 über dem Baufeld 20 der Baukammer 7 derart angeordnet und verfahrbar sind, dass jede Stelle des Baufeldes 20 bedarfsweise mit der Strahlung aus wenigstens drei Scannern gleichzeitig belichtbar ist, wozu die Scanner aus einer über dem Baufeld liegenden Grundposition einzeln, gemeinsam, paarweise oder in Gruppen in eine außenmittige Belichtungs-Bedarfsposition in X-, und Y-Richtung im Wesentlichen parallel zum Baufeld und/oder höhenvariabel zum Baufeld, insbesondere in Z-Richtung verfahrbar angeordnet sind.

Description

Die Erfindung/Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung verfestigbaren pulverartigen Baumaterials an dem den jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen, insbesondere eine selektive Lasersinter-(SIS) oder Laserschmelzvorrichtung (SLM) mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Derartige Vorrichtungen weisen in der Regel ein Gehäuse auf, in dem eine Prozesskammer angeordnet ist. Im Boden der Prozesskammer ist eine angrenzende Baukammer vorgesehen, in der eine Tragevorrichtung zum Tragen eines Objektes mit einem höhenverstellbaren Träger angeordnet ist. Eine Beschichtervorrichtung dient zum Auftragen von Schichten des Baumaterials auf die Tragevorrichtung oder auf eine zuvor gebildete Schicht. Das Baumaterial ist in einer Dosiereinrichtung bevorratet und wird der Beschichtervorrichtung zugeführt.
Darüber hinaus ist eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von Schichten des Baumaterials in der Prozesskammer vorhanden, wobei die Schichten an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen belichtet werden. Die Bestrahlungsvorrichtung weist mehrere Scanner auf.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus DE 100 53 742 bekannt. Dort sind der oder die Scanner auf einer kreuzschlittenartigen Anordnung befestigt und können damit über dem Baufeld verfahren werden.
Bei der bekannten Vorrichtung ist jedem Scanner eine Laserlichtquelle zugeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 derart auszubilden, dass die Verfestigung einer Schicht optimiert, insbesondere beschleunigt durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Unteransprüche ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–15, Anspruch 16 beschreibt ein Verfahren, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden kann.
Als Kern der Erfindung wird es angesehen, wenigstens vier Scanner über dem Baufeld der Baukammer vorzusehen und dabei derart anzuordnen und verfahrbar zu gestalten, dass jede Stelle des Baufeldes bedarfsweise mit der Strahlung aus wenigstens zwei Scannern, vorzugsweise drei Scannern gleichzeitig belichtet werden kann, wozu die Scanner aus einer über dem Baufeld z. B. gleichverteilten Grundposition einzeln, gemeinsam, paarweise oder in Gruppen in eine außermittige Belichtungs-Bedarfsposition verfahrbar sind. Die Verfahrbarkeit ist so gestaltet, dass die Scanner sowohl in X- und Y-Richtung, d. h. im Wesentlichen parallel über dem Baufeld verfahren werden können, aber auch bedarfsweise bezüglich ihrer Höhe über dem Baufeld verfahren werden können, z. B. in Z-Richtung, d. h. rechtwinklig zum Baufeld, wobei auch schräge Verfahrrichtungen der Scanner miteinbezogen sind, z. B. dann, wenn ein Scanner gleichzeitig in X- und/oder Y-Richtung sowie in Z-Richtung verfahren wird. Dies schließt auch ein, dass eine Verfahrachse zur Höhenverstellung über dem Baufeld grundsätzlich schräg angeordnet ist.
Der Erfindung liegt damit folgender Gedanke zugrunde:
In der Grundposition sind die Scanner zunächst über dem Baufeld z. B. gleich verteilt, d. h. die wenigstens vier Scanner sind z. B. zentral über vier ihnen zugeordneten Quadranten des Baufeldes angeordnet und können dort ihrer Belichtungsaufgabe nachkommen, sofern Belichtungstätigkeit in allen vier Quadranten erforderlich ist.
Verlagert sich aufgrund der Bauteilgeometrie nun die Belichtungstätigkeit in drei, zwei oder gar nur einen Quadranten des Baufeldes, dann sollen die vier Scanner entweder gemeinsam oder paarweise so verschiebbar sein, dass sie in eine Position gebracht werden können, wo beispielsweise die Scanner des ersten, des zweiten und des dritten Quadranten Belichtungsstellen im vierten Quadranten erreichen können, ohne mit Strahlen arbeiten zu müssen, die eine allzu große Winkelabweichung von einer senkrechten Linie zum Baufeld haben.
Sobald Belichtungstätigkeit in weiteren Quadranten erforderlich ist, werden die Scanner einzeln, paarweise, in Gruppen oder gemeinsam in eine andere Position verfahren, wo sie die Belichtungsstellen ohne große Winkelabweichungen erreichen können. Wird beispielsweise dann wieder in allen vier Quadranten belichtet, dann wird eine gleich verteilte Grundposition zu bevorzugen sein und jeder Scanner bearbeitet Belichtungsstellen in dem ihm zugeordneten Quadranten. Zudem ist eine zusätzliche Höhenverfahrbarkeit wenigstens eines Scanners von Vorteil.
Durch diese erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit der geschilderten Vorgehensweise wird eine erhebliche Beschleunigung der Bauverfahren erreicht. In ihren Baufeldabschnitten nicht benötigte Scanner können von dort abgezogen und als Zusatzscanner in einem anderen Quadranten zusammen mit wenigstens einem anderen Scanner eingesetzt werden, ggf. an Stellen, die relativ nahe beieinander liegen, sofern dies aus thermischen Gründen sinnvoll ist.
Hinsichtlich der Montage und der Verfahrbarkeit der Scanner gibt es mehrere Möglichkeiten; z. B. ist es denkbar, dass wenigstens zwei der wenigstens vier Scanner immer den gleichen Abstand aufweisen und gemeinsam verfahrbar sind. Dies bedeutet, dass die Scanner paarweise auf einem Scannerträger montiert sind. Die Scannerträger können dann gesondert verfahren werden. Es ist aber auch möglich, dass die wenigstens vier Scanner gemeinsam über dem Baufeld angeordnet und verfahrbar sind, wobei die unverfahrene Grundposition der Scanner jeweils einem zentral unter ihnen liegenden Abschnitt des Baufelds, d. h. einem Quadranten im Falle von vier Scannern zugeordnet ist.
Grundsätzlich ist es möglich, jeden Einzelscanner oder Scannerträger mit einer linearen Verschiebung in X-, Y- und Z-Richtung auch um eine Hochachse zu verdrehen. Dies erhöht den Freiheitsgrad des Scanners oder der auf einem Träger montierten Scanner und damit die Einsatzmöglichkeiten der Scanner in unterschiedlichen Bereichen des Baufeldes. Grundsätzlich ist es auch möglich, die wenigstens zwei Scannerträger um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar zu lagern und ggf. auch in X- und Y-Richtung zu verschieben. Gleiches gilt für nur einen Scannerträger für alle (vier) Scanner, auch dieser kann sowohl in X- und Y-Richtung verfahrbar als auch um eine vertikale Achse verdrehbar gelagert sein. Wenn von einer X- und Y-Richtung gesprochen wird, so sind dies zwei Koordinaten, die frei über dem Baufeld definierbar sind und eine im Wesentlichen horizontale Verschiebung der Scanner definieren.
Eine weitere Erhöhung der Einsatzbereiche ergibt sich dann, wenn jeder in X/Y- und Z-Richtung verfahrbare und/oder um eine Vertikale Achse verdrehbare Scanner(träger) zusätzlich aus einer Horizontalstellung in eine verkippte Schrägstellung verschwenkbar ist. Dann können z. B. mehrere Scanner alleine durch Verkippen in einen äquidistanten Abstand zu einer Verfestigenden Stelle auf dem Baufeld gebracht werden. Auch kann ein schräger Einfall der Strahlung auf das Baufeld in Sonderfällen von Vorteil sein.
Mehrere Scanner können von einem gemeinsamen Laser mit Laserstrahlung versorgt werden, wozu entsprechende Strahlteilung eingesetzt wird. Der Laser kann dann auf dem Scannerträger montiert und mit diesem verfahren und ggf. verschwenkt werden. Natürlich ist es auch möglich, die Scanner mit dem Ausgang eines oder mehrerer Laser mit optischen Faserleitern zu verbinden.
Der maximale Verschiebeweg eines Scannerträgers soll derart bemessen und steuerbar sein, dass alle auf dem Scannerträger montierten Scanner zu einem im Randbereich des Baufeldes angeordneten Belichtungspunkt den gleichen Abstand aufweisen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass ein gemeinsamer Scannerträger so verfahren wird, dass von vier darauf montierten Scannern wenigstens einer soweit verfahren wird, dass er in einem Bereich außerhalb des Baufeldes über diesem angeordnet ist und von dort aus quasi zurück auf das Baufeld den Randbereich bestrahlt.
In Weiterbildung der Erfindung ist es mit Vorteil möglich, auch einzelne Scanner auf einem insgesamt verschiebbaren Scannerträger zueinander bezüglich ihres Abstandes verschiebbar höhenverstellbar oder verschwenkbar anzuordnen.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Verfahren geschützt, das die Vorrichtung nach Anspruch 1 verwendet und folgende Verfahrensschritte aufweist:
Zunächst wird die Verteilung der zu verfestigenden Baumaterialabschnitte auf dem Baufeld innerhalb der nächsten Schicht oder Schichten bestimmt, sodann erfolgt eine gemeinsame Verschiebung mehrerer Scanner oder aller Scanner über einen Abschnitt des Baufeldes, der die größte Dichte an zu verfestigendem Baumaterialabschnitten aufweist derart, dass die zu verfestigen Baumaterialabschnitte gleichzeitig durch mehrere Scanner bearbeitet werden können und sodann Rückführung der Scanner in eine über dem Baufeld gleich verteilte Grundposition oder eine neue Verschiebungsposition. Insbesondere wird die Grundposition dann angewählt, wenn nachfolgend zu verfestigende Abschnitte auf dem Baufeld verteilt angeordnet sind, d. h. dass wenigstens ein zu verfestigender Abschnitt in jedem Quadranten des Baufeldes vorhanden ist, wenn dem Baufeld Scanner zugeordnet sind.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:
1 eine schematische Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten nach dem Stand der Technik;
2 eine schematische Draufsicht auf ein Baufeld mit einem darüber angeordneten plattenartigen Scannerträger mit vier Scannern in Grundposition und in einer verschobenen Belichtungsbedarfsposition;
3 eine schematische Draufsicht auf ein Baufeld mit zwei Scannerträgern mit vier Scannern in Grundposition und in einer verschobenen Belichtungsbedarfsposition;
3a–3c Ansichten, bei welchen die beiden Scannerträger in ihrer Längsrichtung zueinander verschoben oder verschwenkt sind.
4 eine schematische Darstellung von sechs Scannern, die auf drei Scannerträgern montiert sind, wobei die Scannerträger in X- und Y-Richtung horizontal verschiebbar und zusätzlich um eine gemeinsame Schwenkachse verschwenkbar sind;
5 eine schematische Darstellung eines plattenartigen Scannerträgers mit vier Scannern, die in X- und Y-Richtung horizontal verfahrbar und zudem in eine Schrägstellung verkippt ist.
In 1 ist schematisch eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten 2 durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung 3 verfestigbaren pulverartigen Baumaterials 4 an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes 2 entsprechenden Stellen dargestellt, wobei die Vorrichtung 1 ein Gehäuse 5 aufweist, in dem eine Prozesskammer 6 angeordnet ist am Boden Prozesskammer 6 ist eine Baukammer 7 angeschlossen, in welcher eine Tragevorrichtung 8 mit einem höhenverstellbaren Träger 9 untergebracht ist. Auf der Trägervorrichtung 8 befindet sich entweder unmittelbar oder getrennt durch eine nicht näher dargestellt Bauplatte das pulverartige Baumaterial 4. Die Tragevorrichtung 8 umfasst einen z. B. als Spindel 10 ausgebildeten Vertikalantrieb, mit welchem der Träger 9 angehoben und abgesenkt werden kann.
Das Baumaterial 4 wird von einer neben der Baukammer 7 angeordneten Dosiereinrichtung 11 mittels einer Beschichtervorrichtung 12 schichtweise auf die Tragevorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht im Bereich der Baukammer aufgetragen. Dazu weist die Beschichtervorrichtung 12 eine horizontal verfahrbare Beschichterklinge 13 auf, die von der Oberfläche der Dosiereinrichtung 11 Baumaterial 4 aufnimmt und nach links transportiert und im Bereich der Baukammer 7 als Schicht ablegt. Es sei angemerkt, dass auch andere Dosiereinrichtungen und Beschichtereinrichtungen im Rahmen der Erfindung möglich sind, z. B. Siebbeschichter und dgl., die aus einer darüber angeordneten Dosiereinrichtung gespeist werden.
Die Verfestigung des Baumaterials 4 erfolgt über eine Bestrahlungseinrichtung, 14 die die Schichten aus Baumaterial 4 auf- oder anschmilzt und dadurch in Folge eines Schmelz- und Abkühlprozesses verfestigt. Die Bestrahlungsvorrichtung 14 besteht im Wesentlichen aus einem Laser 15, dessen Strahl 16 über einen Scanner 17 mit in der Regel zwei beweglichen Spiegeln abgelenkt wird und als Strahlung 3 gegen die Oberfläche des Baumaterials 4 gelenkt wird.
Darüber hinaus ist eine Gaseindüsung 18 vorgesehen, mit welcher ein Gasstrom in die Prozesskammer 6 eingedüst wird, und über die Bauebene 19 geführt und auf der gegenüberliegenden Seite der Prozesskammer 6 abgesaugt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Scanner 17, deren Verfahrbarkeit und Anordnung auf Scannerträgern.
In Zeichnungsfigur 2 ist schematisch in Draufsicht von oben ein Baufeld 20 der Baukammer 7 dargestellt, wobei vier Scanner 17a – d gemeinsam auf einem Scannerträger 24 montiert sind, sodass sich die Scanner 17a–17d im wesentlichen zentral über den Ihnen zugeordneten Quadranten 26a–26d befinden. Mit Bezugsziffer 22 ist der Scannerträger 24, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 eine plattenartige Form hat, jedoch beliebig ausgeführt sein kann, z. B. in Gitterbauweise, als Rahmen, als einzelne Leisten und dgl. in der Grundposition, mit Bezugsziffer 23 ist eine Belichtungsbedarfsposition dargestellt, in die der Scannerträger 24 verfahren ist, sodass die Scanner 17a–17c z. B. problemlos und gemeinsam einen zu belichtenden Bereich 27 auf dem Baufeld erreichen können. Alle vier Scanner 17 können dann diesen Bereich 27 bearbeiten, wodurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird. Es ist natürlich möglich, dass der Bereich 27 größer ist und eine Mehrzahl von einzelnen zu belichtenden Unterbereichen aufweist, die dann von den Scannern bedarfsweise belichtet werden.
Beim Verfahren des Scannerträgers 24 von der Grundposition 22 in die Belichtungsbedarfsposition 23 verlagert sich das Zentrum 25 des Scannerträgers 24 in die Position 25', die in diesem gezeigten Falle über dem zu belichtenden Bereich 27 liegt.
Ist beispielsweise im Quadranten 26b noch ein Bereich 27b zu belichten, wird es zweckmäßig sein, dass der Scannerträger mit seinem Zentrum 25' in eine Position verfahren wird, die etwas weiter rechts liegt, sodass der Scanner 17d im Bereich 27b belichten kann.
Die Position des Scannerträgers 24 wird bedarfsweise abhängig von der Lage der zu belichtenden Bereiche auf dem Baufeld 20 gesteuert.
In Zeichnungsfigur 3 sind vier Scanner 17a–17d auf zwei Scannerträgern 24a–24b angeordnet, die beiden Scannerträger 24a und 24b können hinsichtlich ihres Abstandes 30 verlagert werden, d. h. sie können einen geringeren Abstand 30' einnehmen, es ist aber auch möglich, dass die beiden Scannerträger parallel so verschoben werden, wie dies in 3a dargestellt ist.
Darüber hinaus ist darauf hinzuweisen, dass alle Scannerträger 24 auch um eine Vertikalachse verdrehbar angeordnet sein können, d. h. z. B. die Scannerträger 24a und 24b eine Position einnehmen können, wie sie in 3b dargestellt ist.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Scannerträger 24a sich ganz oder teilweise überkreuzen, so wie dies in 3c dargestellt ist. Dazu können die Scannerträger 24a und 24b in geringfügig unterschiedlichen Ebenen in dem Bauraum angeordnet werden.
Zu den 3 sei noch angemerkt, dass die Scannerträger 24a und 24b mit den darauf angeordneten Scannern 17a–17d sowohl in X- als auch in Y-Richtung horizontal über dem Baufeld verfahren werden können als auch um Ihre Drehachsen verdreht werden können. Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung, die Scannerträger aus der Horizontalen heraus zu verschwenken, damit die Scanner in einem Bereich 17 in eine optimale Position gebracht werden können.
In 4 sind Scannerträger 24a, 24b und 24c dargestellt, die z. B. auf einer gemeinsamen Drehachse in ihrem Zentrum 25 angeordnet sind. Selbstverständlich kann auch das Zentrum mit der gemeinsamen Drehachse in X- und Y-Richtung verfahren. Selbstverständlich kann auch das Zentrum mit der gemeinsamen Drehachse in X- und Y-Richtung verfahren werden. Auch eine Verschwenkung dieser drei dargestellten Scannerträger ist möglich. Natürlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, nur zwei Scannerträger auf einer gemeinsamen Drehachse anzuordnen und gemeinsam in X- und Y-Richtung zu verschieben.
In 5 ist noch dargestellt, wie ein plattenartiger Scannerträger 24 sowohl in X- und Y-Richtung verschoben werden kann, wozu die sich kreuzenden Pfeile beim Zentrum 25 des Scannerträgers 24 dargestellt sind. Außerdem kann der Scannerträger 24 aus der gezeigten Horizontallage in eine Schräglage verschwenkt werden, beispielsweise durch Verkippen um eine Achse 40 des Scannerträgers, sodass der Scannerträger gegenüber der Horizontallage einen Winkel α einschließt. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, den Scannerträger auch um eine Achse 41 zu verkippen, was allerdings in Zeichnungsfigur 5 nur angedeutet, aber nicht im Einzelnen dargestellt ist. Durch das Verkippen um die Achse 40 können alle vier Scanner in einen im Wesentlichen äquidistanten Abstand zu einem Bereich 27 auf dem Baufeld 20 gebracht werden, ohne den Scannerträger 24 in Horizontalrichtung zu verfahren. Eine derartige Schrägstellung kann in Sonderfällen günstig sein, um möglichst schnell kritisch liegende Bereiche 27 auf dem Baufeld zu erreichen, außerdem kann durch einen Schrägeinfall ein Nachbelichtungsvorgang optimiert werden, beispielsweise um eine Oberfläche zu glätten, sofern z. B. bereits das Pulver entnommen ist.
Grundsätzlich ist es möglich, den Laser 15 auf einem Scannerträger 24 zu installieren, sodass die Strahlführung zu den Scannern 17a–17d mit hoher Präzision durchgeführt werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf vier Scanner beschränkt, sondern umfasst auch eine größere Anzahl von Scannern, die auf einer größeren Anzahl von Scannerträgern montiert sein können, als in den Zeichnungsfiguren dargestellt. Bedeutungsvoll für die Erfindung ist, dass in einer Grundstellung gleichverteilte Scanner aus dieser Grundstellung herausgefahren werden können und bedarfsweise paarweise zu dritt zu viert oder in einer größeren Mehrzahl dort auf dem Baufeld eingesetzt werden können, wo sie gerade für eine Beschleunigung und Intensivierung des Bauprozesses gebraucht werden. Eine Optimierung der Position der Mehrzahl der Scanner über dem Baufeld wird abhängig davon errechnet, wie die zu belichtenden Bereiche 27 auf dem Baufeld verteilt sind. Durch Verschiebung und/oder Verdrängung oder Verschwenkung der Scannerträger gegenseitig oder um eine Horizontalachse können die Scanner optimal in Position gebracht werden, sodass sich bei Auswahl einer Mehrscanner-Belichtungsstrategie der Bauprozess wesentlich beschleunigt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Objekt
3: Strahlung
4: Baumaterial
5: Gehäuse
6: Prozesskammer
7: Baukammer
8: Tragevorrichtung
9: Träger
10: Spindel
11: Dosiereinrichtung
12: Beschichtervorrichtung
13: Beschichterklinge
14: Bestrahlungsvorrichtung
15: Laser
16: Strahl
17: Scanner
18: Gaseindüsung
20: Baufeld
22: Grundposition
23: Belichtungsbedarfsposition
24: Scannerträger
25: Zentrum
26: Quadrant
27: Bereich
30: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10053742 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten (2) durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung (3) verfestigbaren pulverartigen Baumaterials (4) an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (2) entsprechenden Stellen, insbesondere SLS oder SLM Vorrichtung mit – einem Gehäuse (5), in dem eine Prozesskammer (6) angeordnet ist, – einer darin untergebrachten Baukammer (7), in welcher eine Tragevorrichtung (8) zum Tagen des Objekts (2) mit einem höhenverstellbaren Träger (9) angeordnet ist, – einer Beschichtervorrichtung (12) zum Aufbringen von Schichten des Baumaterials (4) auf die Tragevorrichtung (8) oder eine zuvor gebildete Schicht, – einer Dosiereinrichtung (11) zum Zuführen des Baumaterials (4) und – einer Bestrahlungsvorrichtung (14) zum Bestrahlen von Schichten des Baumaterials (4) an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (2) entsprechenden Stellen, wobei die Bestrahlungsvorrichtung wenigstens einen verfahrbaren Scanner (17) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens vier Scanner (17) über dem Baufeld (20) der Baukammer (7) derart angeordnet und verfahrbar sind, dass jede Stelle des Baufeldes (20) bedarfsweise mit der Strahlung aus wenigstens drei Scannern gleichzeitig belichtbar ist, wozu die Scanner aus einer über dem Baufeld liegenden Grundposition einzeln, gemeinsam, paarweise oder in Gruppen in eine außenmittige Belichtungs-Bedarfsposition in X- und Y-Richtung im Wesentlichen parallel zum Baufeld und/oder höhenvariabel zum Baufeld, insbesondere in Z-Richtung verfahrbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der wenigstens vier Scanner (17) einen konstanten Abstand aufweisen und gemeinsam verfahrbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens vier Scanner (17) gemeinsam verfahrbar über dem Baufeld (20) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens vier Scanner (17) in der unverfahrenen Grundposition jeweils einem zentral unter ihnen liegenden Abschnitt des Baufelds (20) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens vier Scanner (17) auf wenigstens zwei gesonderten Scannerträgern (24) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Scannerträger (24) gegenseitig verfahrbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstes zwei Scannerträger (24) auf Drehachsen gelagert und durch Verdrehung verfahrbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Scannerträger (24) sowohl um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar als auch in X-/Y-Richtung verfahrbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Scanner (17) auf einem gemeinsamen Scannerträger (24) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Scannerträger (24) sowohl in XY-Richtung verfahrbar als auch um eine vertikale Achse verdrehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder verfahrbare und/oder um eine vertikale Achse verdrehbare Scannerträger (24) zusätzlich aus einer Horizontalstellung in eine verkippte Schrägstellung verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Scanner (17) von einem gemeinsamen Laser (15) mit Laserstrahlung versorgt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (15) auf dem Scannerträger (24) montiert und mit diesem verfahrbar und gegebenenfalls verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Verschiebeweg eines Scannerträgers (24) derart steuerbar ist, dass alle auf dem Scannerträger (24) montierten Scanner (17) zu einem in einem Randbereich des Baufeldes (20) angeordneten Belichtungspunkt den gleichen Abstand aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Scanner (17) auf einem insgesamt verschiebbaren Scannerträger (24) zueinander bezüglich ihres Abstandes verschiebbar, verdrehbar oder verschwenkbar angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung verfestigbaren pulverartigen Baumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Bestimmung der Verteilung der zu verfestigenden Baumaterialabschnitte auf dem Baufeld (20), – gemeinsame Verschiebung mehrerer Scanner (17) über einen Abschnitt des Baufeldes (20), der die größte Dichte an zu verfestigenden Baumaterialabschnitten aufweist derart, dass die zu verfestigenden Baumaterialabschnitte gleichzeitig durch mehrere Scanner (17) bearbeitbar sind und – gegebenenfalls Rückführung der Scanner (17) in eine über dem Baufeld (30) insbesondere gleich verteilte Grundposition für den Fall, dass nachfolgend zu verfestigende Abschnitte auf dem Baufeld (20) verteilt angeordnet sind.