DE102014014888A1 - Method for setting up and adjusting a building board - Google Patents

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Markus Lippert
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einrichtung und Justierung einer Bauplatte in einer Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1, in welcher pulverartiges Baumaterial 3 auf eine Oberfläche einer Bauplatte 4 oder eine bereits verfestigte Baumaterialschicht 25 aufgetragen und durch Einwirkung von Strahlungsenergie, insbesondere Laserstrahlung selektiv zur Herstellung eines Bauteils 2 verfestigt wird, wobei vor Beginn des Bauprozesses die Bauplatte 4 auf einen höhenverfahrbaren Träger 5 der Lasersinter- oder Laserschmelzanlage aufgelegt wird, wobei die nach oben weisende Oberfläche der die Bauplatte 4 vor- oder nach dem Auflegen auf den Träger 5 mit einem von einer Kameravorrichtung 21 erkennbaren optischen Muster 20 versehen wird, die mit dem Muster 20 versehene Bauplatte 4 mit Baumaterial 3 in der SLS- oder SLM-Vorrichtung 1 derart beschichtet wird, dass die Oberfläche der Bauplatte 4 von einer homogenen Baumaterialschicht 25 bedeckt ist wobei nachfolgend durch sukzessives schrittweises Anheben des Trägers 5 schichtweise das Pulver der Baumaterialschicht 25 abgezogen wird und bei oder nach jedem Abziehen einer Schicht die verbleibende Baumaterialschicht 25 von der Kameravorrichtung 21 erfasst wird, durch Fortführen des schichtweisen Abziehens von Pulverschichten so lange, bis durch eine Baumaterialrestschicht 26 das definierte, auf der nach oben weisenden Oberfläche der Bauplatte 4 aufgebrachte Muster 20 durch die Kameravorrichtung 21 erkennbar ist, durch Starten des Bauprozesses durch Verfestigen der Baumaterialrestschicht 26 und/oder einer weiteren darauf aufgebrachten Baumaterialschicht, nachdem die Kameravorrichtung 21 das durch die Baumaterialrestschicht 26 durchscheinende definierte Muster 20 erkannt hat.The invention relates to a method for setting up and adjusting a building board in a laser sintering or laser melting device 1, in which powdery building material 3 applied to a surface of a building board 4 or an already solidified construction material layer 25 and selectively by the action of radiant energy, in particular laser radiation for the production of a component 2 is solidified, wherein prior to the construction process, the building board 4 is placed on a vertically movable support 5 of the laser sintering or laser melting system, wherein the upward-facing surface of the building board 4 before or after placing on the carrier 5 with one of a camera device 21 recognizable optical pattern 20 is provided, which is provided with the pattern 20 building board 4 with building material 3 in the SLS or SLM device 1 is coated such that the surface of the building board 4 is covered by a homogeneous building material layer 25 wherein successive by Stepwise lifting of the support 5, the powder of the building material layer 25 is peeled off in layers and on or after each peeling of a layer, the remaining building material layer 25 is detected by the camera apparatus 21, by continuing the layered peeling of powder layers until defined by a building material residue layer 26, on the upwardly facing surface of the structural panel 4, the pattern 20 is detectable by the camera apparatus 21, by starting the building process by solidifying the building material residual layer 26 and / or another building material layer applied thereto, after the camera apparatus 21 defines the pattern 20 through which the building material residual layer 26 passes has recognized.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einrichtung und Justierung einer Bauplatte in einer Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung mit den weiteren Merkmalen des Patentanspruches 1. Ein generatives Bauverfahren in einer Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung erfolgt dadurch, dass pulverartiges Baumaterial auf die Oberfläche einer Bauplatte oder auf eine bereits verfestigte Baumaterialschicht aufgetragen und durch Einwirkung von Strahlungsenergie, insbesondere Laserstrahlung selektiv und lokal zur Herstellung eines Bauteils verfestigt wird, wobei vor Beginn des Bauprozesses die Bauplatte auf einen höhenverfahrbaren Träger der Lasersinter- oder Laserschmelzanlage aufgelegt und ggf. dort befestigt wird.The invention relates to a method for setting up and adjusting a building board in a laser sintering or laser melting device with the further features of claim 1. A generative construction method in a laser sintering or laser melting device is carried out by powdery building material on the surface of a building board or on an already solidified Applied building material layer and selectively solidified by the action of radiation energy, in particular laser radiation and locally for the production of a component, wherein prior to the construction process, the building board placed on a height-adjustable support of the laser sintering or laser melting system and possibly fixed there.

Die Einjustierung einer Bauplatte in einer derartigen Vorrichtung ist relativ komplex und muss mit hoher Sorgfalt erfolgen, damit sichergestellt wird, dass einerseits die nach oben weisende Oberfläche der Bauplatte völlig eben und horizontal für den Beschichtungsvorgang zur Verfügung steht. Außerdem ist genau festzulegen, in welcher Höhe sich die Oberfläche der Bauplatte bezogen auf eine über ihr hin- und herverfahrbare Beschichtungsvorrichtung befindet. Gerade das Beschichten und Verfestigen einer ersten Schicht auf der Bauplatte ist insofern kritisch, als eine zu dicke erste Baumaterialschicht dazu führen kann, dass sich die Schicht nicht ausreichend mit der Oberfläche der Bauplatte verbindet und sich deswegen teilweise ablösen kann. Um einen derartigen „Delaminationsvorgang” vorzubeugen, ist vor Beginn des Bauprozesses eine exakte horizontale Ausgangslage der Oberfläche der Bauplatte sicherzustellen.The Einjustierung a building board in such a device is relatively complex and must be done with great care to ensure that on the one hand, the upwardly facing surface of the building board is completely flat and horizontal for the coating process available. In addition, it must be determined exactly how high the surface of the building board is relative to a coating device that can be moved back and forth over it. Especially the coating and solidification of a first layer on the building board is critical insofar as a too thick first layer of building material can lead to the layer not sufficiently bonding to the surface of the building board and therefore being able to partially come off. In order to prevent such a "Delaminationsvorgang" is to ensure an exact horizontal starting position of the surface of the building panel before the construction process.

Bisher erfolgen das Einlegen und die Justage der Bauplatte manuell. Die Bauplatte wird dabei von einer Bedienungsperson auf einen höhenverfahrbaren Träger der Vorrichtung aufgelegt und ggf. dort befestigt, was z. B. durch ein Spannsystem erfolgen kann. Sodann wird die Bauplatte von unten an die Beschichtungsvorrichtung herangefahren, dann wird festgestellt, in welcher „Nullage” sich die Beschichtungsvorrichtung, die über der Bauplatte hin- und hergefahren wird und die Oberfläche der Bauplatte berühren. Dieses mechanische Berühren kann zu einer geringfügigen Beschädigung der Oberfläche der Bauplatte führen, insbesondere wenn harte Beschichterklingen verwendet werden.So far, the insertion and the adjustment of the building board done manually. The building board is placed by an operator on a height-adjustable support of the device and possibly attached there, which z. B. can be done by a clamping system. Then, the building board moved from below to the coating device, then it is determined in which "zero position", the coating device, which is moved back and forth over the building board and touch the surface of the building board. This mechanical contact may result in minor damage to the surface of the structural panel, especially if hard coater blades are used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einrichtung einer Bauplatte ihrer Höhenlage nach und ggf. zur Nachjustierung einer ebenen Ausrichtung der Bauplatte anzubieten, das automatisch durchgeführt werden kann und exakte Justierungsergebnisse liefert, ohne mit dem geschilderten Nachteilen des Stands der Technik behaftet zu sein. Insbesondere soll das Verfahren ggf. durch automatische Beschickungs- und Bestückungseinrichtungen von SLM- oder SLS-Vorrichtungen durchführbar sein.The invention has for its object to provide a method for setting up a building board their altitude and possibly for readjustment of a flat orientation of the building board, which can be performed automatically and exact calibration results, without being burdened with the disadvantages of the prior art , In particular, the method should possibly be feasible by automatic loading and loading devices of SLM or SLS devices.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine mit einem Muster versehene Bauplatte in die Vorrichtung eingelegt wird, mit einer Baumaterialschicht einer gewissen Schichtdicke bedeckt wird und dann die Baumaterialschicht sukzessive so lange abgezogen wird, bis das auf der Oberfläche der Bauplatte aufgebrachte Muster durch eine Kamera mit angeschlossener Bilderkennungssoftware durch eine auf der Oberfläche der Bauplatte verbleibende Baumaterialrestschicht erkannt wird. In dieser Ausgangslage befindet sich nur noch die sehr dünne Baumaterialschicht von 20–50 μm auf der Bauplatte, diese Schicht oder eine weitere aufgebrachte dünne Schicht dient dann als erste Schicht, die im Rahmen eines generativen Bauprozesses verfestigt und mit der Oberfläche der Bauplatte zumindest bereichsweise verbunden wird.This object is achieved in that a provided with a patterned building board is inserted into the device, is covered with a layer of building material of a certain thickness and then the building material layer is successively withdrawn until the applied to the surface of the building board pattern by a camera connected image recognition software is detected by a remaining on the surface of the building panel building material residue layer. In this starting position, only the very thin layer of building material of 20-50 microns on the building board, this layer or another thin layer applied then serves as a first layer, which solidified as part of a generative construction process and at least partially connected to the surface of the building board becomes.

Ein derartiges Verfahren lässt sich automatisch durchführen, insbesondere ist es möglich, das Muster durch Belichten der Bauplatte unter Anschmelzen der Oberfläche der Bauplatte aufzubringen. Ein Muster, dass durch Anschmelzen der Oberfläche der Bauplatte gebildet wird, hat glänzende Abschnitte im Gegensatz zu einer meist matten Oberfläche der Bauplatte, und ist damit durch eine Kamera mit angeschlossener Erkennungssoftware gut zu erkennen.Such a method can be carried out automatically, in particular it is possible to apply the pattern by exposing the building board while melting the surface of the building board. A pattern that is formed by melting the surface of the building board, has shiny sections in contrast to a mostly matte surface of the building board, and is thus well recognized by a camera with attached recognition software.

Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Muster auf der Bauplatte z. B. durch Anätzen der Oberfläche oder mechanisch aufzubringen. Das Belichten der Bauplatte durch Musteraufbringung kann in der SLS- oder SLM-Anlage durch die im Bauprozess ebenfalls verwendete Strahlungsenergiequelle, insbesondere durch einen Laser erfolgen, dessen Strahl über einen Scanner geleitet wird, der dann prozessgesteuert ein entsprechendes Erkennungsmuster in die Oberfläche der Bauplatte einlasert, bevor die schichtweise abzutragende Pulverschicht aufgetragen wird.In principle, it is also possible, the pattern on the building board z. B. by etching the surface or applied mechanically. The exposure of the building board by pattern application can be done in the SLS or SLM system by the radiation energy source also used in the construction process, in particular by a laser, the beam is passed through a scanner, which then einrichtert a process-controlled a corresponding recognition pattern in the surface of the building board, before applying the layer of powder to be removed in layers.

Das Abtragen der Baumaterialschichten zur Vorbereitung des Mustererkennungsvorganges durch die Kameravorrichtung erfolgt mit einer über der Bauplatte horizontal verfahrbaren Baumaterialbeschichtungsanordnung. Diese Beschichtungsanordnung wird damit als Beschichter einerseits, andererseits aber als Schichtreduzierungsvorrichtung eingesetzt, um bei dem Verfahren die aufgetragene Baumaterialschicht so weit zu reduzieren, dass durch die Restschicht des aufgetragenen Baumaterials das auf der Bauplatte aufgebrachte Muster durchscheint. Dann ist sichergestellt, dass zwischen einer Abtragskante des Beschichters und der Oberfläche der Bauplatte ein minimaler Abstand vorliegt, z. B. 20–50 μm. Bei diesem Prozess wird sichergestellt, dass der Beschichter die Bauplatte selbst nicht berührt, sondern immer ein minimaler Sicherheitsabstand eingehalten wird.The removal of the building material layers for the preparation of the pattern recognition process by the camera apparatus is carried out with a construction material coating arrangement which can be moved horizontally over the building board. This coating arrangement is thus used as a coater on the one hand, but on the other hand as a layer reducing device in order to reduce in the process, the applied building material layer so that through the residual layer of the applied building material, the pattern applied to the building board shines through. Then it is ensured that there is a minimum distance between a removal edge of the coater and the surface of the building board, z. B. 20-50 microns. This process ensures that the Coater does not touch the building board itself, but always a minimum safety distance is maintained.

Vorzugsweise erstreckt sich das Muster wenigstens teilweise bis in den Randbereich und oder in die Eckbereiche der Bauplatte. Dann kann nämlich bei einer nicht ebenen Lagerung der Bauplattenoberfläche automatisch erkannt werden, dass das Muster nicht vollständig oder nicht gleichmäßig sichtbar ist. In diesem Fall erfolgt über einen Mehrspindelantrieb zum Anheben oder Absenken der Trägerplatte, auf der die Bauplatte ruht, eine Nachnivellierung der Bauplattenoberfläche.Preferably, the pattern extends at least partially into the edge region and / or into the corner regions of the building board. In that case, if the structural surface of the building board is not level, it can automatically be recognized that the pattern is not completely or not uniformly visible. In this case, via a multi-spindle drive for raising or lowering the support plate on which rests the building board, a re-leveling of the building board surface.

Besonders vorteilhaft kann das geschilderte Justierverfahren im Zuge einer Vollautomatisierung einer Lasersinter- oder Laserschmelzanlage eingesetzt werden. Bei einer automatisierten Anlage ist es möglich, z. B. einen Baucontainer automatisch einer ausgewählten Vorrichtung zuzuführen, in dieser zu positionieren, dort zu inertisieren, die Bauplatte automatisch einzurichten, wozu das Verfahren gemäß Anspruch 1 eingesetzt wird, den Bauprozess sodann automatisch zu starten und durchzuführen und nach Beendigung des Bauprozesses auch den Baucontainer automatisch aus der Maschine auszufahren und zu weiteren Stationen zu bringen. Die Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung steht dann wieder für die Aufnahme weiterer Baucontainer zur Verfügung, in denen ein ebenso automatisiertes Verfahren durchgeführt werden kann.Particularly advantageously, the described adjustment method can be used in the course of a full automation of a laser sintering or laser melting system. In an automated system, it is possible, for. B. automatically supply a building container to a selected device to position in this there to inertize the building board automatically set up what the method is used according to claim 1, then automatically start the construction process and perform and after completion of the construction process and the building container automatically out of the machine and bring to other stations. The laser sintering or laser melting device is then again available for receiving further building containers in which an equally automated method can be carried out.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in the drawing figures. These show:

1 eine schematische Seitenansicht einer Laserschmelzanlage im Schnitt; 1 a schematic side view of a laser melting plant in section;

2 eine Detailansicht gem. 1 mit der Trägerplatte in einer oberen Software-Endlage; 2 a detailed view acc. 1 with the carrier plate in an upper software end position;

3 eine schematische Draufsicht auf eine unbeschichtete, aber mit einem Muster versehene Bauplatte in der Softwareendlage; 3 a schematic plan view of an uncoated, but patterned building board in the software end layer;

4 eine Draufsicht auf eine homogen beschichtete Bauplatte vor Beginn des sukzessiven Abtragens der aufgebrachten Pulverschicht; 4 a plan view of a homogeneously coated building board before the start of the successive removal of the applied powder layer;

5 eine schematische Draufsicht auf die mit dem Muster versehene Bauplatte mit einer definierten dünnen Baumaterialrestschicht, durch die das Muster bereits wieder durchscheint, d. h. in Prozessausgangslage; 5 a schematic plan view of the provided with the pattern building board with a defined thin building material residual layer, through which the pattern already shines through again, ie in the process starting position;

6 eine schematische Draufsicht auf einer unbeschichteten Bauplatte mit einem unterschiedlichen Muster. 6 a schematic plan view of an uncoated building board with a different pattern.

In Zeichnungsfigur 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Herstellung generativer Bauteile 2, nämlich eine Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung mit ihren wesentlichen Komponenten schematisch dargestellt. In der Vorrichtung 1 wird pulverartiges Baumaterial 3 auf eine Oberfläche einer Bauplatte 4 aufgebracht, die auf einem Träger 5 innerhalb eines Bauraums 6 höhenverstellbar gelagert ist.In drawing figure 1 is a device 1 for the production of generative components 2 , namely a laser sintering or laser melting device with its essential components shown schematically. In the device 1 becomes powdery building material 3 on a surface of a building board 4 applied on a support 5 within a construction space 6 is mounted adjustable in height.

Über eine Strahlungsquelle, nämlich einen Laser 7 wird Strahlungsenergie 8 mittels eines Scanners 9 auf die Pulverschicht gelenkt, die dadurch aufgeschmolzen und verfestigt wird.About a radiation source, namely a laser 7 becomes radiation energy 8th by means of a scanner 9 directed to the powder layer, which is thereby melted and solidified.

Die Baumaterialschicht wird mittels eines hin- und herverfahrbaren Besichters 10 aus einer Dosiervorrichtung 11 zum Baubehälter 6 gefördert, überschüssiges Baumaterial kann in einen Überlaufbehälter 12 fallen.The building material layer is made by means of a reciprocating surveyor 10 from a metering device 11 to the construction container 6 Promoted, excess building material may be in an overflow tank 12 fall.

Der Baubehälter 6, die Dosiereinrichtung 11 und der Überlaufbehälter 12 sind in einer Prozesskammer 13 angeordnet, in der eine Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten werden kann. Die gesamte Vorrichtung ist in einem Gehäuse 14 untergebracht. Alle Komponenten sind lediglich schematisch dargestellt.The construction container 6 , the metering device 11 and the overflow tank 12 are in a process chamber 13 arranged in which a protective gas atmosphere can be maintained. The entire device is in a housing 14 accommodated. All components are shown only schematically.

Zur Durchführung des Verfahrens kann nur gemäß 2 der Träger 5 mit der darauf angeordneten Bauplatte 4 in eine obere Softwareendlage gefahren werden und mittels der Strahlungsenergie 8, die prozessgesteuert durch den Scanner 9 auf die Oberfläche der Bauplatte 4 gelenkt werden kann, ein Muster 20 eingelasert werden. Das Muster 20 muss derart ausgebildet sein, dass es durch eine Kamera 21 erkennbar ist. An die Kamera 21 ist ein Prozessor 22 angeschlossen, in dem eine Bilderkennungssoftware läuft. Die Bilderkennungssoftware und der Prozessor 22 können natürlich auch Bestandteil eines Steuerungssystems der Gesamtvorrichtung 1 sein.For carrying out the method can only according 2 the carrier 5 with the building board arranged thereon 4 be driven into an upper software end position and by means of the radiation energy 8th Process-controlled by the scanner 9 on the surface of the building board 4 can be directed, a pattern 20 be lasered. The pattern 20 must be designed so that it is through a camera 21 is recognizable. To the camera 21 is a processor 22 connected, in which an image recognition software is running. The image recognition software and the processor 22 Of course, they can also be part of a control system of the overall device 1 be.

Die mit dem Muster 20 versehene Bauplatte 4 wird nun mit Baumaterial 3 in der Vorrichtung 1 derart beschichtet, dass die Oberfläche der Bauplatte 4 von einer homogenen Baumaterialschicht 25 komplett bedeckt ist. Nachfolgend wird der Träger 5 schrittweise angehoben und schichtweise das Pulver der Baumaterialschicht 25 wieder abgezogen. Nach jedem Abziehen einer Schicht wird die verbleibende Baumaterialschicht 25 von der Kamera 21 erfasst, um zu überprüfen, ob das Muster 20 bereits wieder durch die Baumaterialschicht sichtbar wird. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis durch eine Baumaterialsrestschicht 26 das auf der Oberfläche der Bauplatte 4 aufgebrachte Muster 20 durch die Kamera 21 erkannt wird. Der Bauprozess wird dann durch Verfestigen der Baumaterialrestschicht 26 oder einer weiteren darauf aufgebrachten Baumaterialschicht gestartet, sobald die Kamera 21 das durch die Baumaterialrestschicht 26 durchscheinende definierte Muster 20 erkannt hat.The one with the pattern 20 provided building board 4 will now be using construction material 3 in the device 1 coated so that the surface of the building board 4 from a homogeneous building material layer 25 completely covered. The following will be the carrier 5 gradually raised and layer by layer the powder of the building material layer 25 withdrawn again. After each stripping of a layer, the remaining building material layer 25 from the camera 21 recorded to check if the pattern 20 again visible through the layer of building material. This process is continued until through a building material residual layer 26 that on the surface of the building board 4 applied patterns 20 through the camera 21 is recognized. The building process is then completed by solidifying the building material remnant layer 26 or another layer of construction material applied thereto, as soon as the camera 21 that through the building material remnant layer 26 translucent defined patterns 20 has recognized.

In 3 ist schematisch das auf die Oberfläche der Bauplatte 4 aufgebrachte Muster 20 zu erkennen. In 4 ist der Zustand dargestellt, in welchen die Bauplatte 4 und damit das Muster 20 vollständig von der Baumaterialschicht 25 überdeckt sind. Auch ein Randbereich des Trägers 5 ist dabei von der Baumaterialschicht 25 mit überdeckt.In 3 is schematically the on the surface of the building board 4 applied patterns 20 to recognize. In 4 the state is shown in which the building board 4 and with it the pattern 20 completely from the building material layer 25 are covered. Also a border area of the carrier 5 is from the building material layer 25 with covered.

5 zeigt schematisch eine sehr dünne Baumaterialrestschicht 26, durch die das Muster 20 wieder optisch erkennbar ist. Die Kameravorrichtung 21 hat damit die Möglichkeit, das definierte Muster 20 zu erkennen und dem Prozessor der Vorrichtung 1 zu signalisieren, dass der Bauprozess gestartet werden kann, weil sich die Oberfläche der Bauplatte 4 in einer optimierten Bauprozessstartlage befindet. 5 schematically shows a very thin building material residual layer 26 through which the pattern 20 is visually recognizable again. The camera device 21 thus has the option of the defined pattern 20 to recognize and the processor of the device 1 to signal that the construction process can be started because the surface of the building board 4 located in an optimized Bauprozessstartlage.

In 6 ist noch dargestellt, dass sich das Muster 20 wenigstens teilweise bis in den Randbereich oder die Eckbereiche der Bauplatte 4 erstrecken kann.In 6 is still shown that the pattern 20 at least partially up to the edge region or the corner regions of the building board 4 can extend.

In den Zeichnungsfiguren 1 und 2 ist angedeutet, dass der Träger durch einen Mehrspindelantrieb 30 höhenverstellbar gelagert ist. Stellt die Kameravorrichtung 21 fest, dass das Muster 20 nicht gleichmäßig oder nur abschnittsweise zu erkennen ist, deutet dies auf eine Schräglage der Oberfläche der Bauplatte bezogen auf die Beschichtungsvorrichtung 9 hin. In diesem Fall kann durch Antrieb einzelner Spindeln des Mehrspindelantriebes 30 eine Nivellierung der Oberfläche der Bauplatte 4 automatisch erfolgen.In the drawing figures 1 and 2 it is indicated that the carrier by a multi-spindle drive 30 is mounted adjustable in height. Represents the camera device 21 notice that the pattern 20 can not be seen evenly or only in sections, this indicates an inclined position of the surface of the building board with respect to the coating device 9 out. In this case, by driving individual spindles of the multi-spindle drive 30 a leveling of the surface of the building board 4 done automatically.

Die Bauplatte 4 weist vor dem Aufbringen des Musters wenigstens bereichsweise eine matte Oberfläche auf. In diese matte Oberfläche kann das Muster 20 in Form von glänzenden Abschnitten, wie beispielsweise Rechtecken oder Rauten eingelasert werden.The building board 4 has at least partially a matte surface before applying the pattern. In this matte surface can the pattern 20 in the form of shiny sections, such as rectangles or diamonds are lasered.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
Bauteilcomponent
33
Baumaterialbuilding materials
44
Bauplattebuilding board
55
Trägercarrier
66
Baubehälterbuilding container
77
Laserlaser
88th
Strahlungsenergieradiant energy
99
Scannerscanner
1010
Beschichtercoaters
1111
Dosiereinrichtungmetering
1212
ÜberlaufbehälterOverflow tank
1313
Prozesskammerprocess chamber
1414
Gehäuse v. 1 Housing v. 1
2020
Mustertemplate
2121
Kameravorrichtungcamera device
2222
Prozessorprocessor
2525
BaumaterialschichtBuilding material layer
2626
BaumaterialrestschichtBuilding material residual layer
3030
MehrspindelantriebMulti-spindle drive

Claims (15)

Verfahren zur Einrichtung und Justierung einer Bauplatte in einer Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung (1), in welcher pulverartiges Baumaterial (3) auf eine Oberfläche einer Bauplatte (4) oder eine bereits verfestigte Baumaterialschicht (25) aufgetragen und durch Einwirkung von Strahlungsenergie, insbesondere Laserstrahlung selektiv zur Herstellung eines Bauteils (2) verfestigt wird, wobei vor Beginn des Bauprozesses die Bauplatte (4) auf einen höhenverfahrbaren Träger (5) der Lasersinter- oder Laserschmelzanlage aufgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – nach oben weisende Oberfläche der die Bauplatte (4) vor- oder nach dem Auflegen auf den Träger (5) mit einem von einer Kameravorrichtung (21) erkennbaren optischen Muster (20) versehen wird, – die mit dem Muster (20) versehene Bauplatte (4) mit Baumaterial (3) in der SLS- oder SLM-Vorrichtung (1) derart beschichtet wird, dass die Oberfläche der Bauplatte (4) von einer homogenen Baumaterialschicht (25) bedeckt ist; – nachfolgend durch sukzessives schrittweises Anheben des Trägers (5) schichtweise das Pulver der Baumaterialschicht (25) abgezogen wird und bei oder nach jedem Abziehen einer Schicht die verbleibende Baumaterialschicht (25) von der Kameravorrichtung (21) erfasst wird; – Fortführen des schichtweisen Abziehens von Pulverschichten so lange, bis durch eine Baumaterialrestschicht (26) das definierte, auf der nach oben weisenden Oberfläche der Bauplatte (4) aufgebrachte Muster (20) durch die Kameravorrichtung (21) erkennbar ist; – Starten des Bauprozesses durch Verfestigen der Baumaterialrestschicht (26) und/oder einer weiteren darauf aufgebrachten Baumaterialschicht, nachdem die Kameravorrichtung (21) das durch die Baumaterialrestschicht (26) durchscheinende definierte Muster (20) erkannt hat.Method for setting up and adjusting a building board in a laser sintering or laser melting device ( 1 ), in which powdery building material ( 3 ) on a surface of a building board ( 4 ) or an already consolidated building material layer ( 25 ) and by the action of radiation energy, in particular laser radiation selectively for the production of a component ( 2 ) is solidified, wherein before the construction process, the building board ( 4 ) to a height-adjustable support ( 5 ) of the laser sintering or laser melting plant is placed, characterized in that - upwardly facing surface of the building board ( 4 ) before or after laying on the carrier ( 5 ) with one of a camera device ( 21 ) recognizable optical pattern ( 20 ), - with the pattern ( 20 ) provided building board ( 4 ) with building material ( 3 ) in the SLS or SLM device ( 1 ) is coated such that the surface of the building board ( 4 ) of a homogeneous building material layer ( 25 ) is covered; - subsequently by successive incremental lifting of the support ( 5 ) layer by layer the powder of the building material layer ( 25 ) and at or after each stripping of a layer the remaining building material layer ( 25 ) from the camera device ( 21 ) is detected; Continuing the layered peeling of powder layers until through a building material residual layer ( 26 ) the defined, on the upwardly facing surface of the building board ( 4 ) applied patterns ( 20 ) by the camera device ( 21 ) is recognizable; - starting the building process by solidifying the building material residual layer ( 26 ) and / or another building material layer applied thereto after the camera device ( 21 ) that through the building material residual layer ( 26 ) translucent defined patterns ( 20 ) has recognized. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schichtweise Abziehen der Baumaterialschicht (25) so lange erfolgt, bis die verbleibende Baumaterialrestschicht (26) eine Schichtdicke von 20–50 μm aufweist.A method according to claim 1, characterized in that the stratified removal of the building material layer ( 25 ) takes place until the remaining building material residual layer ( 26 ) has a layer thickness of 20-50 microns. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (20) durch Belichten der Bauplatte (4) unter Anschmelzen der Oberfläche der Bauplatte (4) aufgebracht wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the pattern ( 20 ) by exposing the building board ( 4 ) while the surface of the building board ( 4 ) is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (20) auf der Bauplatte (4) durch Anätzen oder mechanische Behandlung ihrer Oberfläche aufgebracht wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pattern ( 20 ) on the building board ( 4 ) is applied by etching or mechanical treatment of its surface. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Belichten der Bauplatte (4) in der SLS- oder SLM-Anlage (1) durch die im Bauprozess verwendete Strahlungsenergiequelle (8) erfolgt.Method according to the preceding claims, characterized in that the exposure of the building board ( 4 ) in the SLS or SLM plant ( 1 ) by the radiant energy source used in the building process ( 8th ) he follows. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragen der Baumaterialschicht (25) zur Vorbereitung des Mustererkennungsvorganges durch die Kameravorrichtung (21) mit einer über der Bauplatte (4) horizontal verfahrbaren Baumaterial-Beschichtungsanordnung (9) erfolgt.Method according to the preceding claims, characterized in that the removal of the building material layer ( 25 ) for preparing the pattern recognition process by the camera device ( 21 ) with one above the building board ( 4 ) horizontally movable building material coating arrangement ( 9 ) he follows. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (20) auf der Oberfläche der Bauplatte (4) eine Mehrzahl von Einzelelementen umfasst, die über wenigstens einen Teilbereich der Oberfläche der Bauplatte (4) verteilt sind.Method according to the preceding claims, characterized in that the pattern ( 20 ) on the surface of the building board ( 4 ) comprises a plurality of individual elements which over at least a portion of the surface of the building board ( 4 ) are distributed. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Muster (20) wenigstens teilweise bis in den Randbereich und/oder die Eckbereiche der Bauplatte (4) erstreckt.Method according to the preceding claims, characterized in that the pattern ( 20 ) at least partially into the edge region and / or the corner regions of the building board ( 4 ). Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch automatische Nachjustierung der horizontalen Ausrichtung der Bauplatte (4) durch einen Mehrspindelantrieb (30) des Trägers (5) der SLS- oder SLM-Vorrichtung (1), mit welchem eine horizontale Ausrichtung des Trägers (5) und damit auch der auf ihm aufliegenden Bauplatte (4) einstellbar ist.Method according to the preceding claims, characterized by automatic readjustment of the horizontal alignment of the building board ( 4 ) by a multi-spindle drive ( 30 ) of the carrier ( 5 ) of the SLS or SLM device ( 1 ), with which a horizontal orientation of the carrier ( 5 ) and thus also the building board resting thereon ( 4 ) is adjustable. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplatte (4) vor Aufbringen des Musters (20) wenigstens bereichsweise eine matte Oberfläche aufweist.Method according to the preceding claims, characterized in that the building board ( 4 ) before applying the pattern ( 20 ) has at least partially a matte surface. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (20) durch aufgeschmolzene und damit glänzende Abschnitte der Bauplatte (4) gebildet wird.Method according to the preceding claims, characterized in that the pattern ( 20 ) by melted and thus shiny sections of the building board ( 4 ) is formed. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kameravorrichtung (21) ein Prozessor (22) angeschlossen ist, in welchem eine Bilderkennungssoftware läuft, die das durch die Kameravorrichtung (21) erfasste Muster (20) der Bauplatte (4) mit einem abgespeicherten Referenzmuster vergleicht.Method according to the preceding claims, characterized in that to the camera device ( 21 ) a processor ( 22 ) in which an image recognition software is running, which is the by the camera device ( 21 ) recorded patterns ( 20 ) of the building board ( 4 ) compares with a stored reference pattern. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Bilderkennungssoftware überprüft, ob das Muster (20) vollständig und/oder gleichmäßig erkennbar ist.Method according to claim 12, characterized in that the image recognition software checks whether the pattern ( 20 ) is completely and / or evenly recognizable. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch automatische Ansteuerung des Mehrspindelantriebes (30) des Trägers (5) des SLS- oder SLM-Vorrichtung (1) zur horizontalen Nachjustierung des Trägers (5), sofern die Bilderkennungssoftware anhand des nicht vollständig oder gleichmäßig erkennbaren Musters (20) eine nicht ebene Ausrichtung der Oberfläche der Bauplatte (4) erkennt.Method according to Claim 13, characterized by automatic activation of the multi-spindle drive ( 30 ) of the carrier ( 5 ) of the SLS or SLM device ( 1 ) for horizontal readjustment of the carrier ( 5 ), provided that the image recognition software uses the incompletely or evenly identifiable pattern ( 20 ) a non-planar orientation of the surface of the building board ( 4 ) recognizes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Einrichtung und Justieren einer Bauplatte in einer Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung im Zuge eines automatischen Einrichtungsverfahrens der Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung erfolgt, bei welchem ein Baumodul an die Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung automatisch angedockt wird und/oder inertisiert wird, die Bauplatte justiert und eingerichtet wird und/oder der Bauprozess automatisch gestartet und/oder nach Beendigung des Bauprozesses das Baumodul automatisch aus der Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung ausgefahren und zu einer Nachbehandlungs- und/oder Entpackungseinrichtung für das fertiggestellte Bauteil verfahren wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method for setting up and adjusting a building board in a laser sintering or laser melting device in the course of an automatic Einrichtungsverfahrens the laser sintering or laser melting takes place, in which a Baumodul is automatically docked to the laser sintering or laser melting device and / or inerted, the building board is adjusted and set up and / or the construction process started automatically and / or after completion of the construction process, the building module automatically extended from the laser sintering or laser melting device and proceed to a post-treatment and / or unpacking device for the finished component becomes.
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