DE102015225012A1

DE102015225012A1 - Method and device for testing an input data set of a generative layer construction device

Info

Publication number: DE102015225012A1
Application number: DE102015225012.1A
Authority: DE
Inventors: Vincent Antoine; Andreas Kahler; Christoph Mair
Original assignee: EOS GmbH
Current assignee: EOS GmbH
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Ein computergestütztes Verfahren zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer generativen Schichtbauvorrichtung, umfassend mindestens folgenden Schritt: – Vergleich von mindestens einem Parameterwert in einem computerbasierten Modell eines mittels der generativen Schichtbauvorrichtung herzustellenden Objekts mit einem Grenz-Parameterwert, der ein Extremwert für diesen Parameter ist, der mittels der generativen Schichtbauvorrichtung herstellbar ist.A computer-aided method for examining an input data set of a generative layer building apparatus, comprising at least the following step: - comparing at least one parameter value in a computer-based model of an object to be produced by the generative layer building apparatus with a limit parameter value which is an extreme value for this parameter, which is determined by means of the Generative Schichtbauvorrichtung can be produced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer generativen Schichtbauvorrichtung sowie eine generative Schichtbauvorrichtung, die zur Durchführung eines Schichtbauverfahrens geeignet ist.The invention relates to a method and a device for testing an input data set of a generative layer construction device as well as to a generative layer construction device which is suitable for carrying out a layer construction method.

Generative Schichtbauverfahren, wie beispielsweise das Lasersintern oder -schmelzen oder die Stereolithografie eignen sich hervorragend zur Herstellung von Bauteilen mit komplexer Geometrie und insbesondere auch zur Herstellung von Bauteilen, die auf einen bestimmten Nutzer oder für einen bestimmten Anwendungszweck individuell zugeschnitten sind. Die Bauteile werden dabei schichtweise hergestellt, das heißt, das Bauteil wird durch Übereinanderstapeln von Querschnitten des Bauteils ausgebildet. Beim Herstellvorgang wird also Querschnitt für Querschnitt ausgebildet und die einzelnen Querschnitte werden mit den darunter- und darüberliegenden Querschnitten verbunden.Generative layer construction processes, such as, for example, laser sintering or melting or stereolithography, are outstandingly suitable for the production of components with complex geometries, and in particular also for the production of components which are individually tailored to a particular user or for a specific application. The components are thereby produced in layers, that is, the component is formed by stacking of cross sections of the component. During the manufacturing process so cross-section for cross-section is formed and the individual cross sections are connected to the underlying and overlying cross sections.

Damit ein Bauteil durch eine generative Schichtbauvorrichtung hergestellt werden kann, müssen der Vorrichtung Daten zugeführt werden, die ein 3D-CAD-Modell (also allgemein ein computerbasiertes Modell) des Bauteils beinhalten. Der Entwurf solch eines CAD-Modells liegt in der Regel in den Händen eines Entwicklungsingenieurs, der Fachmann auf dem technischen Gebiet ist, dem das Bauteil zugeordnet ist und der genaue Kenntnisse über die Einsatzumgebung des Bauteils sowie die technischen Eigenschaften, die dieses aufweisen soll, hat. Im Folgenden wird solch ein Fachmann als ”CAD-Designer” bezeichnet.In order for a component to be fabricated by a generative layering device, data must be provided to the device that includes a 3D CAD model (ie, generally a computer-based model) of the component. The design of such a CAD model is usually in the hands of a development engineer who is skilled in the art to which the component is associated and who has a thorough knowledge of the environment of use of the component and the technical characteristics that it is intended to have , In the following, such a person skilled in the art is referred to as "CAD Designer".

Auch wenn es bei generativen Schichtbauverfahren im Vergleich zu anderen Verfahren große Freiheiten bei der Ausgestaltung eines Bauteils gibt, so gibt es nichtsdestotrotz dennoch auch technologische Randbedingungen, die die Herstellung von beliebigen Designs verhindern. Das Wissen, ob ein spezielles Design, das als CAD-Modell vorliegt, mittels eines generativen Schichtbauverfahrens (auch als Additive-Manufacturing-Verfahren bezeichnet) herstellbar ist oder nicht, liegt in der Regel bei den Fachleuten, die mit der generativen Herstellung befasst sind und die im Folgenden als ”AM-Experten” bezeichnet werden. Das Wissen, ob ein spezielles Design herstellbar ist oder nicht, erfordert dabei in der Regel genaue Kenntnisse und oftmals auch eine über einen längeren Zeitraum angesammelte Erfahrung mit generativen Schichtbauverfahren.Although there are great freedoms in the design of a component in generative layer construction methods compared to other methods, there are nonetheless also technological boundary conditions which prevent the production of arbitrary designs. The knowledge of whether or not a specific design, which is available as a CAD model, can or can not be produced by means of a generative layer construction process (also referred to as an additive manufacturing process) is generally the responsibility of the specialists who are involved in generative production and hereinafter referred to as "AM experts". The knowledge of whether or not a special design can be produced usually requires detailed knowledge and often also a long-term accumulated experience with generative layering techniques.

Da das Spezialwissen über die Randbedingungen bei der Herstellung von Bauteilen in der Regel nicht beim CAD-Designer vorhanden sein wird, ist im Zuge des Entwurfs eines Modells eines herstellbaren Bauteils eine intensive Kommunikation zwischen CAD-Designer und AM-Experten notwendig, die den Entwurfsvorgang verzögert und Ressourcen bindet.Since the knowledge of the constraints in the manufacturing of components is usually not available to the CAD designer, in the design of a manufacturable component model, intensive communication between CAD designer and AM expert is required, which delays the design process and resources binds.

Weiterhin werden unter Umständen lediglich Prototypen eines Bauteils mit einer generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt und die nachfolgende Serienfertigung findet dann mittels eines anderen Verfahrens (z. B. CNC-Fräsen oder Spritzguss) statt. Auch diese nachfolgenden Verfahren weisen spezielle Randbedingungen auf, die bereits beim Entwurf eines Bauteils berücksichtigt werden müssen, damit dieses beim Übergang vom Prototypen-Design zur Serienfertigung nicht nochmals abgeändert werden muss.Furthermore, under certain circumstances only prototypes of one component are produced with a generative layer construction device and the subsequent series production then takes place by means of another method (eg CNC milling or injection molding). These subsequent methods also have special boundary conditions that must already be taken into account when designing a component, so that it does not have to be changed again during the transition from prototype design to series production.

Auch unabhängig von einer Serienfertigung mittels anderer Herstellungsverfahren (also nicht generativer Schichtbauverfahren) gibt es auch bei einer alleinigen Herstellung mittels eines generativen Schichtbauverfahrens nachfolgende Prozessschritte, die zu Einschränkungen beim Design des Modells führen können. Beispielsweise erfolgt oftmals die Reinigung von Lasersinterteilen nach dem Herstellungsprozess durch einen Strahlvorgang zur Entfernung von anhaftendem Pulver am Bauteil. Die Wirksamkeit solch eines Reinigungsvorgangs ist dabei abhängig von der Bauteilgeometrie. Das Entfernen von anhaftendem Pulver aus kompliziert gestalteten Höhlungen kann beispielsweise sehr schwierig sein und unter Umständen mittels der Strahltechnik überhaupt nicht durchführbar sein. Insbesondere in der Medizin oder Luft- und Raumfahrt eingesetzte unsaubere Bauteile könnten schwerwiegende Folgen nach sich ziehen.Independently of series production by means of other production methods (that is, non-generative layer construction method), there are also subsequent process steps which can lead to limitations in the design of the model even if produced solely by means of a generative layer construction method. For example, the cleaning of laser sintered parts after the production process is often carried out by a blasting process for removing adhering powder on the component. The effectiveness of such a cleaning process is dependent on the component geometry. Removal of adhering powder from intricately shaped cavities, for example, can be very difficult and may not be feasible at all by the blasting technique. In particular, used in medicine or aerospace unclean components could have serious consequences.

Angesichts der oben geschilderten Probleme ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer der Entwurf eines mittels eines generativen Schichtbauverfahrens und ggf. nachfolgender Verfahren herzustellenden Bauteils vereinfacht bzw. verkürzt werden kann.In view of the above-described problems, it is therefore an object of the present invention to provide an improved method and an improved apparatus by means of which the design of a component to be produced by means of a generative layer construction method and, if appropriate, subsequent method can be simplified or shortened.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 11, eine generative Schichtbauvorrichtung nach Anspruch 14 und ein Computerprogramm nach Anspruch 15. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei können Merkmale, die in den Unteransprüchen bzw. in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit einer Anspruchskategorie erwähnt werden, auch zur Weiterbildung der Gegenstände jeder anderen Anspruchskategorie verwendet werden, außer das Gegenteil wird explizit erwähnt.The object is achieved by a method according to claim 1, a test apparatus according to claim 11, a generative layer building apparatus according to claim 14 and a computer program according to claim 15. Further developments of the invention are specified in the subclaims. In this case, features which are mentioned in the subclaims or in the following description in connection with a claim category can also be used to develop the objects of any other claim category, unless the contrary is explicitly mentioned.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein computergestütztes Verfahren zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer generativen Schichtbauvorrichtung und umfasst mindestens den Schritt eines Vergleichs von mindestens einem Parameterwert in einem computerbasierten Modell eines mittels der generativen Schichtbauvorrichtung herzustellenden Objekts mit einem Grenzparameterwert der Schichtbauvorrichtung, der ein Extremwert für einen Parameter ist, der sich auf eine prozessstabile Herstellung des herzustellenden Objekts bezieht.The inventive method is a computer-aided method for testing an input data set of a generative A layer building apparatus and comprises at least the step of comparing at least one parameter value in a computer-based model of an object to be produced by the generative layer building apparatus with a boundary parameter value of the layer building apparatus, which is an extreme value for a parameter relating to a process-stable production of the object to be produced.

Ein Eingangsdatensatz für eine bestimmte generative Schichtbauvorrichtung umfasst dabei im Wesentlichen ein computerbasiertes Modell eines mit der generativen Schichtbauvorrichtung herzustellenden Objekts. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei für den Vergleich von Parameterwerten in dem computerbasierten Modell mit Grenzparameterwerten beispielsweise auf eine Datenbank zurückgreifen, in der Grenzparameterwerte für eine bestimmte generative Schichtbauvorrichtung hinterlegt sind, das heißt Parameterwerte, die gerade noch mittels dieser generativen Schichtbauvorrichtung erzielbar sind. Bei dem computerbasierten Modell handelt es sich in der Regel um ein 3D-CAD-Modell eines herzustellenden Objekts. Das Modell kann dabei auch im STL-Format vorliegen bzw. Schichtinformationen über die einzelnen Schichten in dem beabsichtigten Herstellungsvorgang durch ein generatives Schichtbauverfahren enthalten.An input data set for a specific generative layer building apparatus essentially comprises a computer-based model of an object to be produced with the generative layer building apparatus. For the comparison of parameter values in the computer-based model with limit parameter values, the method according to the invention can make use, for example, of a database in which limit parameter values for a specific generative layer building apparatus are stored, that is to say parameter values which are just attainable by means of this generative layer building apparatus. The computer-based model is typically a 3D CAD model of an object to be manufactured. The model can also be present in STL format or contain layer information about the individual layers in the intended manufacturing process by a generative layer construction process.

Der Begriff ”bestimmte generative Schichtbauvorrichtung” kann dabei folgende unterschiedliche Arten von generativen Schichtbauvorrichtungen bezeichnen:

• eine ganz bestimmte generative Schichtbauvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Seriennummer, die beispielsweise spezifisch optimiert ist,
• eine ganz bestimmte Baureihe von generativen Schichtbauvorrichtungen, z. B. alle Vorrichtungen mit der Typenbezeichnung ”EOS P390”,
• eine Gruppe von generativen Schichtbauvorrichtungen (die durchaus von verschiedenen Herstellern stammen können), welche eine gemeinsame Eigenschaft aufweisen (z. B. eine Bauraummindestgröße, etc.),
• generative Schichtbauvorrichtungen, die auf die Verarbeitung einer ganz bestimmten Gruppe von Materialien ausgelegt sind (z. B. Kunststoff oder Metall, ggf. noch weiter eingeschränkt auf z. B. PA12),
• generative Schichtbauvorrichtungen, die eine ganz bestimmte Art von generativen Schichtbauverfahren durchführen (z. B. Stereolithographievorrichtungen oder SLS (selektive Lasersinter-)vorrichtungen)

The term "certain generative layer construction device" may denote the following different types of generative layer construction devices:

A very specific generative layer construction device, characterized by a serial number which, for example, is specifically optimized,
• a very specific series of generative laminating devices, e.g. B. all devices with the type designation "EOS P390",
A group of generative layer construction devices (which may well have come from different manufacturers), which have a common property (eg a minimum installation space size, etc.),
Generative layer construction devices, which are designed for the processing of a very specific group of materials (eg plastic or metal, possibly further restricted to, for example, PA12),
Generative layer construction devices which perform a very specific type of generative layer construction method (eg stereolithography devices or SLS (selective laser sintering devices))

Je nachdem, welche Grenzparameter dem Vergleich zugrunde gelegt werden, wird dadurch festgelegt, für welche ”bestimmte generative Schichtbauvorrichtung” der Vergleich durchgeführt wird. Handelt es sich also um Grenzparameterwerte, die sich auf eine bestimmte Gruppe von generativen Schichtbauvorrichtungen beziehen, dann wird der Vergleich des jeweiligen Parameterwerts mit einem Grenzparameterwert einer Vorrichtung aus dieser Gruppe von generativen Schichtbauvorrichtungen geprüft.Depending on which boundary parameters are used as a basis for the comparison, this determines for which "specific generative layer construction device" the comparison is carried out. Thus, if boundary parameter values relating to a particular group of generative layer construction devices are involved, then the comparison of the respective parameter value with a marginal parameter value of a device from that group of generative layer construction devices is checked.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also mindestens ein Parameterwert aus dem computerbasierten Modell für einen Vergleich mit einem Grenzparameterwert der bestimmten generativen Schichtbauvorrichtung herangezogen. Dieser Grenzparameterwert bezieht sich auf die Prozessstabilität der bestimmten generativen Schichtbauvorrichtung, d. h. er repräsentiert eine Grenze, jenseits derer nicht mehr gewährleistet werden kann, dass diese bestimmte generative Schichtbauvorrichtung das herzustellende Objekt prozessstabil, d. h. ohne das Auftreten von Prozessirregularitäten, herstellen kann.In the context of the method according to the invention, therefore, at least one parameter value from the computer-based model is used for a comparison with a limit parameter value of the particular generative layer building apparatus. This limit parameter value relates to the process stability of the particular generative layer building apparatus, i. H. it represents a boundary beyond which it can no longer be guaranteed that this particular generative layer building device is process stable, ie the object to be manufactured. H. without the occurrence of process irregularities, can produce.

Zugrunde liegt also nicht primär die Frage, ob das durch das computerbasierte Modell repräsentierte herzustellende Objekt mit der Schichtbauvorrichtung herstellbar ist (also beispielsweise nach der Herstellung in sich stabil ist), sondern ob die bestimmte generative Schichtbauvorrichtung, selbst unter Zugrundelegung der Parameterwertvorgaben aus dem computerbasierten Modell, überhaupt in der Lage ist, einen stabilen Herstellungsprozess zu gewährleisten.Thus, it is not primarily the question of whether the object to be produced represented by the computer-based model can be produced with the layering device (ie is stable in itself, for example after production), but whether the specific generative layer construction device itself is based on the parameter value specifications from the computer-based model , is at all able to ensure a stable manufacturing process.

Als Beispiel sei die geplante generative Herstellung in Schichtbauweise eines Metallobjekts mithilfe einer bestimmten generativen Schichtbauvorrichtung angeführt: Bei bestimmten Abmessungen (insbesondere Wandstärken o. ä.) des Metallobjekts kann es während des Herstellungsprozesses aufgrund von Temperaturänderungen im Metallobjekt zu einem Bauteilverzug kommen, der vielleicht auf das Metallobjekt selbst nach Fertigstellung des Herstellungsprozesses gar keine negativen Auswirkungen hätte. Trotzdem kann ein solcher Verzug dazu führen, dass der Herstellungsprozess selbst instabil wird. So kann beispielsweise ein Beschichter in einer pulverbasierten Schichtbauvorrichtung beim Auftrag einer nächsten Pulverschicht das bislang hergestellte Teil-Metallobjekt nicht mehr kollisionsfrei überfahren, sondern stößt lokal daran an. Dadurch kann ein weiterer Verzug oder eine oberflächliche Beschädigung des Beschichters bzw. des Metallobjekts entstehen; im Extremfall kann es dazu führen, dass der Herstellungsprozess unterbrochen und gar abgebrochen werden muss.As an example, consider the proposed generative fabrication in layered construction of a metal object using a particular generative layering device: with certain dimensions (particularly wall thicknesses or the like) of the metal object, component distortion may occur during the manufacturing process due to temperature changes in the metal object Metal object even after completion of the manufacturing process would have no negative impact. Nevertheless, such a delay can make the manufacturing process itself unstable. Thus, for example, a coater in a powder-based layer building apparatus when applying a next powder layer, the collision-free part of the previously produced partial metal object is no longer run over collision-free, but abuts locally on it. This can cause further distortion or superficial damage to the coater or metal object; in extreme cases, it can lead to the production process being interrupted and even interrupted.

Damit bezieht sich der Begriff der prozessstabilen Herstellung darauf, ob die bestimmte generative Schichtbauvorrichtung im Hinblick auf den mindestens einen Parameterwert in dem computerbasierten Modell an ihre Fertigungsgrenzen stößt (also ihren jeweiligen Grenz-Parameterwert über- oder ggf. unterschreitet). In solch einem Fall ist nämlich nicht gewährleistet, dass die bestimmte generative Schichtbauvorrichtung das geplante Objekt (prozess-)sicher herstellen kann und somit eine prozessstabile Herstellung zu erwarten ist.Thus, the concept of process-stable production refers to whether the particular generative layer construction device encounters its production limits with regard to the at least one parameter value in the computer-based model (ie, exceeds or falls below its respective limit parameter value). In such a case is not ensures that the specific generative layer construction device can produce the planned object (process) safely and thus a process-stable production is to be expected.

Erfindungsgemäß wird also aufgrund der Parameterwertinformationen aus dem computerbasierten Modell nicht (lediglich) eine Aussage über die Eigenschaften der hergestellten Objekts getroffen, sondern es wird eine Aussage über die Prozessstabilität des Herstellungsprozesses des Objektes getroffen.According to the invention, therefore, based on the parameter value information from the computer-based model, it is not (only) a statement about the properties of the manufactured object that is made, but a statement about the process stability of the manufacturing process of the object is made.

Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt des Ausgebens einer Information an einen Nutzer für den Fall auf, dass das Ergebnis des Vergleichs ist, dass der Parameterwert jenseits des Extremwerts liegt.Preferably, the inventive method further comprises the step of outputting information to a user in the event that the result of the comparison is that the parameter value is beyond the extreme value.

Dadurch kann dem CAD-Designer während der Erstellung eines Entwurfs unmittelbar eine Information gegeben werden, ob der Entwurf allen Anforderungen an die prozessstabile Herstellung genügt, was zeitaufwändige Rücksprachen mit AM-Experten unnötig macht.As a result, the CAD designer can be given immediate information during the creation of a design as to whether the design meets all requirements for process-stable production, which makes time-consuming consultations with AM experts unnecessary.

In der Regel, aber nicht ausschließlich, wird es sich bei dem im Vergleich berücksichtigten Parameter um eine Abmessung handeln. In diesem Falle ist die Prüfung, ob ein Grenzwert für die Prozessstabilität überschritten wird, sehr einfach.Usually, but not exclusively, the parameter taken into consideration will be one dimension. In this case, checking whether a process stability limit is exceeded is very simple.

Die Überprüfung potenzieller Prozessinstabilitäten oder andersherum die Verifizierung, dass auf Basis des computerbasierten Modells Prozessstabilität bei der Herstellung des jeweiligen herzustellenden Objekts angenommen werden kann, kann insbesondere auch einen einen Vergleich von mehreren Parameterwerten aus dem computerbasierten Modell, die jeweils unterschiedlichen Parametern zugeordnet sind, mit den entsprechenden Grenz-Parameterwerten umfassen. Grenz-Parameterwerte können insbesondere auch Extremwerte für einen Parameter sein, die mittels der generativen Schichtbauvorrichtung gerade noch herstellbar, d. h. prinzipiell realisierbar, sind. Sofern ein Parameterwert aus dem computerbasierten Modell nämlich prinzipiell nicht realisierbar ist, ist erst recht keine prozessstabile Realisierung dieses Parameters möglich. Im Unterschied dazu kann, wie bereits erwähnt, selbst bei prinzipieller Realisierbarkeit eines Parameterwerts nicht zwangsläufig auch eine prozessstabile Herstellbarkeit vorliegen.The review of potential process instabilities or vice versa the verification that on the basis of the computer-based model process stability in the production of each object to be manufactured can be assumed, in particular a comparison of several parameter values from the computer-based model, which are respectively assigned to different parameters, with the corresponding limit parameter values. Boundary parameter values may in particular also be extreme values for a parameter which can just be produced by means of the generative layer building apparatus, i. H. in principle, are feasible. If a parameter value from the computer-based model is not feasible in principle, then certainly no process-stable realization of this parameter is possible. In contrast to this, as already mentioned, even if the parameter value can in principle be realized in principle, it is not inevitable that there will also be process-stable manufacturability.

Wenn also im Folgenden von Parametern und (Grenz-)Parameterwerten die Rede ist, so kann sich dies sowohl auf die Parameterwerte bzgl. der Prozessstabilität der Schichtbauvorrichtung beziehen als auch auf diejenigen bzgl. der eben erwähnten prinzipiellen Herstellbarkeit.If, in the following, parameters and (limit) parameter values are mentioned, this can refer both to the parameter values with regard to the process stability of the layer building apparatus and to those with regard to the above-mentioned basic manufacturability.

Durch ein generatives Schichtbauverfahren vorgegebene Grenzparameterwerte umfassen bevorzugt mindestens eine minimale Wandstärke, einen minimalen Lochdurchmesser, eine minimale Sacklochbreite und/oder maximale Sacklochtiefe, eine minimale Lochbreite und/oder -tiefe, insbesondere eine minimale Langlochbreite und/oder -tiefe, eine minimal durch die generative Schichtbauvorrichtung herstellbare Detailauflösung, einen minimalen Stufenversatz an schräg zu mehreren Schichten verlaufenden Oberflächen eine maximale Wandstärke bzw. einen von einem Nutzer vorgegebenen Nutzerparameter, insbesondere in Abhängigkeit von zugrunde gelegten Daten zu einem für die Herstellung des Objekts vorgesehenen Material und/oder Befehlsparametern und/oder Wandstärken.Limit parameter values given by a generative layer construction method preferably comprise at least a minimum wall thickness, a minimum hole diameter, a minimum blind hole width and / or a maximum blind hole depth, a minimum hole width and / or depth, in particular a minimum slot width and / or depth, a minimum by the generative Layer construction device manufacturable detail resolution, a minimum step offset at obliquely extending to multiple layers surfaces a maximum wall thickness or a user specified user parameters, in particular depending on the underlying data for a material provided for the production of the object and / or command parameters and / or wall thicknesses ,

Die oben genannten Parameter beschreiben einzeln oder zusammengenommen in der Regel das Leistungsvermögen einer generativen Schichtbauvorrichtung. Beispielsweise wird ein minimaler Lochdurchmesser davon abhängen, wie stark die Wärmeleitung in dem verwendeten Aufbaumaterial ist, wie groß z. B. ein Strahldurchmesser eines zur Verfestigung verwendeten Laserstrahls ist, etc. Insbesondere können die Grenzparameter von den für die Steuerung der generativen Schichtbauvorrichtung verwendeten Befehlsparametern abhängen, beispielsweise von der Festlegung der Reihenfolge, mit der die einzelnen Stellen eines Objektquerschnitts verfestigt werden.The above-mentioned parameters, individually or in combination, usually describe the performance of a generative layer building apparatus. For example, a minimum hole diameter will depend on how strong the heat conduction in the building material used, how large z. In particular, the limit parameters may depend on the command parameters used for the control of the generative layer construction device, for example on the determination of the order with which the individual points of an object cross-section are solidified.

Bevorzugt wird für den Fall, dass das Ergebnis eines Vergleichs ist, dass ein Parameterwert jenseits eines korrespondierenden Grenz-Parameterwerts liegt, automatisch und/oder in Interaktion mit einem Benutzer eine Anpassung dieses Parameterwerts durchgeführt. Hierdurch wird die Erstellung eines passenden computergestützten Modells für den CAD-Designer noch stärker vereinfacht. Durch Interaktion mit dem CAD-Designer wird dieser entweder zu einem Entwurf hingeführt, der tatsächlich herstellbar ist, oder aber der CAD-Designer muss sich überhaupt nicht um die Herstellbarkeit und Bearbeitbarkeit des Bauteils und um die Prozessstabilität des Betriebs der generativen Schichtbauvorrichtung kümmern, da sein entworfenes Modell des Bauteils automatisch korrigiert wird.Preferably, in the event that the result of a comparison is that a parameter value is beyond a corresponding limit parameter value, an adaptation of this parameter value is carried out automatically and / or in interaction with a user. This further simplifies the creation of a suitable computer-aided model for the CAD designer. Through interaction with the CAD designer, this is either guided to a design that can actually be produced, or else the CAD designer does not have to worry about the manufacturability and machinability of the component and the process stability of the operation of the generative layer building apparatus designed model of the component is automatically corrected.

Bei der Anpassung eines Parameterwerts, insbesondere bei der automatischen Anpassung desselben, kann der Parameterwert auf den Grenz-Parameterwert gesetzt werden. Bei dieser Vorgehensweise wird das Leistungsvermögen der generativen Schichtbauvorrichtung zur Gänze ausgeschöpft. Soll nicht an die Grenzen der Herstellbarkeit bzw. Prozessstabilität gegangen werden, so kann dies durch entsprechend entschärfte Grenzparameterwerte realisiert werden.When adjusting a parameter value, especially when automatically adjusting it, the parameter value can be set to the limit parameter value. In this approach, the performance of the generative layer building apparatus is fully exploited. If the limits of manufacturability or process stability are not to be addressed, this can be achieved by correspondingly mitigated limit parameter values.

Bei der Anpassung, insbesondere bei der automatischen Anpassung, kann weiter bevorzugt der Parameterwert so abgeändert werden, dass eine mechanische Eigenschaft des hergestellten Objekts in einer vorgegebenen Richtung abgeändert wird. Hierdurch ist es möglich, nicht nur vorgegebene Grenzen der Herstellbarkeit eines Bauteils zu berücksichtigen, sondern gleichzeitig auch noch gewünschte physikalische Eigenschaften des hergestellten Bauteils, insbesondere automatisch, einzustellen. In the adaptation, in particular in the case of automatic adaptation, the parameter value can be further modified in such a way that a mechanical property of the manufactured object is modified in a predetermined direction. This makes it possible not only to consider given limits of manufacturability of a component, but at the same time also set desired physical properties of the manufactured component, in particular automatically.

Bei der Anpassung, insbesondere bei der automatischen Anpassung, kann beispielsweise ein Parameterwert so abgeändert werden, dass das Gewicht des hergestellten Objekts verringert wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass Streben in einer Gitterstruktur abgedünnt werden oder Hohlräume vergrößert werden oder in das Objekt eingefügt werden oder auch dadurch, dass normalerweise massive Bereiche des Bauteils mit einer Struktur im Innern hergestellt werden.In the adaptation, in particular in the automatic adjustment, for example, a parameter value can be changed so that the weight of the manufactured object is reduced. This can be done, for example, by thinning struts in a lattice structure or by enlarging cavities or by inserting them into the object, or by normally producing massive areas of the building structure with a structure inside.

Beispielsweise kann bei der Anpassung, insbesondere bei der automatischen Anpassung, der Parameterwert so abgeändert werden, dass die Steifigkeit und/oder die Zugfestigkeit und/oder die Bruchdehnung bei Zugbeanspruchung und/oder die Querkontraktionszahl und/oder das Torsionsverhalten und/oder das Ermüdungsverhalten des hergestellten Objekts berücksichtigt und/oder abgeändert, insbesondere optimiert, wird. Durch das genannte Vorgehen wird dem CAD-Designer der Entwurf noch leichter gemacht, da durch das Verfahren wichtige mechanische Parameter eines auf dem aktuellen Entwurf basierenden Bauteils bereits zum Zeitpunkt des Entwurfs optimiert werden. Hierdurch kann der Entwicklungszeitraum für ein Bauteil reduziert werden.For example, in the adaptation, in particular in the automatic adjustment, the parameter value can be modified such that the stiffness and / or the tensile strength and / or elongation at break and / or the transverse contraction number and / or the torsional behavior and / or the fatigue behavior of the produced Object taken into account and / or modified, in particular optimized, is. The above procedure makes the design even easier for the CAD designer since the method optimizes important mechanical parameters of a component based on the current design already at the time of the design. As a result, the development period for a component can be reduced.

Beispielsweise kann bei der Anpassung, insbesondere bei der automatischen Anpassung, eines Parameterwerts die Änderung des Parameterwerts auf der Basis einer Finite-Elemente-Simulation einer mechanischen Eigenschaft des herzustellenden Objekts festgelegt werden. Hierbei fließen in die Simulation im Idealfall Informationen über die Materialzusammensetzung des Bauteils, insbesondere mechanische und physikalische Parameter des Materials, ein.For example, in adaptation, particularly in the automatic adjustment of a parameter value, the change of the parameter value may be determined based on a finite element simulation of a mechanical property of the object to be manufactured. In this case, information about the material composition of the component, in particular mechanical and physical parameters of the material, ideally flows into the simulation.

Ein erfindungsgemäßes generatives Schichtbauverfahren zur Herstellung mindestens eines dreidimensionalen Objekts mittels schichtweiser Verfestigung eines pulverförmigen oder flüssigen Aufbaumaterials erfolgt in einer generativen Schichtbauvorrichtung mit
einer Bauunterlage zum Tragen des mindestens einen herzustellenden Objektes,
einer Auftragsvorrichtung zum Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen oder flüssigen Aufbaumaterials auf die Bauunterlage oder eine bereits zuvor aufgetragene und selektiv verfestigte Schicht des Aufbaumaterials,
einer selektiven Verfestigungsvorrichtung, die in der Lage ist, auf alle Stellen in der aufgebrachten Schicht, die einem Querschnitt des mindestens einen herzustellenden Objektes entsprechen, dergestalt einzuwirken, dass das Aufbaumaterial sich an diesen Stellen zu einem Festkörper verbindet, und
einer Steuereinheit, welche die Auftragsvorrichtung und die selektive Verfestigungsvorrichtung so steuert, dass das Objekt durch aufeinanderfolgende selektive Verfestigung von Schichten des Aufbaumaterials hergestellt wird, Erfindungsgemäß wird zur Steuerung des Schichtbauverfahrens ein mittels des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens geprüfter Eingangsdatensatz verwendet.A generative layer construction method according to the invention for producing at least one three-dimensional object by means of layered solidification of a powdery or liquid building material is carried out in a generative layer construction device
a building pad for supporting the at least one object to be manufactured,
an application device for applying a layer of the powdery or liquid building material to the building substrate or a previously applied and selectively consolidated layer of the building material,
a selective solidification device capable of acting on all locations in the applied layer corresponding to a cross section of the at least one object to be manufactured, such that the building material bonds to a solid at those locations, and
a control unit which controls the application device and the selective solidification device in such a way that the object is produced by successive selective solidification of layers of the construction material. According to the invention, an input data set tested by means of the above-described inventive method is used to control the layer construction process.

Eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer generativen Schichtbauvorrichtung weist auf:
eine Vergleichseinheit, welche im Betrieb mindestens einem Parameterwert in einem computerbasierten Modell eines mittels der generativen Schichtbauvorrichtung herzustellenden Objekts mit einem Grenz-Parameterwert der Schichtbauvorrichtung vergleicht, der ein Extremwert für einen Parameter ist, der sich auf eine prozessstabile Herstellung des herzustellenden Objekts bezieht, optional eine Speichereinheit in der ein computerbasiertes Modell eines mittels der generativen Schichtbauvorrichtung herzustellenden Objekts hinterlegt ist und optional eine Speichereinheit, in der mindestens ein Grenz-Parameterwert der Schichtbauvorrichtung hinterlegt ist, der ein Extremwert für einen Parameter ist, der sich auf eine prozessstabile Herstellung des herzustellenden Objekts bezieht.A test device according to the invention for testing an input data set of a generative layer construction device comprises:
a comparison unit which compares at least one parameter value in operation in a computer-based model of an object to be fabricated by the generative layer building apparatus with a boundary parameter value of the layer building apparatus, which is an extreme value for a parameter relating to a process-stable production of the object to be manufactured, optionally one Storage unit in which a computer-based model of an object to be produced by the generative layer building apparatus is deposited and optionally a memory unit in which at least one limit parameter value of the layer building apparatus is deposited, which is an extreme value for a parameter which relates to a process-stable production of the object to be produced ,

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung ermöglicht damit eine Verkürzung der Zeit vom Beginn des Entwurfs eines computergestützten Modells eines Bauteils bis zur Fertigstellung und ggf. Reinigung des Bauteils nach einem generativen Schichtbauvorgang oder ggf. bis zur Fertigstellung des Bauteils in einem Serienfertigungsverfahren. Die Prüfvorrichtung kann beispielsweise eine unabhängige Vorrichtung sein, die in ein Netzwerk integriert sein kann oder aber auch in ein bestehendes CAD(Computer Aided Design)-, CAE(Computer Aided Engineering)- oder CAM(Computer Aided Manufacturing)-System integriert sein. Optional kann die Prüfvorrichtung eine Ausgabevorrichtung beinhalten, welche für den Fall, dass das Ergebnis des Vergleichs ist, dass ein Parameter einen Parametergrenzwert über- oder unterschreitet, eine entsprechende Information an einen Nutzer ausgibt. Anstatt der (oder zusätzlich zu den) jeweiligen oben genannten Speichereinheiten können die entsprechenden Daten (computerbasiertes Modell bzw. Grenz-Parameterwert) auch über jeweils mindestens eine entsprechend zur Entgegennahme dieser Daten ausgebildete Eingabeschnittstelle in die Prüfvorrichtung eingespeist werden.The test device according to the invention thus enables a reduction in the time from the start of the design of a computer-aided model of a component to the completion and possibly cleaning of the component after a generative layer construction process or possibly to completion of the component in a mass production process. For example, the test device may be an independent device that may be integrated into a network or may also be integrated into an existing Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Engineering (CAE), or Computer Aided Manufacturing (CAM) system. Optionally, the test apparatus may include an output device which, in the event that the result of the comparison is that a parameter exceeds or falls short of a parameter threshold, outputs a corresponding information to a user. Instead of (or in addition to) the respective above-mentioned memory units, the corresponding data (computer-based model or limit parameter value) can also be transmitted in each case via at least one correspondingly for acceptance This data formed input interface are fed into the tester.

Auch wenn im Prinzip eine automatische Designanpassung durch die Prüfvorrichtung möglich ist, so ist es für den Benutzer der Prüfvorrichtung (z. B. einen CAD-Designer) manchmal komfortabler, wenn er durch Vorgaben an einer Eingabevorrichtung (z. B. einem Terminal) selbst vorgeben kann, in welcher Weise sein geplantes Design angepasst wird. Daher kann die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung optional eine Eingabevorrichtung zur Manipulation des computerbasierten Modells durch einen Nutzer aufweisen.Although in principle an automatic design adaptation by the test apparatus is possible, it is sometimes more comfortable for the user of the test apparatus (eg, a CAD designer) to perform himself by prescriptions on an input device (eg, a terminal) can specify in which way its planned design is adapted. Therefore, the testing device according to the invention may optionally include an input device for manipulating the computer-based model by a user.

Wenn die Grenzparameterwerte und das computerbasierte Modell des herzustellenden Bauteils in ein und derselben Speichervorrichtung hinterlegt sind, dann wird dadurch die Durchführung des Verfahrens beschleunigt, da hierdurch Zeitverluste infolge von langen Übertragungswegen der Daten verhindert werden. Die Speichervorrichtung kann dabei entweder in der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung enthalten sein oder aber letztere kann (ggf. über ein Netzwerk) auf die Speichervorrichtung zugreifen.If the marginal parameter values and the computer-based model of the component to be produced are stored in one and the same memory device, this speeds up the performance of the method, since this prevents time losses due to long transmission paths of the data. The memory device can either be contained in the test device according to the invention or else the latter can access the memory device (possibly via a network).

Eine erfindungsgemäße generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung mindestens eines dreidimensionalen Objekts mittels schichtweiser Verfestigung eines pulverförmigen oder flüssigen Aufbaumaterials weist folgende Merkmale auf:
eine Bauunterlage zum Tragen des mindestens einen herzustellenden Objektes,
eine Auftragsvorrichtung zum Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen oder flüssigen Aufbaumaterials auf die Bauunterlage oder eine bereits zuvor aufgetragene und selektiv verfestigte Schicht des Aufbaumaterials,
eine selektive Verfestigungsvorrichtung, die in der Lage ist, auf alle Stellen in der aufgebrachten Schicht, die einem Querschnitt des mindestens einen herzustellenden Objektes entsprechen, dergestalt einzuwirken, dass das Aufbaumaterial sich an diesen Stellen zu einem Festkörper verbindet, und
eine Steuereinheit, welche die Auftragsvorrichtung und die selektive Verfestigungsvorrichtung so steuert, dass das Objekt durch aufeinanderfolgende selektive Verfestigung von Schichten des Aufbaumaterials hergestellt wird,
wobei die erfindungsgemäße generative Schichtbauvorrichtung insbesondere eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer generativen Schichtbauvorrichtung aufweist und/oder mit einer solchen Prüfvorrichtung signaltechnisch verbunden ist.A generative layer construction device according to the invention for producing at least one three-dimensional object by means of layered solidification of a pulverulent or liquid building material has the following features:
a building pad for supporting the at least one object to be produced,
an application device for applying a layer of the powdery or liquid building material to the construction substrate or a previously applied and selectively consolidated layer of the construction material,
a selective solidification device capable of acting on all locations in the applied layer corresponding to a cross section of the at least one object to be manufactured, such that the building material bonds to a solid at those locations, and
a control unit which controls the application device and the selective solidification device so that the object is produced by successive selective solidification of layers of the construction material,
wherein the generative layer construction device according to the invention has in particular a test device according to the invention for testing an input data set of a generative layer construction device and / or is connected by signal technology to such a test device.

Ist die Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer generativen Schichtbauvorrichtung in der letzteren enthalten oder mit dieser signaltechnisch verbunden, so kann alternativ oder zusätzlich zur Anpassung des Designs an die Prozessstabilität und ggf. zusätzlich Herstellbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit während des Entwurfs eines computergestützten Modells eines herzustellenden Bauteils, auch unmittelbar vor Beginn eines Herstellvorgangs durch einen AM-Experten die Prozessstabilität und ggf. zusätzlich die Herstellbarkeit abgeprüft werden. Zum einen dient eine solche Überprüfung der Vermeidung von instabilen Herstellungsvorgängen, die zu unbrauchbaren Teilen führen, was mit einer Verschwendung von Zeit und Ressourcen verbunden ist, zum anderen erleichtert dies dem AM-Experten die Überprüfung der Prozessstabilität, da er die Einhaltung von Grenzparameterwerten durch das Design nicht ”manuell” abprüfen muss, wodurch Fehler auf seiner Seite beim Prüfen der Prozessstabilität vermieden werden.If the test apparatus for testing an input dataset of a generative layer construction device is contained in the latter or signal connected thereto, alternatively or additionally to the adaptation of the design to the process stability and optionally also manufacturability during the design of a computer-aided model of a component to be manufactured, Also immediately before the start of a manufacturing process by an AM expert, the process stability and possibly additionally the manufacturability are checked. On the one hand, such a review serves to avoid unstable manufacturing operations leading to unusable parts, which is wasteful of time and resources, and on the other hand, it makes it easier for the AM expert to verify process stability, as it allows compliance with marginal parameter values Design does not have to "manually" debug, which avoids errors on its part in checking process stability.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise in Form eines Computerprogramms realisiert, auch wenn dies nicht zwingend notwendig ist. Eine softwaregestützte Realisierung des Verfahrens erlaubt jedoch eine einfache Integration in ein CAD, CAE- oder CAM-System oder eine generative Schichtbauvorrichtung. Die Software kann beispielsweise in einem Speicher des CAD-, CAE- oder CAM-Systems oder der generativen Schichtbauvorrichtung hinterlegt werden oder das CAD-, CAE- oder CAM-System oder die generative Schichtbauvorrichtung können über ein Netzwerk auf die Software zugreifen.The method according to the invention is expediently implemented in the form of a computer program, even if this is not absolutely necessary. However, a software-supported implementation of the method allows easy integration into a CAD, CAE or CAM system or a generative layer construction device. The software may for example be stored in a memory of the CAD, CAE or CAM system or the generative layer construction device, or the CAD, CAE or CAM system or the generative layer construction device may access the software via a network.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei können Merkmale aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung zum erfindungsgemäßen Verfahren auch zur Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden oder umgekehrt, es sei denn, dies wird explizit ausgeschlossen.Further developments of the invention are specified in the subclaims. In this case, features of the subclaims and the following description of the method according to the invention can also be used for the development of the device according to the invention or vice versa, unless this is explicitly excluded.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer generativen Schichtbauvorrichtung am Beispiel einer Lasersintervorrichtung. 1 shows a schematic representation of a generative layer building apparatus using the example of a laser sintering apparatus.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes für eine generative Schichtbauvorrichtung und 2 shows a schematic representation of a method according to the invention for testing an input data set for a generative layer building apparatus and

3 zeigt den Aufbau einer Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 shows the construction of a test apparatus according to the present invention.

Für eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll zunächst nachfolgend am Beispiel einer Lasersintervorrichtung eine erfindungsgemäße generative Schichtbauvorrichtung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden.For a description of the method according to the invention, a generative layer construction device according to the invention will be described below, using the example of a laser sintering device, with reference to FIG 1 to be discribed.

Die Vorrichtung weist einen Baubehälter 1 auf, in dem ein Träger 2 zum Tragen eines zu bildenden Objekts 3 vorgesehen ist. Der Träger 2 ist über eine Höheneinstelleinrichtung 4 in vertikaler Richtung in dem Baubehälter verfahrbar. Die Ebene, in der aufgetragenes pulverförmiges Aufbaumaterial verfestigt wird, definiert eine Arbeitsebene 5. Zum Verfestigen des pulverförmigen Materials in der Arbeitsebene 5 ist ein Laser 6 vorgesehen, der einen Laserstrahl 7 erzeugt, welcher über eine Ablenkeinrichtung 8 und gegebenenfalls eine Fokussiereinheit 9 auf die Arbeitsebene 5 fokussiert wird. Es ist eine Steuerung 10 vorgesehen, die die Ablenkeinrichtung 8 und gegebenenfalls die Fokussiereinheit 9 derart ansteuert, dass der Laserstrahl 7 auf jede beliebige Stelle der Arbeitsebene 5 gelenkt werden kann.The device has a building container 1 in which a carrier 2 to wear one too forming object 3 is provided. The carrier 2 is about a height adjustment 4 movable in the vertical direction in the building container. The plane in which applied powdery building material is solidified defines a working plane 5 , For solidifying the powdery material in the working plane 5 is a laser 6 provided a laser beam 7 generated, which via a deflection 8th and optionally a focusing unit 9 to the working level 5 is focused. It is a controller 10 provided that the deflection device 8th and optionally the focusing unit 9 such that the laser beam 7 to any point of the work plane 5 can be steered.

Die Steuerung 10 wird über einen Steuerbefehlssatz angesteuert, der u. a. Daten enthält, die die Struktur des herzustellenden Objekts beinhalten, insbesondere ein dreidimensionales CAD-Schichtenmodell des Objekts mit Informationen über den jeweiligen Querschnitt des Objekts in jeder zu verfestigenden Schicht des Aufbaumaterials, und Daten, die die genauen Parameter beim Verfestigen des Aufbaumaterials festlegen. Insbesondere enthalten die Daten genaue Informationen über jede zu verfestigende Schicht bei der Herstellung des Objekts.The control 10 is driven by a set of control commands including, among other things, data containing the structure of the object to be manufactured, in particular a three-dimensional CAD layer model of the object with information about the respective cross-section of the object in each layer of building material to be solidified, and data showing the exact parameters when solidifying the building material set. In particular, the data contains accurate information about each layer to be consolidated in the manufacture of the object.

Ferner ist eine Zuführvorrichtung 11 vorgesehen, mit der pulverförmiges Aufbaumaterial für eine folgende Schicht zugeführt werden kann. Mittels eines Beschichters 12 wird das Aufbaumaterial in der Arbeitsebene 5 aufgebracht und geglättet.Further, a feeding device 11 provided, can be supplied with the powdery building material for a subsequent layer. By means of a coater 12 the building material is in the working plane 5 applied and smoothed.

Im Betrieb wird durch die Steuerung 10 der Träger 2 Schicht für Schicht abgesenkt, der Beschichter 12 zum Auftrag einer neuen Pulverschicht angesteuert und die Ablenkeinrichtung 8 und gegebenenfalls auch der Laser 6 und/oder die Fokussiereinheit 9 zum Verfestigen der jeweiligen Schicht an den dem jeweiligen Objekt entsprechenden Stellen mittels des Laserstrahls 7 in der Arbeitsebene 5 angesteuert.In operation, the controller 10 the carrier 2 Layer by layer lowered, the coater 12 controlled to order a new layer of powder and the deflection 8th and optionally also the laser 6 and / or the focusing unit 9 for solidifying the respective layer at the locations corresponding to the respective object by means of the laser beam 7 in the working plane 5 driven.

Als pulverförmiges Aufbaumaterial können alle für das Lasersinterverfahren geeigneten Pulver bzw. Pulvermischungen verwendet werden. Solche Pulver umfassen z. B. Kunststoffpulver wie Polyamid oder Polystyrol, PAEK (Polyaryl Ether Amide), Elastomere, wie PEBA (Polyether Block Amide), kunststoffbeschichteten Sand, Keramikpulver oder Metallpulver, z. B. Edelstahlpulver oder andere, an den jeweiligen Zweck angepasste Metallpulver, insbesondere Legierungen.As powdery building material, all powder or powder mixtures suitable for the laser sintering process can be used. Such powders include, for. As plastic powder such as polyamide or polystyrene, PAEK (polyaryl ether amides), elastomers such as PEBA (polyether block amides), plastic-coated sand, ceramic powder or metal powder, eg. As stainless steel powder or other, adapted to the particular purpose metal powder, in particular alloys.

Das erfindungsgemäße Vorgehen wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.The procedure according to the invention will be described below with reference to FIGS 2 and 3 described.

Zunächst werden von der Modelldaten-Eingangseinheit 101 in der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 100 zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer bestimmten generativen Schichtbauvorrichtung(CAD)-Modelldaten MD des herzustellenden Bauteils entgegengenommen, die zumindest einen Teilbereich des herzustellenden Bauteils beschreiben (Schritt S1 in 2). Dabei können die Daten MD auch Informationen über die einzelnen Schichten während des generativen Herstellungsverfahrens beinhalten. Darüber hinaus können auch weitere Informationen, beispielsweise über die zu verwendenden Werkstoffe, enthalten sein. Falls die Prüfvorrichtung nicht in das CAD-Entwurfssystem integriert ist, mit welchem ein CAD-Designer ein mittels eines generativen Herstellungsverfahrens herzustellendes Bauteil entwirft (z. B. als Plug-In), können die Daten MD, die dem CAD-Entwurfssystem entstammen, der Modelldaten-Eingangseinheit 101 entweder über ein Netzwerk zugeführt werden oder über einen mobilen Datenträger in die Modelldaten-Eingangseinheit 101 eingelesen werden. Falls die Prüfvorrichtung 100 Bestandteil des CAD-Entwurfssystems ist, kann die Modelldaten-Eingangseinheit 101 einfach auf den Speicherplatz der Daten innerhalb des Entwurfssystems zugreifen. Optional können die Modelldaten MD in einer in der Prüfvorrichtung 100 enthaltenen Speichereinheit 103b abgelegt werden.First, from the model data input unit 101 in the test device according to the invention 100 for checking an input data set of a specific generative layer construction device (CAD) model data MD of the component to be produced, which describe at least a partial area of the component to be produced (step S1 in FIG 2 ). The data MD may also include information about the individual layers during the generative manufacturing process. In addition, further information, for example about the materials to be used, may be included. If the test apparatus is not integrated with the CAD design system with which a CAD designer designs a component to be manufactured by a generative manufacturing method (eg, as a plug-in), the data MD originating from the CAD design system may be model data input unit 101 either via a network or via a mobile data carrier in the model data input unit 101 be read. If the tester 100 Part of the CAD design system is the model data input unit 101 simply access the storage space of the data within the design system. Optionally, the model data MD may be in one in the tester 100 contained storage unit 103b be filed.

Nun werden mittels der Parameterermittlungseinheit 102 Parameterwerte P1...Pn in den Modelldaten MD ermittelt, die Parametern entsprechen, für die Grenz-Parameterwerte GP1 bis GPn vorgegeben sind (Schritt S2 in 2). Mindestens einer der Grenz-Parameterwerte GP1 bis GPn ist dabei ein Extremwert für einen Parameter der Schichtbauvorrichtung, der sich auf eine prozessstabile Herstellung des herzustellenden Objekts bezieht. Der Satz Grenz-Parameterwerte kann dabei lediglich einen Grenz-Parameterwert P1 oder auch eine Mehrzahl von Grenz-Parameterwerten P1 bis Pn umfassen. Bei den den Parameterwerten zugeordneten Parametern handelt es sich z. B. um Wandstärken, Lochdurchmesser bzw. Kanaldurchmesser, Sacklochtiefen, etc. in den Modelldaten MD. Die entsprechenden Grenz-Parameterwerte wären dann z. B. eine minimale Wandstärke, ein minimaler Lochdurchmesser bzw. Kanaldurchmesser, eine maximale Sacklochtiefe, etc. Diese Parameter und Grenz-Parameterwerte können sich allesamt auf die prozessstabile Herstellung in der Schichtbauvorrichtung beziehen, manche von ihnen können jedoch auch ganz oder zum Teil auf andere, zusätzliche parameterbasierte Aspekte eines Schichtbauverfahrens bezogen sein.Now, by means of the parameter determination unit 102 Parameter values P1 ... Pn are determined in the model data MD, which correspond to parameters for which limit parameter values GP1 to GPn are predetermined (step S2 in FIG 2 ). At least one of the limit parameter values GP1 to GPn is an extreme value for a parameter of the layer construction device, which relates to a process-stable production of the object to be produced. The set of limit parameter values may comprise only one limit parameter value P1 or a plurality of limit parameter values P1 to Pn. The parameters associated with the parameter values are e.g. B. wall thicknesses, hole diameter or channel diameter, blind hole depths, etc. in the model data MD. The corresponding limit parameter values would then be z. These parameters and limit parameter values may all relate to process stable manufacture in the laminating apparatus, but some of them may also apply, in whole or in part, to others, such as minimum wall thickness, minimum hole diameter or channel diameter, maximum blind depth, etc. be additional parameter-based aspects of a layer construction method related.

Die ermittelten Parameterwerte P1...Pn werden der Vergleichseinheit 103 zugeführt, die einen Vergleich eines jeden der ermittelten Parameterwerte P1 bis Pn mit dem zugehörigen Grenz-Parameterwert GP1 bis GPn durchführt (Schritt S3 in 2). Erfindungsgemäß wird bei diesem Vergleich mindestens ein Parameter berücksichtigt, der sich auf die prozessstabile Herstellung des herzustellenden Objekts in der Schichtbauvorrichtung bezieht. Die Grenz-Parameterwerte GP1 bis GPn können dabei in einer Speichereinheit 103a in der Prüfvorrichtung 100 abgelegt sein oder alternativ werden die Grenz-Parameterwerte der Prüfvorrichtung 100 über ein Netzwerk oder einen mobilen Datenträger zugeführt. Es sei bemerkt, dass die Speichereinheit 103a (ebenso wie die Speichereinheit 103b) nicht zwingend Bestandteil der Vergleichseinheit 103 sein müssen, auch wenn dies in 3 so dargestellt ist.The determined parameter values P1... Pn become the comparison unit 103 which performs a comparison of each of the determined parameter values P1 to Pn with the associated limit parameter value GP1 to GPn (step S3 in FIG 2 ). According to the invention, at least one parameter is considered in this comparison, based on relates the process-stable production of the object to be manufactured in the layer building apparatus. The limit parameter values GP1 to GPn can be stored in a memory unit 103a in the tester 100 be filed or alternatively, the limit parameter values of the tester 100 supplied via a network or a mobile data carrier. It should be noted that the storage unit 103a (as does the storage unit 103b ) not necessarily part of the comparison unit 103 even if this is in 3 is shown as such.

Stellt sich bei dem Vergleich heraus, dass ein oder mehrere Parameterwerte die zugehörigen Grenz-Parameterwerte über- oder unterschreiten (z. B. Unterschreitung einer minimalen Wanddicke oder Überschreitung einer maximalen Sacklochtiefe), dann schreitet der Ablauf in 2 voran zum Schritt S4. Bei diesem Schritt gibt es mehrere Möglichkeiten des Vorgehens:
Einerseits kann über eine in 3 gezeigte Benachrichtigungseinheit 104 ein Nutzer über eine oder mehrere Grenzwertüberschreitungen informiert werden. In diesem Falle muss der Nutzer (z. B. ein CAD-Designer) selbst entscheiden, was zu tun ist (z. B. Anpassung des Designs oder Wechsel auf eine andere generative Schichtbauvorrichtung).If it turns out during the comparison that one or more parameter values exceed or fall below the associated limit parameter values (eg falling below a minimum wall thickness or exceeding a maximum blind hole depth), then the process proceeds 2 proceeding to step S4. There are several ways to do this in this step:
On the one hand can have an in 3 Notification unit shown 104 inform a user about one or more limit violations. In this case, the user (eg a CAD designer) has to decide for himself what to do (eg adapt the design or change to another generative layer construction device).

Alternativ oder auch zusätzlich kann die Prüfvorrichtung 100 die Modelldaten so abändern, dass der oder die Parameterwerte, die Grenzwerte überschritten, abgeändert werden. Beispielsweise können die Modelldaten so abgeändert werden, dass die entsprechenden Parameterwerte mit den jeweiligen Grenz-Parameterwerten zusammenfallen. Die abgeänderten Modelldaten können dann über eine in 3 gezeigte Modelldaten-Ausgabeeinheit 105 an das CAD-Entwurfssystem übermittelt werden. Dies kann beispielsweise wiederum über ein Netzwerk oder einen mobilen Datenträger geschehen oder durch Zugriff auf eine Speichervorrichtung, auf die auch das CAD-Entwurfssystem Zugriff hat.Alternatively or additionally, the test device 100 Modify the model data to modify the parameter value (s) that exceeded the limits. For example, the model data may be modified so that the corresponding parameter values coincide with the respective limit parameter values. The modified model data can then be transferred via an in 3 shown model data output unit 105 transmitted to the CAD design system. This can, for example, again be done via a network or a mobile data carrier or by accessing a storage device to which the CAD design system also has access.

Werden die Grenz-Parameterwerte nicht über- oder unterschritten, so kann optional eine Nachricht an einen Nutzer ausgegeben werden. In 2 wäre das der optionale Schritt S5. Werden die Grenz-Parameterwerte über- oder unterschritten, so kann das Verfahren bei einer erstmaligen Grenzwertüber- oder -unterschreitung mit einer Benachrichtigung an den Nutzer abbrechen oder aber bis zur vollständigen Prüfung der gesamten von der Modelldaten-Eingangseinheit 101 entgegengenommenen Modelldaten fortgeführt werden. In letzterem Fall erhielte der Nutzer Informationen über alle aufgetretenen Grenz-Parameterwertüber- oder -unterschreitungen. Auch bei einer automatischen Änderung der Modelldaten MD durch die Prüfvorrichtung ist es sinnvoll, die gesamten von der Modelldaten-Eingangseinheit 101 entgegengenommenen Modelldaten abzuprüfen.If the limit parameter values are not exceeded or fallen below, an optional message can be output to a user. In 2 that would be the optional step S5. If the limit parameter values are exceeded or undershot, the method may terminate with a notification to the user when the limit value is exceeded or undershot for the first time, or until the entire model data input unit has been completely checked 101 accepted model data. In the latter case, the user would receive information about any limit parameter overruns or underruns that have occurred. Even with an automatic change of the model data MD by the test apparatus, it makes sense to use the whole of the model data input unit 101 to check accepted model data.

Wird beispielsweise in dem Modell die minimal herstellbare Wandstärke unterschritten, kann das erfindungsgemäße Verfahren dem CAD-Designer mittels einer visuellen Information anzeigen, dass es ein Problem bei der Herstellung geben wird. Bevorzugt wird dem Nutzer auch die konkrete Stelle im Modell angezeigt, an der das Problem auftreten wird. Dies könnte beispielsweise dadurch geschehen, dass in einer Visualisierung des bereits entworfenen Modells jene Stelle farblich hervorgehoben ist, an der es bei der Herstellung zu einem Problem kommen wird. Als Reaktion auf die ausgegebene Warnung kann dann der Nutzer das CAD-Modell anpassen, beispielsweise die Wandstärke an der bezeichneten Stelle erhöhen.If, for example, the minimum wall thickness that can be produced is undershot in the model, the method according to the invention can indicate to the CAD designer by means of visual information that there will be a problem in the production. The user is also preferably shown the specific position in the model at which the problem will occur. This could be done, for example, by highlighting in a visualization of the already designed model the position in which a production problem will arise. In response to the issued warning, the user may then adjust the CAD model, for example, increase the wall thickness at the designated location.

Probleme mit einer zu geringen Wandstärke im CAD-Modell können beispielsweise daher resultieren, dass, beispielsweise bei einem Laserschmelzverfahren, nach dem Aufschmelzen des pulverförmigen Aufbaumaterials im Bereich eines Querschnitts, der eine dünne Wand in dem Bauteil schneidet, im Bereich der dünnen Wand Pulver im an den aufgeschmolzenen Bereich benachbarten Bereich sich so stark mit dem aufgeschmolzenen Bereich verbindet, dass dadurch die Wanddicke erhöht wird und eine minimale Wanddicke nicht unterschritten werden kann.Problems with too small a wall thickness in the CAD model may therefore result, for example, in a laser melting process, after the melting of the powdery building material in the region of a cross section which intersects a thin wall in the component, in the thin wall powder in the area adjacent to the molten area is so strongly connected to the molten area that the wall thickness is increased and a minimum wall thickness can not be undershot.

Ein ähnliches Problem kann auftreten, wenn der Rand eines sehr kleinen Loches verfestigt wird. Hier kann durch anhaftendes Material das Loch vollständig verschwinden, so dass ein minimaler Lochdurchmesser nicht unterschritten werden kann. Ist das Loch nicht kreisförmig, so kann (z. B. bei Langlöchern) entsprechend eine minimale Lochbreite nicht unterschritten werden. In ähnlicher Weise kann eine minimale Lochtiefe durch den Bauprozess vorgegeben sein. Dies kann beispielsweise daher rühren, dass eine Lochtiefe geringer ist als die Dicke einer Schicht bei der schichtweisen Herstellung. Ganz allgemein kann das erfindungsgemäße Verfahren abprüfen, ob in dem entworfenen Modell ein minimal durch die generative Schichtbauvorrichtung herstellbares Detail unterschritten wird.A similar problem can occur when the edge of a very small hole is solidified. Here by adhering material, the hole completely disappear, so that a minimum hole diameter can not be undershot. If the hole is not circular, then a minimum hole width can not be undershot (for example in the case of oblong holes). Similarly, a minimum hole depth may be dictated by the build process. This may be due, for example, to the fact that a hole depth is less than the thickness of a layer in the layered production. Quite generally, the method according to the invention can check whether a detail which can be produced minimally by the generative layer construction device is undershot in the designed model.

Ein anderes Problem liegt in Bezug auf Sacklöcher vor. Hier muss sichergestellt sein, dass nach Abschluss des Herstellungsvorgangs unverfestigtes Baumaterial wieder aus dem Sackloch entfernt werden kann, so dass dieses eine minimale Breite und/oder eine maximale Tiefe aufweisen muss. Bei schräg zu mehreren Schichten verlaufenden Oberflächen wird es bei generativen Schichtbauverfahren einen Stufenversatz geben (Treppencharakter). Hier kann dem CAD-Designer angezeigt werden, mit welcher Auflösung eine schräg verlaufende Oberfläche realisiert werden kann, also wie der minimal realisierbare Stufenversatz ist.Another problem is blind holes. Here it must be ensured that after the completion of the manufacturing process, unsolidified building material can be removed from the blind hole again so that it must have a minimum width and / or a maximum depth. With surfaces running diagonally to several layers, there will be a step offset in generative layer construction processes (staircase character). Here, the CAD designer can be shown with which resolution a sloping surface can be realized, ie how the minimum achievable step offset is.

In der Regel hängen die Informationen bezüglich der Grenzwerte, die realisierbar sind, von dem für die Herstellung verwendeten Material ab, da unterschiedliche Materialien sich beispielsweise beim Aufschmelzen unterschiedlich verhalten können und beispielsweise unterschiedlich Wärme leiten. Auch werden die Parametergrenzwerte von der Steuerung des Bauvorgangs in der generativen Schichtbauvorrichtung, also letztendlich von den Steuerbefehlen bzw. Befehlsparametern der generativen Schichtbauvorrichtung beeinflusst. So spielt der verwendete Laserstrahldurchmesser in einer Laserschmelzvorrichtung eine Rolle sowie ebenfalls die Strahlablenkgeschwindigkeit, die Kühlleistung, die verwendete Schichtdicke und eventuell sogar die Anzahl der herzustellenden Objekte im Bauraum. Auch hieran erkennt man, dass es sich bei der Abschätzung, ob ein Bauteil die Grenzparameterwerte bei seiner Herstellung über- oder unterschreiten wird, um eine schwierige Aufgabe handelt. Im ungünstigsten Fall sind die Grenzparameterwerte langjährige Erfahrungswerte, die beispielsweise an vorangegangenen ähnlichen Bauteilen ermittelt wurden. In general, the information relating to the limit values which can be realized depends on the material used for the production, since different materials, for example, can behave differently during melting and, for example, conduct different heat. The parameter limit values are also influenced by the control of the construction process in the generative layer construction device, ie ultimately by the control commands or command parameters of the generative layer construction device. Thus, the laser beam diameter used in a laser melting device plays a role as well as the beam deflection speed, the cooling power, the layer thickness used and possibly even the number of objects to be produced in the installation space. Again, it can be seen that the estimation of whether a component will exceed or fall short of the limit parameter values in its manufacture is a difficult task. In the worst case, the limit parameter values are many years of experience, which were determined, for example, on previous similar components.

Für den Nutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von besonderem Vorteil, wenn Parameter bzw. Abmessungen, die einen Grenzparameterwert über- oder unterschreiten, automatisch angepasst werden, so dass das CAD-Modell an der Stelle, an der bei der Herstellung ein Problem auftreten wird, automatisch abgeändert wird. Beispielsweise kann eine ursprünglich mit 100 μm bemessene Wandstärke automatisch auf 150 μm gesetzt werden. Beispielsweise könnte auch ein Parameterwert, der einen Grenzparameterwert über- oder unterschreitet, automatisch auf den Grenzparameterwert gesetzt werden. Um beim Beispiel der minimalen Wandstärke zu bleiben, so würde, falls der Grenzparameterwert bei 150 μm liegt, eine mit 100 μm bemessene Wand automatisch auf 150 μm gesetzt.For the user of the method according to the invention, it is of particular advantage if parameters or dimensions which exceed or fall short of a limit parameter value are automatically adjusted, so that the CAD model at the point at which a problem arises during production, is changed automatically. For example, a wall thickness originally measured at 100 μm can be set automatically to 150 μm. For example, a parameter value that exceeds or falls below a limit parameter value could automatically be set to the limit parameter value. In order to stay with the example of the minimum wall thickness, so if the Grenzparameterwert is 150 microns, a 100 microns measured wall automatically set to 150 microns.

Mit der Kenntnis der Grenzparameterwerte, die für eine generative Schichtbauvorrichtung vorliegen, geht in der Regel auch die Kenntnis des verwendeten Aufbaumaterials und der verwendeten Herstellungsparameter einher. Dies macht es möglich, bereits vor der Herstellung des eigentlichen Bauteils dessen mechanische oder physikalische Eigenschaften zu simulieren. Dies wiederum macht es möglich, bereits während des CAD-Entwurfs Anpassungen des Modells vorzunehmen, durch welche eine mechanische oder physikalische Eigenschaft des Bauteils in einer gewünschten Richtung abgeändert wird. Beispielsweise könnte man nach einer Simulation des Bauteilgewichts das Modell so abändern, dass das Gewicht verringert wird, beispielsweise durch Verringern von Wandstärken. In gleicher Weise können Anpassungen beispielsweise der Steifigkeit, der Zugfestigkeit, der Bruchdehnung bei Zugbeanspruchung, der Querkontraktionszahl, des Torsionsverhaltens oder des Ermüdungsverhaltens vorgenommen werden.With the knowledge of the limit parameter values which are present for a generative layer building apparatus, the knowledge of the building material used and of the production parameters used generally also go hand in hand. This makes it possible to simulate its mechanical or physical properties before the actual component is manufactured. This, in turn, makes it possible to make adjustments to the model already during the CAD design by which a mechanical or physical property of the component is changed in a desired direction. For example, after simulating the component weight, one could modify the model to reduce the weight, for example by reducing wall thicknesses. Likewise, adjustments may be made to, for example, stiffness, tensile strength, tensile elongation at break, transverse contraction number, torsional behavior or fatigue behavior.

Im Idealfall wird die Anpassung von mechanischen Eigenschaften des Bauteils durch Anpassen des Modells automatisch vorgenommen, nachdem der CAD-Designer bei Beginn des Designs dem System mitgeteilt hat, welche mechanischen Eigenschaften in welcher Weise optimiert werden sollen.Ideally, adaptation of mechanical properties of the part is done automatically by adjusting the model after the CAD designer, at the start of the design, has informed the system which mechanical properties to optimize in which way.

Was das erwähnte Simulationsverfahren anbelangt, so kann hierfür auf bekannte finite Elemente-Simulationsverfahren zurückgegriffen werden.As far as the aforementioned simulation method is concerned, known finite element simulation methods can be used for this purpose.

Wie bereits erwähnt, kann das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer Software realisiert sein, die auf dem CAD-System ausgeführt wird. Dabei kann die Software als Zusatzmodul vorliegen, das mit dem CAD-Programm interagiert. Die Modelldaten können beispielsweise über eine gängige Schnittstelle wie z. B. STEP/IGES zwischen CAD-Software und erfindungsgemäßem Software-Modul ausgetauscht werden. Natürlich beschleunigt sich der Ablauf des Verfahrens, wenn das erfindungsgemäße Software-Modul auf die gleichen Modelldaten zugreift, wie das CAD-Programm, mit anderen Worten, wenn beide auf den gleichen Datensatz zugreifen. Dies spart insbesondere auch Speicherplatz ein.As already mentioned, the method according to the invention can be realized by means of a software which is executed on the CAD system. The software can be present as an additional module that interacts with the CAD program. The model data, for example, via a common interface such. B. STEP / IGES be exchanged between CAD software and inventive software module. Of course, the process of the method accelerates when the software module according to the invention accesses the same model data as the CAD program, in other words, when both access the same data record. This also saves space in particular.

Wenn die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung als Plug-In-Modul für ein CAD-Entwurfssystem realisiert ist, dann ist es insbesondere möglich, dass eine Prüfung auf mögliche Grenz-Parameterwertüber- oder -unterschreitungen kontinuierlich während der Erstellung des Entwurfs vorgenommen wird. Damit kann bei Hinzufügung von nicht herstellbaren Modell-Features (z. B. einer zu dünnen Wand) dem CAD-Designer unmittelbar eine Rückmeldung gegeben werden. Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren im Hintergrund (mit oder ohne Information an den CAD-Designer) nicht herstellbare Parameterwerte automatisch abändern durch automatische Abänderung des Entwurfs.In particular, if the test apparatus of the present invention is implemented as a plug-in module for a CAD design system, then it is possible that a check for possible limit parameter overruns or underruns will be made continuously during the creation of the design. With the addition of non-producible model features (eg a wall that is too thin), the CAD designer can immediately be given feedback. Alternatively, the method according to the invention in the background (with or without information to the CAD designer) can automatically modify non-producible parameter values by automatic modification of the design.

Ungeachtet der beschriebenen Vorteile für einen CAD-Designer kann natürlich das erfindungsgemäße Verfahren auch als Software auf einem eigenständigen Rechnersystem ablaufen. Beispielsweise kann nach Abschluss des Designs eines computergestützten Modells eines Bauteils vor der Herstellung des Bauteils nochmals dessen Herstellbarkeit geprüft werden. Der Datenaustausch zwischen CAD-System und dem System mit der erfindungsgemäßen Software kann mittels mobiler Datenträger oder über ein Netzwerk stattfinden. Unter Umständen kann die Software, mit der das erfindungsgemäße Verfahren realisiert wird, auch in einem unmittelbar an die generative Schichtbauvorrichtung, mit der die Herstellung stattfinden wird, angegliederten Rechner oder aber in der generativen Schichtbauvorrichtung selbst ablaufen. Im Idealfall kann dann ein AM-Experte unmittelbar vor der Herstellung des Bauteils noch letzte Anpassungen vornehmen, um eventuell auftretende Schwierigkeiten bei der Herstellung zu vermeiden. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass ein Datenaustausch mit der generativen Schichtbauvorrichtung ebenfalls unter Zuhilfenahme mobiler Datenträger oder eines Netzwerks erfolgen kann.Regardless of the described advantages for a CAD designer, of course, the inventive method can also run as software on a standalone computer system. For example, after the completion of the design of a computer-aided model of a component before the manufacture of the component, its manufacturability can be checked again. The data exchange between the CAD system and the system with the software according to the invention can take place by means of mobile data carriers or via a network. Under certain circumstances, the software with which the method according to the invention is implemented can also take place in a computer attached directly to the generative layer building apparatus with which the production will take place or else in the generative layer building apparatus itself. Ideally, an AM expert may then make final adjustments immediately prior to manufacturing the component to avoid any difficulties in manufacturing. For completeness, it should be mentioned that a data exchange with the generative layer construction device can also be done with the aid of mobile data carriers or a network.

Auch wenn weiter oben als Beispiel einer generativen Schichtbauvorrichtung lediglich eine Lasersintervorrichtung beschrieben wurde, so ist das erfindungsgemäße Verfahren natürlich auch auf andere generative Schichtbauvorrichtungen und -verfahren anwendbar. Hier seien lediglich beispielhaft das Laserschmelzen, LLM (Ausschneiden aus Folien und Fügen), FLM (Aufbringen eines thermoplastischen Materials aus einer Düse), 3D-Drucken, Maskensinterverfahren und stereolithografische Verfahren genannt.Although only one laser sintering device has been described above as an example of a generative layer construction device, the method according to the invention can naturally also be applied to other generative layer construction devices and methods. Here, by way of example only, laser melting, LLM (cutting out of films and joining), FLM (applying a thermoplastic material from a die), 3D printing, mask sintering and stereolithographic processes are mentioned.

Weiterhin ist die Erfindung nicht auf den Entwurf, die Herstellung und Bearbeitung eines einzelnen Bauteils beschränkt. Werden mehrere (beispielsweise unterschiedliche) Bauteile gleichzeitig hergestellt, dann kann das erfindungsgemäße Verfahren mit allen Varianten in gleicher Weise durchgeführt werden, nur dass dann ein Abprüfen der Herstellbarkeit für mehrere Bauteile gleichzeitig durchgeführt wird.Furthermore, the invention is not limited to the design, manufacture and processing of a single component. If several (for example different) components are produced at the same time, then the method according to the invention can be carried out in the same way with all variants, only that then a check of the manufacturability for several components is carried out simultaneously.

Abschließend sei noch erwähnt, dass die einzelnen Komponenten einer Vorrichtung zur Prüfung eines Eingangsdatensatzes einer generativen Schichtbauvorrichtung auch allein durch Hardware-Komponenten oder Mischungen aus Hard- und Software realisiert sein können. Die Vorrichtung muss dann über eine Eingangsschnittstelle verfügen, über die die CAD-Modelldaten zugeführt werden können und auch die Grenzparameterwerte zugeführt werden können. In der vorliegenden Anmeldung erwähnte Schnittstellen müssen nicht zwangsläufig als Hardware-Komponenten ausgebildet sein, sondern können auch als Softwaremodule realisiert sein, beispielsweise, wenn die darüber eingespeisten bzw. ausgegebenen Daten von einer bereits auf dem gleichen Gerät realisierten anderen Komponenten übernommen werden können oder an eine andere Komponente nur softwaremäßig übergeben werden müssen. Ebenso könnten die Schnittstellen aus Hardware- und Software-Komponenten bestehen, wie zum Beispiel einer Standard-Hardware-Schnittstelle, die durch Software für den konkreten Einsatzzweck speziell konfiguriert wird. Außerdem können mehrere Schnittstellen auch in einer gemeinsamen Schnittstelle, beispielsweise einer Input-Output-Schnittstelle, zusammengefasst sein.Finally, it should be mentioned that the individual components of a device for testing an input data set of a generative layer construction device can also be realized solely by hardware components or mixtures of hardware and software. The device must then have an input interface through which the CAD model data can be fed and also the limit parameter values can be supplied. In the present application mentioned interfaces do not necessarily have to be designed as hardware components, but can also be implemented as software modules, for example, if the data fed in or output from a already realized on the same device other components can be transferred or to a other components only have to be transferred by software. Likewise, the interfaces could consist of hardware and software components, such as a standard hardware interface specifically configured by software for the specific application. In addition, several interfaces can also be combined in a common interface, for example an input-output interface.

Claims

A computer-aided method for testing an input data set of a generative layer building apparatus comprising at least the following step: Comparison of at least one parameter value in a computer-based model of an object to be produced by the generative layer construction device with a limit parameter value which is an extreme value for the parameter that can be produced by the generative layer construction device, in particular an extreme value for the parameter which can be produced by the generative layer construction device in a process-stable manner.

The method of claim 1, further comprising the step of: - Output of information to a user in the event that the result of the comparison is that the parameter value is beyond the extreme value.

Method according to one of the preceding claims, wherein the parameter taken into account comprises a dimension.

Method according to one of the preceding claims, in which limit parameter values predetermined for a comparison of at least one parameter value in the computer-based model include at least one of the following: A minimum wall thickness, A minimum hole diameter, A minimum blind hole width and / or maximum blind hole depth, A minimum hole width and / or depth, in particular a minimum slot width and / or depth, A minimal detail resolution which can be produced by the generative layer construction device, A minimum step offset at surfaces running obliquely to several layers, A maximum wall thickness, A user parameter specified by a user, in particular as a function of the underlying data for a material and / or command parameters and / or wall thicknesses provided for the production of the object.

Method according to one of the preceding claims, in which, in the event that the result of a comparison is that a parameter value is beyond an associated limit parameter value, an adaptation of this parameter value is carried out automatically and / or in interaction with a user.

Method according to Claim 5, in which, when adapting the parameter value, in particular during the automatic adaptation thereof, the latter is essentially set to the limit parameter value.

Method according to claim 5, wherein in the adaptation, in particular in automatic adaptation, the parameter value is modified such that a mechanical property of the manufactured object is modified in a predetermined direction, preferably the parameter value is modified such that the weight of the manufactured object is reduced.

Method according to Claim 7, in which, in the adaptation, in particular in automatic adaptation, the parameter value is modified such that the rigidity and / or tensile strength and / or elongation at break and / or the transverse contraction number and / or the torsional behavior and / or or taken into account and / or modified, in particular optimized, the fatigue behavior of the manufactured object.

Method according to one of claims 7 to 8, wherein in the adaptation, in particular in the automatic adjustment, the change of the parameter value is determined on the basis of a finite element simulation of the mechanical property of the object to be produced.

Generative layer construction method for producing at least one three-dimensional object ( 3 ) by stratified solidification of a powdery or liquid building material in a generative layer building apparatus with a construction support ( 2 ) for carrying the at least one object to be produced, an application device ( 12 ) for applying a layer of the powdery or liquid building material to the building substrate ( 2 ) or a previously applied and selectively consolidated layer of building material, a selective strengthening device ( 6 . 8th . 9 ) capable of acting on all the locations in the applied layer corresponding to a cross-section of the at least one object to be manufactured, in such a way that the building material connects to a solid at these locations, and a control unit ( 10 ), which the application device ( 12 ) and the selective solidification device ( 6 . 8th . 9 ) controls so that the object ( 3 ) is produced by successive selective solidification of layers of the building material, wherein an input data set tested by means of a method according to one of the preceding claims is used to control the layer construction process.

Test device for testing an input data set of a generative layer construction device comprising: a comparison unit ( 103 ) operating at least one parameter value in a computer-based model of an object to be produced by means of the generative layer building apparatus (US Pat. 3 ) is compared with a limit parameter value which is an extreme value for the parameter which can be produced by means of the generative layer construction device, in particular an extreme value for the parameter which can be produced by the generative layer construction device in a process-stable manner, optionally a memory unit ( 103b ) in which a computer-based model of an object to be produced by means of the generative layer construction device ( 3 ), - optionally a memory unit ( 103a ), in which at least one limit parameter value is stored, which is an extreme value for the parameter which can be produced by means of the generative layer construction device, in particular an extreme value for the parameter that can be produced in a process-stable manner by means of the generative layer construction device.

The apparatus of claim 11, further comprising an input device for manipulating the computer-based model by a user.

Device according to one of claims 11 or 12, in which the computer-based model of an object to be produced by means of the generative layer construction device ( 3 ) and the limits are stored in one and the same storage device.

Generative layer building apparatus for producing at least one three-dimensional object by means of layer-wise solidification of a powdery or liquid building material with a building base ( 2 ) for carrying the at least one object to be produced ( 3 ), an application device ( 12 ) for applying a layer of the powdery or liquid building material to the building substrate ( 2 ) or a previously applied and selectively consolidated layer of building material, a selective strengthening device ( 6 . 8th . 9 ) capable of applying to all locations in the applied layer a cross section of the at least one object to be produced ( 3 ) to act in such a way that the building material connects at these points to a solid, and a control unit ( 10 ), which the application device ( 12 ) and the selective solidification device ( 6 . 8th . 9 ) in such a way that the object is produced by successive selective solidification of layers of the building material, wherein the generative layer construction device comprises a test device according to one of claims 11 to 13 and / or is signal-technically connected to such a test device.

Computer program comprising a sequence of instructions by which a method one of claims 1 to 10 is performed when the computer program is executed by means of a data processor.