DE102016000435A1 - Substance for producing a component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Substanz zum Herstellen eines Bauteils, die ein Gemisch aus einem Metallpulver (16) und einem Fließhilfsmittel (18) umfasst, wobei die Substanz (4) auf einen Träger aufzutragen und nach Auftrag auf den Träger durch Laserstrahlen zu schmelzen und das Metallpulver (16) zu dem Bauteil zu erstarren ist.The invention relates to a substance for producing a component which comprises a mixture of a metal powder (16) and a flow aid (18), wherein the substance (4) is applied to a support and, after application to the support, melted by laser radiation and the metal powder (16) is to be solidified to the component.

Description

Die Erfindung betrifft eine Substanz zum Herstellen eines Bauteils, eine Anordnung zum Herstellen einer Substanz und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils.The invention relates to a substance for producing a component, to an arrangement for producing a substance and to a method for producing a component.

Bei einem additiven Fertigungsverfahren, bspw. bei einem dreidimensionalen Laserdruckverfahren, wird ein Bauteil schichtweise aufgebaut. Hierzu wird zum Herstellen einer jeweiligen Schicht auf einer Ebene pulverförmiges Material aufgetragen, mit einem Laserstrahl erhitzt und geschmolzen. Nach Aushärten des geschmolzenen Materials ist die jeweils herzustellende Schicht fertiggestellt.In an additive manufacturing process, for example in a three-dimensional laser printing process, a component is built up in layers. For this purpose, to produce a respective layer on a plane powdered material is applied, heated with a laser beam and melted. After curing of the molten material, the respective layer to be produced is completed.

Hierzu wird auf die Druckschrift DE 199 05 067 A1 verwiesen, aus der eine Vorrichtung zum Herstellen eines Formkörpers durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem, metallischem Werkstoff bekannt ist.For this purpose, the publication DE 199 05 067 A1 referenced, from which a device for producing a shaped body is known by layering of powdered metallic material.

Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 601 14 453 T2 ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Metallteils unter Verwendung von Hochtemperatur-Direktlaserschmelzen bekannt.Furthermore, from the document DE 601 14 453 T2 a method for producing a three-dimensional metal part using high-temperature direct laser melts known.

Ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts mittels Lasertechnik und Auftragen eines Absorbers mit einem Inkjet-Verfahren ist in der Druckschrift DE 10 2004 012 682 A1 beschrieben.A method for producing a three-dimensional object by means of laser technology and applying an absorber with an inkjet method is in the document DE 10 2004 012 682 A1 described.

Außerdem ist ein Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Mikrowellenstrahlung aus der Druckschrift EP 1 459 871 A2 bekannt.In addition, a method for producing three-dimensional objects by means of microwave radiation from the publication EP 1 459 871 A2 known.

Vor diesem Hintergrund werden eine Substanz, eine Anordnung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Ausgestaltungen der Substanz, der Anordnung und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.Against this background, a substance, an arrangement and a method with the features of the independent claims are presented. Embodiments of the substance, the arrangement and the method are evident from the dependent claims and the description.

Die erfindungsgemäße Substanz ist zum Herstellen eines Bauteils vorgesehen und umfasst ein Gemisch aus einem Metallpulver und einem Fließhilfsmittel. Zum Herstellen des Bauteils ist die Substanz auf einem Träger aufzutragen und nach Auftrag auf dem Träger durch Laserstrahlen zu schmelzen und das Metallpulver zu dem Bauteil zu erstarren.The substance according to the invention is intended for the production of a component and comprises a mixture of a metal powder and a flow aid. To produce the component, the substance is to be applied to a carrier and, after application, to be melted on the carrier by laser beams and the metal powder to be solidified into the component.

Das Fließhilfsmittel umfasst metalloxidische Partikel, die ein Oxid eines elementaren Metalls oder eines Übergangsmetalls aufweisen. Alternativ oder ergänzend umfasst das Fließhilfsmittel metalloxidische Molekülverbindungen, die ein Oxid eines elementaren Metalls oder eines Übergangsmetalls aufweisen.The flow aid comprises metal oxide particles which comprise an oxide of an elemental metal or a transition metal. Alternatively or additionally, the flow aid comprises metal oxide molecular compounds having an oxide of an elemental metal or a transition metal.

Fließhilfsmittel sind demnach metalloxidische Partikel oder metalloxidische Molekülverbindungen, die nicht nur aus elementaren Metallen sondern auch aus Übergangsmetallen wie z. B. Silizium bestehen können.Flow aids are therefore metal oxide particles or metal oxide molecular compounds, not only of elemental metals but also of transition metals such. B. silicon can exist.

Das Fließhilfsmittel wird beim Erhitzen der Substanz durch die Laserstrahlen zum Teil mit aufgeschmolzen, zum Teil auch nicht, falls die eingebrachte Energie hierfür nicht ausreicht. Das Fließhilfsmittel verbliebt als Partikel im aufgeschmolzenen Metallpulver bzw. Metall oder geht neue Phasen mit einem Schmelzbad ein. Hierbei kann es zu einer Steigerung der mechanischen Eigenschaften des aufgeschmolzenen Materials, d. h. der aufgeschmolzenen Substanz und/oder des aufgeschmolzenen Metallpulvers kommen, wie es bspw. bei ODS-Legierungen (oxide dispersed strengthening) der Fall ist.The flow aid is partially melted when the substance is heated by the laser beams, and in some cases not, if the introduced energy is insufficient for this purpose. The flow aid remains as particles in the molten metal powder or metal or enters new phases with a molten bath. This may lead to an increase in the mechanical properties of the molten material, d. H. the molten substance and / or the molten metal powder come, as is the case, for example, in ODS alloys (oxide dispersed strengthening).

Bei der vorgestellten Substanz ist das Fließhilfsmittel in Ausgestaltung mit hydrophoben Eigenschaften ausgestattet.In the presented substance, the flow aid is equipped in a design with hydrophobic properties.

Als Fließhilfsmittel sind bspw. oxidische Verbindungen oder Molekülverbindungen mit Metallen oder Übergangsmetallen, bspw. ein Siloxan oder ein Aluminiumoxid, zu verwenden.As flow aids are, for example, oxidic compounds or molecular compounds with metals or transition metals, for example. A siloxane or an aluminum oxide to use.

Ein Anteil des Fließhilfsmittels an der gesamten Substanz beträgt bspw. 0,1% bis maximal bei 1%. Der angegebene Anteil entspricht üblicherweise Masseprozent. Somit besteht eine Masse der Substanz zu x%, bspw. 0,1%, aus dem Fließhilfsmittel und zu 100 – x%, bspw. 99,9%, aus dem Metallpulver.A proportion of the flow aid to the entire substance is, for example. 0.1% to a maximum of 1%. The stated proportion usually corresponds to mass percent. Thus, a mass of the substance to x%, for example. 0.1%, from the flow aid and to 100 - x%, for example. 99.9%, from the metal powder.

Das Metallpulver ist bspw. aus Aluminium, Stahl, Nickel oder Titan gebildet, wobei Partikel des Metallpulvers in Ausgestaltung eine Größe von 10 μm bis 200 μm aufweisen.The metal powder is formed, for example, from aluminum, steel, nickel or titanium, with particles of the metal powder having a design of a size of 10 .mu.m to 200 .mu.m.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils wird die vorgestellte Substanz auf einen Träger aufgetragen und nach Auftrag auf dem Träger mit Laserstrahlen geschmolzen und Metallpulver, das neben einem Fließhilfsmittel als Bestandteil der Substanz ausgebildet ist, zu dem Bauteil erstarrt bzw. aushärtet.In the method according to the invention for producing a component, the presented substance is applied to a carrier and, after application on the carrier, melted with laser beams and metal powder, which is formed in addition to a flow aid as part of the substance, solidifies or cures to the component.

Die erfindungsgemäße Anordnung zum Herstellen einer Substanz umfasst eine Mischvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Metallpulver und ein Fließhilfsmittel miteinander zu mischen und dabei die Substanz herzustellen.The arrangement for producing a substance according to the invention comprises a mixing device, which is designed to mix a metal powder and a flow aid with each other and thereby to produce the substance.

Die Anordnung umfasst in Ausgestaltung einen ersten Behälter mit einer ersten Messvorrichtung und einen zweiten Behälter mit einer zweiten Messvorrichtung. Dabei ist in dem ersten Behälter das Metallpulver und in dem zweiten Behälter das Fließhilfsmittel bevorratet. Die erste Messvorrichtung ist dazu ausgebildet, aus dem ersten Behälter eine erste Menge an Metallpulver abzumessen und der Mischvorrichtung bereitzustellen. Die zweite Messvorrichtung ist dazu ausgebildet, aus dem zweiten Behälter eine zweite Menge an Fließhilfsmittel abzumessen und der Mischvorrichtung bereitzustellen.The arrangement comprises in an embodiment a first container with a first measuring device and a second container with a second measuring device. In this case, the metal powder is stored in the first container and the flow aid in the second container. The first measuring device is to configured to meter from the first container a first amount of metal powder and provide the mixing device. The second measuring device is designed to meter a second quantity of flow aid from the second container and to provide it to the mixing device.

Durch Vorsehen des Fließhilfsmittels, das zum Bereitstellen der Substanz dem Metallpulver beigemischt wird, ist u. a. möglich, eine Fließfähigkeit des Metallpulvers bei einem generativen Fertigungsverfahren, bspw. bei einem dreidimensionalen Druckverfahren, zu steigern.By providing the flow aid admixed with the metal powder for providing the substance, u. a. possible to increase a fluidity of the metal powder in a generative manufacturing process, for example. In a three-dimensional printing process.

Bei dem Verfahren zum Herstellen des Bauteils, wobei ein additives Fertigungsverfahren umgesetzt wird, wird das Metallpulver, dem das Fließhilfsmittel beigemischt ist, bspw. von einer Laserquelle geschmolzen. Das Metallpulver weist üblicherweise eine Korngröße im Bereich zwischen 10 bis 200 μm auf. Durch ein immer wiederkehrendes Aufschmelzen einer Schicht aus Metallpulver auf dem Träger ist möglich, ein Bauteil mit einer komplexen Geometrie zu fertigen. Dabei erzielbare mechanische Kennwerte, bspw. eine Streckgrenze, eine Zugfestigkeit und/oder eine Bruchdehnung des aus der Substanz herzustellenden metallischen Bauteils sind über das erzeugte Bauteil homogen verteilt. Weiterhin sind durch Variation mindestens eines Prozessparameters des Lasers, bspw. einer Leistung des Lasers und/oder einer Geschwindigkeit, mit der ein Strahl des Lasers bewegt wird, unterschiedliche Anforderungsprofile an mechanische Eigenschaften des Bauteils über das gesamte Bauteil einzustellen.In the method for producing the component, wherein an additive manufacturing method is implemented, the metal powder, to which the flow aid is admixed, is melted, for example, by a laser source. The metal powder usually has a particle size in the range between 10 to 200 microns. By a recurring melting of a layer of metal powder on the support is possible to manufacture a component with a complex geometry. Achievable mechanical characteristics, for example a yield strength, a tensile strength and / or an elongation at break of the metallic component to be produced from the substance are distributed homogeneously over the component produced. Furthermore, by varying at least one process parameter of the laser, for example a power of the laser and / or a speed with which a beam of the laser is moved, different requirement profiles of mechanical properties of the component over the entire component are set.

Durch Vorsehen der Substanz, die neben dem Metallpulver das Fließhilfsmittel umfasst, ist eine Prozessstabilität beim Verarbeiten der Substanz und somit beim Verarbeiten des Metallpulvers gewährleistet. Die Substanz, die Metallpulver auf Basis von Aluminium, Stahl oder von Eisen, Nickel oder Titan umfasst, weist aufgrund des beigemischten Fließhilfsmittels im Vergleich zu reinem Metallpulver eine verbesserte Fließfähigkeit auf, wodurch ein homogener Auftrag der Substanz mit dem Metallpulver beim Auftragen auf dem Träger zu gewährleisten ist. Durch den Umstand, dass innerhalb der Substanz dem Metallpulver das Fließhilfsmittel beigemischt ist, wird aufgrund der Fließfähigkeit auch ein Absaugen und somit ein Sieben des Metallpulvers mit dem beigemischten Fließhilfsmittel begünstigt. Ein Anteil des Fließhilfsmittels an der Substanz ist bspw. abhängig von einer Größe von Partikeln des Metallpulvers, einer Größenverteilung der Partikel, aber auch von einer Temperatur und einer Luftfeuchtigkeit der Umgebung.Providing the substance which comprises the flow aid in addition to the metal powder ensures process stability during processing of the substance and thus during processing of the metal powder. The substance comprising metal powder based on aluminum, steel or iron, nickel or titanium, due to the admixed flow aid has improved flowability compared to pure metal powder, whereby a homogeneous application of the substance with the metal powder when applied to the carrier ensure. Due to the fact that within the substance the flow aid is admixed with the metal powder, due to the fluidity, suction and thus sieving of the metal powder with the admixed flow aid are favored. A proportion of the flow aid to the substance is, for example, depending on a size of particles of the metal powder, a size distribution of the particles, but also of a temperature and a humidity of the environment.

Das Fließhilfsmittel des Metallpulvers als Bestandteil der Substanz ist nur geringen Schwankungen unterworfen. Eine Neigung zur Feuchtigkeitsaufnahme der Substanz wird durch das Fließhilfsmittel reduziert.The flow aid of the metal powder as a constituent of the substance is subject to only slight fluctuations. A tendency to absorb moisture of the substance is reduced by the flow aid.

Beim Herstellen, in Ausgestaltung beim Mischen, der Substanz wird dem Metallpulver auf Basis von Aluminium, Stahl, Nickel oder Titan das Fließhilfsmittel in geringen Mengen beigemischt. Als Fließhilfsmittel ist beispielsweise ein Siloxan oder ein Aluminiumoxid einzusetzen. Die Menge bzw. ein Anteil des Fließhilfsmittels an einer Masse der Substanz liegt in einem geringen einstelligen Prozentbereich bis maximal 5% oder maximal nur 1%, bspw. 0,1%. Mechanische Kennwerte des zu verarbeitenden, d. h. des zu schmelzenden Metallpulvers werden aufgrund der geringen Menge an Fließhilfsmittel nicht beeinflusst. Üblicherweise haftet das Fließhilfsmittel an dem Metallpulver an und weist hydrophobe Eigenschaften auf. Durch das Fließhilfsmittel bzw. einem entsprechenden Fließhilfsstoff, das bzw. der dem Metallpulver beigemischt ist, ist die Fließfähigkeit des Metallpulvers signifikant zu steigern.When manufacturing, in the form of mixing, the substance is added to the metal powder based on aluminum, steel, nickel or titanium, the flow aid in small quantities. As a flow aid, for example, a siloxane or an aluminum oxide is used. The amount or a proportion of the flow aid to a mass of the substance is in a low single-digit percentage range up to a maximum of 5% or at most only 1%, for example. 0.1%. Mechanical characteristics of the processed, d. H. of the metal powder to be melted are not affected due to the small amount of flow aid. Usually, the flow aid adheres to the metal powder and has hydrophobic properties. By the flow aid or a corresponding flow aid, which is mixed with the metal powder, the flowability of the metal powder is significantly increased.

Bei dem Verfahren zum Herstellen des Bauteils, wobei das Bauteil in der Regel schichtweise hergestellt wird, ist beim Auftragen der Substanz auf dem Träger und somit beim Auftragen des Metallpulvers mit dem beigemischten Fließhilfsmittel auf den Träger ein stabiler Verarbeitungsprozess beim Auftragen der Substanz zu gewährleisten. Da das Fließhilfsmittel lediglich in geringen Mengen genutzt wird, werden mechanische Kennwerte des Metallpulvers nicht beeinflusst. Da das Fließhilfsmittel hydrophob ist, wird weiterhin vermieden, dass das Metallpulver aus der Umgebung Feuchtigkeit aufnimmt.In the method for producing the component, wherein the component is usually produced in layers, when applying the substance to the carrier and thus when applying the metal powder with the admixed flow aid to the carrier to ensure a stable processing during application of the substance. Since the flow aid is only used in small amounts, mechanical characteristics of the metal powder are not affected. Since the flow aid is hydrophobic, it is further avoided that the metal powder from the environment absorbs moisture.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described schematically and in detail with reference to the drawing.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the inventive arrangement.

Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 2 zum Herstellen einer Substanz 4 umfasst eine Mischvorrichtung 6, einen ersten Behälter 8 und einen zweiten Behälter 10. Dabei ist dem ersten Behälter 8 eine erste Messvorrichtung 12 zugeordnet. Dem zweiten Behälter 10 ist eine zweite Messvorrichtung 14 zugeordnet. Die beiden Messvorrichtungen 12, 14 sind auch als Dosiervorrichtungen zu bezeichnen oder ausgebildet.In the 1 schematically illustrated embodiment of the arrangement according to the invention 2 for producing a substance 4 includes a mixing device 6 , a first container 8th and a second container 10 , Here is the first container 8th a first measuring device 12 assigned. The second container 10 is a second measuring device 14 assigned. The two measuring devices 12 . 14 are also referred to as dosing or trained.

Weiterhin ist vorgesehen, dass in dem ersten Behälter 8 ein Metallpulver 16 bevorratet ist. In dem zweiten Behälter 10 ist ein Fließhilfsmittel 18 bevorratet. Zum Herstellen der Substanz 4 ist mit der ersten Messvorrichtung 12 eine erste Menge an Metallpulver 16 abzumessen und der Mischvorrichtung 6 bereitzustellen. Weiterhin ist mit der zweiten Messvorrichtung 14 aus dem zweiten Behälter 10 eine zweite Menge an Fließhilfsmitteln 18 abzumessen und der Mischvorrichtung 6 bereitzustellen. Hierbei ist möglich, der Mischvorrichtung 6 entweder zuerst das Metallpulver 16 und danach das Fließhilfsmittel oder zuerst das Fließhilfsmittel 18 und danach das Metallpulver 16 bereitzustellen. Weiterhin ist auch möglich, der Mischvorrichtung 6 das Metallpulver 16 und das Fließhilfsmittel 18 simultan bereitzustellen. Die Mischvorrichtung 6 ist dazu ausgebildet, das Metallpulver 16 und das Fließhilfsmittel 18 zu der hier homogenen Substanz 4 zu mischen.Furthermore, it is provided that in the first container 8th a metal powder 16 is stored. In the second container 10 is a flow aid 18 stored. For producing the substance 4 is with the first measuring device 12 a first amount of metal powder 16 to meter off and the mixing device 6 provide. Furthermore, with the second measuring device 14 from the second container 10 a second amount of flow aids 18 to meter off and the mixing device 6 provide. This is possible, the mixing device 6 either the metal powder first 16 and then the flow aid or, first, the flow aid 18 and then the metal powder 16 provide. Furthermore, it is also possible for the mixing device 6 the metal powder 16 and the flow aid 18 to provide simultaneously. The mixing device 6 is designed to be the metal powder 16 and the flow aid 18 to the homogeneous substance here 4 to mix.

Weiterhin zeigt 1 eine Fertigungsvorrichtung 20, der die Substanz 4 bereitzustellen und/oder zuzuführen ist. Die Fertigungseinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, hier bei einem additiven Fertigungsverfahren die Substanz 4 in mindestens einer Schicht auf einem Träger aufzutragen. Nachdem eine Schicht der Substanz 4 auf dem Träger aufgetragen worden ist, wird die Substanz 4 bspw. mit einem Laser erhitzt, wobei sowohl das Metallpulver 16 als auch das Fließhilfsmittel 18 geschmolzen werden. Danach wird das Metallpulver 16 ausgehärtet und für ein herzustellendes Bauteil eine Schicht aus Metall bereitgestellt.Further shows 1 a manufacturing device 20 who is the substance 4 to be provided and / or supplied. The manufacturing facility 20 is designed to be the substance here in an additive manufacturing process 4 Apply in at least one layer on a support. After a layer of the substance 4 has been applied to the carrier becomes the substance 4 For example, heated with a laser, wherein both the metal powder 16 as well as the flow aid 18 be melted. After that, the metal powder 16 cured and provided for a component to be manufactured a layer of metal.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19905067 A1 [0003] DE 19905067 A1 [0003]
  • DE 60114453 T2 [0004] DE 60114453 T2 [0004]
  • DE 102004012682 A1 [0005] DE 102004012682 A1 [0005]
  • EP 1459871 A2 [0006] EP 1459871 A2 [0006]

Claims (12)

Substanz zum Herstellen eines Bauteils, die ein Gemisch aus einem Metallpulver (16) und einem Fließhilfsmittel (18) umfasst, wobei die Substanz (4) auf einen Träger aufzutragen und nach Auftrag auf den Träger durch Laserstrahlen zu schmelzen und das Metallpulver (16) zu dem Bauteil zu erstarren ist.Substance for producing a component comprising a mixture of a metal powder ( 16 ) and a flow aid ( 18 ), wherein the substance ( 4 ) are applied to a support and, after application to the support by laser beams to melt and the metal powder ( 16 ) is to solidify to the component. Substanz nach Anspruch 1, bei der das Fließhilfsmittel (18) metalloxidische Partikel umfasst, die ein Oxid eines elementaren Metalls oder eines Übergangsmetalls aufweisen.Substance according to Claim 1, in which the flow aid ( 18 ) comprises metal oxide particles comprising an oxide of an elemental metal or a transition metal. Substanz nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Fließhilfsmittel (18) metalloxidische Molekülverbindungen umfasst, die ein Oxid eines elementaren Metalls oder eines Übergangsmetalls aufweisen.Substance according to Claim 1 or 2, in which the flow aid ( 18 ) comprises metal oxide molecular compounds having an oxide of an elemental metal or a transition metal. Substanz nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das Fließhilfsmittel (18) hydrophob ist.Substance according to one of the preceding claims, in which the flow aid ( 18 ) is hydrophobic. Substanz nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das Fließhilfsmittel (18) ein Siloxan umfasst.Substance according to one of the preceding claims, in which the flow aid ( 18 ) comprises a siloxane. Substanz nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das Fließhilfsmittel (18) ein Aluminiumoxid umfasst.Substance according to one of the preceding claims, in which the flow aid ( 18 ) comprises an alumina. Substanz nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der ein Anteil des Fließhilfsmittels (18) bspw. ca. 0,1% maximal 5% beträgt.Substance according to one of the preceding claims, in which a proportion of the flow aid ( 18 ), for example, about 0.1% to a maximum of 5%. Substanz nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das Metallpulver (16) aus Aluminium, Stahl, Nickel oder Titan besteht.Substance according to one of the preceding claims, in which the metal powder ( 16 ) consists of aluminum, steel, nickel or titanium. Substanz nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der Partikel des Metallpulvers (16) eine Größe von 10 μm bis 200 μm aufweisen.Substance according to one of the preceding claims, in which particles of the metal powder ( 16 ) have a size of 10 microns to 200 microns. Anordnung zum Herstellen einer Substanz (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die eine Mischvorrichtung (6) umfasst, bei der die Mischvorrichtung (6) dazu ausgebildet ist, ein Metallpulver (16) und ein Fließhilfsmittel (18) miteinander zu mischen und dabei die Substanz (4) herzustellen.Arrangement for producing a substance ( 4 ) according to one of claims 1 to 9, which is a mixing device ( 6 ), in which the mixing device ( 6 ) is adapted to a metal powder ( 16 ) and a flow aid ( 18 ) and to mix the substance ( 4 ). Anordnung nach Anspruch 10, die einen ersten Behälter (8) mit einer ersten Messvorrichtung (12) und einen zweiten Behälter (10) mit einer zweiten Messvorrichtung (14) umfasst, wobei in dem ersten Behälter (8) das Metallpulver (16) und in dem zweiten Behälter (10) das Fließhilfsmittel (18) bevorratet ist, wobei die erste Messvorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, aus dem ersten Behälter (8) eine erste Menge an Metallpulver (16) abzumessen und der Mischvorrichtung (4) bereitzustellen, wobei die zweite Messvorrichtung (14) dazu ausgebildet ist, aus dem zweiten Behälter (10) eine zweite Menge an Fließhilfsmittel (18) abzumessen und der Mischvorrichtung (6) bereitzustellen.Arrangement according to claim 10, comprising a first container ( 8th ) with a first measuring device ( 12 ) and a second container ( 10 ) with a second measuring device ( 14 ), wherein in the first container ( 8th ) the metal powder ( 16 ) and in the second container ( 10 ) the flow aid ( 18 ), the first measuring device ( 12 ) is adapted from the first container ( 8th ) a first quantity of metal powder ( 16 ) and the mixing device ( 4 ), the second measuring device ( 14 ) is adapted from the second container ( 10 ) a second amount of flow aid ( 18 ) and the mixing device ( 6 ). Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, bei dem eine Substanz (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auf einem Träger aufgetragen und nach Auftrag auf dem Träger mit Laserstrahlen geschmolzen und Metallpulver (16), das neben einem Fließhilfsmittel (18) als Bestandteil der Substanz (4) ausgebildet ist, zu dem Bauteil erstarrt wird.Method for producing a component, in which a substance ( 4 ) according to one of claims 1 to 9 applied to a support and melted after application on the support with laser beams and metal powder ( 16 ), which in addition to a flow aid ( 18 ) as part of the substance ( 4 ) is formed, is solidified to the component.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019207389A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for the additive and / or generative production of a component and a motor vehicle

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110871269B (en) * 2018-08-31 2022-11-08 大同特殊钢株式会社 Alloy powder composition
US11993722B2 (en) * 2019-05-24 2024-05-28 Hexcel Corporation Twice recycled polymer powder composition for additive manufacturing including PEKK, siloxane and carbon fiber

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905067A1 (en) 1999-02-08 2000-08-10 Matthias Fockele Layer-wise molding build-up apparatus, especially for laser prototyping of metallic articles, has a grinding tool for removing irregularities from a previously laser melted and solidified layer region
US20030010409A1 (en) * 1999-11-16 2003-01-16 Triton Systems, Inc. Laser fabrication of discontinuously reinforced metal matrix composites
EP1459871A2 (en) 2003-03-15 2004-09-22 Degussa AG Method for manufacturing three dimensional objects using microwave radiation
DE102004012682A1 (en) 2004-03-16 2005-10-06 Degussa Ag Process for the production of three-dimensional objects by means of laser technology and application of an absorber by inkjet method
DE60114453T2 (en) 2000-11-27 2006-07-13 National University Of Singapore METHOD AND DEVICE FOR PREPARING A THREE-DIMENSIONAL METAL PART USING HIGH-TEMPERATURE DIRECT LASER MELTS
DE102009015282A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-07 Eos Gmbh Electro Optical Systems Method for generative production of three-dimensional object by a device, comprises layer-wisely applying a powder material on a carrier of the device or a layer applied on the carrier, where the carrier defines a building area
DE102013222865A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-13 Siemens Aktiengesellschaft Device for generating layers in layers and a method
DE102013224139A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Material for the layered generation of components, as well as a method according to the invention for producing a component with such a material

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4010098B2 (en) * 2000-01-07 2007-11-21 Ｊｆｅスチール株式会社 Iron-based powder mixture for powder metallurgy, method for producing the same, and method for producing a molded body
CN1318167C (en) * 2005-08-09 2007-05-30 南昌航空工业学院 Near clean shaping preparation method of granular reinforced metal base composite material based on region selection laser sintering
GB201014950D0 (en) * 2010-09-08 2010-10-20 Johnson Matthey Plc Catalyst manufacturing method
CN102690044B (en) * 2011-03-21 2015-05-13 上海微电子装备有限公司 Packaging method
US20130307201A1 (en) * 2012-05-18 2013-11-21 Bryan William McEnerney Ceramic article and additive processing method therefor
CN103898500A (en) * 2012-12-27 2014-07-02 深圳富泰宏精密工业有限公司 Coated member and manufacture method thereof
CN103008657A (en) * 2013-01-13 2013-04-03 北京科技大学 Method for preparing oxide dispersion strengthened alloy by rapid forming
JP2016538395A (en) * 2013-11-26 2016-12-08 クレイトン・ポリマーズ・ユー・エス・エル・エル・シー Laser sintered powder, laser sintered article, and method for producing laser sintered article
CN105290388B (en) * 2014-07-04 2020-04-07 通用电气公司 Powder treatment method and correspondingly treated powder

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905067A1 (en) 1999-02-08 2000-08-10 Matthias Fockele Layer-wise molding build-up apparatus, especially for laser prototyping of metallic articles, has a grinding tool for removing irregularities from a previously laser melted and solidified layer region
US20030010409A1 (en) * 1999-11-16 2003-01-16 Triton Systems, Inc. Laser fabrication of discontinuously reinforced metal matrix composites
DE60114453T2 (en) 2000-11-27 2006-07-13 National University Of Singapore METHOD AND DEVICE FOR PREPARING A THREE-DIMENSIONAL METAL PART USING HIGH-TEMPERATURE DIRECT LASER MELTS
EP1459871A2 (en) 2003-03-15 2004-09-22 Degussa AG Method for manufacturing three dimensional objects using microwave radiation
DE102004012682A1 (en) 2004-03-16 2005-10-06 Degussa Ag Process for the production of three-dimensional objects by means of laser technology and application of an absorber by inkjet method
DE102009015282A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-07 Eos Gmbh Electro Optical Systems Method for generative production of three-dimensional object by a device, comprises layer-wisely applying a powder material on a carrier of the device or a layer applied on the carrier, where the carrier defines a building area
DE102013222865A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-13 Siemens Aktiengesellschaft Device for generating layers in layers and a method
DE102013224139A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Material for the layered generation of components, as well as a method according to the invention for producing a component with such a material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019207389A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for the additive and / or generative production of a component and a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
CN108472723A (en) 2018-08-31
EP3405303A1 (en) 2018-11-28
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