DE102016209618A1 - Method and device for the additive production of at least one component region of a component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum additiven Herstellen zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Das Verfahren umfasst die Schritte a) schichtweises Auftragen mindestens einer Pulverschicht (40) aus einem pulverförmigen Bauteilwerkstoff (22, 38) auf eine Bauplattform (12) im Bereich einer Aufbau- und Fügezone (46); b) lokales Verfestigen der Pulverschicht (40) durch selektives Belichten mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls (34) im Bereich der Aufbau- und Fügezone (46) unter Ausbildung einer Bauteilschicht (24); c) zumindest teilweises Ablassen von nicht verfestigtem Bauteilwerkstoff (38) wenigstens im Bereich der im Schritt b) gebildeten Bauteilschicht (24) über mindestens eine in der Bauplattform (12) ausgebildete Öffnung (18); d) nochmaliges Aufschmelzen und Verfestigen von zumindest einer Randkontur (42) der wenigstens einen Bauteilschicht (24) mittels des Hochenergiestrahls (34); und e) Wiederholen der Schritte a) bis d) bis zur Fertigstellung des Bauteilbereichs oder des Bauteils (26). Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (10) zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for the additive production of at least one component region of a component, in particular of a component of a turbomachine. The method comprises the steps of a) coating at least one powder layer (40) of a powdered component material (22, 38) in layers on a building platform (12) in the region of a buildup and joining zone (46); b) local solidification of the powder layer (40) by selective exposure by means of at least one high-energy beam (34) in the region of the assembly and joining zone (46) to form a component layer (24); c) at least partially discharging non-solidified component material (38) at least in the region of the component layer (24) formed in step b) via at least one opening (18) formed in the construction platform (12); d) re-melting and solidifying at least one edge contour (42) of the at least one component layer (24) by means of the high-energy beam (34); and e) repeating steps a) to d) until completion of the component area or component (26). The invention further relates to a device (10) for carrying out such a method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum additiven Herstellen zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils. The invention relates to a method and a device for the additive production of at least one component region of a component.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von einzelnen Bauteilbereichen oder vollständigen Bauteilen sind in einer großen Vielzahl bekannt. Insbesondere sind additive bzw. generative Fertigungsverfahren (sog. Rapid Manufacturing- bzw. Rapid Prototyping-Verfahren) bekannt, bei denen das Bauteil, bei dem es sich beispielsweise um ein Bauteil einer Strömungsmaschine bzw. eines Flugtriebwerks handeln kann, schichtweise aufgebaut wird. Vorwiegend metallische Bauteile können beispielsweise durch Laser- bzw. Elektronenstrahlschmelzverfahren hergestellt werden. Dabei wird zunächst schichtweise mindestens ein pulverförmiger Bauteilwerkstoff im Bereich einer Aufbau- und Fügezone aufgetragen, um eine Pulverschicht zu bilden. Anschließend wird der Bauteilwerkstoff lokal verfestigt, indem dem Bauteilwerkstoff im Bereich der Aufbau- und Fügezone Energie mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls zugeführt wird, wodurch der Bauteilwerkstoff schmilzt und eine Bauteilschicht bildet. Der Hochenergiestrahl wird dabei in Abhängigkeit einer Schichtinformation der jeweils herzustellenden Bauteilschicht gesteuert. Die Schichtinformationen werden üblicherweise aus einem 3D-CAD-Körper des Bauteils erzeugt und in einzelne Bauteilschichten unterteilt. Nach dem Verfestigen des geschmolzenen Bauteilwerkstoffs wird die Bauplattform schichtweise um eine vordefinierte Schichtdicke abgesenkt. Danach werden die genannten Schritte bis zur endgültigen Fertigstellung des gewünschten Bauteilbereichs oder des gesamten Bauteils wiederholt. Der Bauteilbereich bzw. das Bauteil kann dabei grundsätzlich auf einer Bauplattform oder auf einem bereits erzeugten Teil des Bauteils oder Bauteilbereichs hergestellt werden. Die Vorteile dieser additiven Fertigung liegen insbesondere in der Möglichkeit, sehr komplexe Bauteilgeometrien mit Hohlräumen, Hinterschnitten und dergleichen im Rahmen eines einzelnen Verfahrens herstellen zu können. Methods and apparatus for making individual component areas or complete components are known in a wide variety. In particular, additive or additive manufacturing methods (so-called rapid manufacturing or rapid prototyping methods) are known in which the component, which may be, for example, a component of a turbomachine or an aircraft engine, is built up in layers. Predominantly metallic components can be produced, for example, by laser or electron beam melting methods. In this case, at least one powdered component material is initially applied in layers in the region of a buildup and joining zone, in order to form a powder layer. Subsequently, the component material is locally solidified by supplying energy to the component material in the region of the assembly and joining zone by means of at least one high-energy beam, whereby the component material melts and forms a component layer. The high-energy beam is controlled in dependence on a layer information of the component layer to be produced in each case. The layer information is usually generated from a 3D CAD body of the component and subdivided into individual component layers. After solidification of the molten component material, the construction platform is lowered in layers by a predefined layer thickness. Thereafter, the said steps are repeated until the final completion of the desired component area or the entire component. The component region or the component can in principle be produced on a construction platform or on an already produced part of the component or component region. The advantages of this additive manufacturing are, in particular, the possibility of being able to produce very complex component geometries with cavities, undercuts and the like within the scope of a single method.
Bei dieser Art der additiven Fertigung werden jedoch häufig Pulverpartikel an der Oberfläche der herzustellenden Bauteile, insbesondere im Konturbereich der Bauteile, angebacken oder angesintert. Dies führt zu sehr rauen Oberflächen, welche wiederum die Festigkeiten der hergestellten Bauteile bzw. Bauteilbereiche negativ beeinflussen können. Durch Optimierungen der Prozessparameter wird versucht, die Oberfläche zu glätten. Dies ist jedoch nicht ausreichend für diverse Anwendungen, insbesondere bei Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt. Daher müssen die hergestellten Bauteile bzw. Bauteilbereiche häufig mechanisch oder chemisch nachbearbeitet werden, was mit einem hohen Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist. Zusätzlich sind insbesondere innen liegende Oberflächen für konventionelle Glättungsverfahren teilweise schwer oder gar nicht zugänglich. In this type of additive manufacturing, however, powder particles are often baked or sintered on the surface of the components to be produced, in particular in the contour region of the components. This leads to very rough surfaces, which in turn can adversely affect the strength of the manufactured components or component areas. By optimizing the process parameters, an attempt is made to smooth the surface. However, this is not sufficient for a variety of applications, in particular for components for the aerospace industry. Therefore, the manufactured components or component areas must often be mechanically or chemically reworked, which is associated with a high expenditure of time and money. In addition, interior surfaces in particular are sometimes difficult or impossible to access for conventional smoothing methods.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, welche die additive Herstellung von Bauteilbereichen oder vollständigen Bauteilen mit verbesserter Oberflächenqualität ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein additiv gefertigtes Bauteil mit einer verbesserten Oberflächenqualität bereitzustellen. Object of the present invention is to provide a generic method and a generic device, which allows the additive production of component areas or complete components with improved surface quality. Another object of the invention is to provide an additively manufactured component with improved surface quality.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie durch ein Bauteil gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen der jeweils anderen Erfindungsaspekte anzusehen sind. The objects are achieved by a method having the features of claim 1, by a device having the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum additiven Herstellen zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine, bei welchem zumindest die Schritte a) schichtweises Auftragen mindestens einer Pulverschicht aus einem pulverförmigen Bauteilwerkstoff auf eine Bauplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone; b) lokales Verfestigen der Pulverschicht durch selektives Belichten mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls im Bereich der Aufbau- und Fügezone unter Ausbildung einer Bauteilschicht; c) zumindest teilweises Ablassen von nicht verfestigtem Bauteilwerkstoff wenigstens im Bereich der im Schritt b) gebildeten Bauteilschicht über mindestens eine in der Bauplattform ausgebildete Öffnung; d) nochmaliges Aufschmelzen und/oder Erwärmen auf eine Temperatur größer als eine Solidustemperatur des Bauteilwerkstoffs und Verfestigen von zumindest einer Randkontur der wenigstens einen Bauteilschicht mittels des Hochenergiestrahls und e) Wiederholen der Schritte a) bis d) bis zur Fertigstellung des Bauteilbereichs oder des Bauteils durchgeführt werden. Eine verbesserte Oberflächenqualität wird dabei erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass nicht verfestigte, das heißt nicht mit einer Kontur oder einer Oberfläche des Bauteils verschmolzene Pulverpartikel des Bauteilwerkstoffs über die Öffnung(en) in der Bauplattform abgelassen werden. Somit verbleiben nur mehr die an der Kontur beziehungsweise Oberfläche der gebildeten Bauteilschicht beziehungsweise des gebildeten Bauteils angeschmolzene Werkstoffpulverpartikel. Durch das nochmalige Aufschmelzen und/oder nochmalige Erwärmen auf eine Temperatur größer als die Solidustemperatur des Bauteilwerkstoffs und Verfestigen dieser Bereiche, insbesondere der Randkontur der Bauteilschicht beziehungsweise des Bauteils mittels des Hochenergiestrahls ergibt sich nach dem Abkühlen dieser Bereiche eine glatte Oberfläche. Es können keine weiteren rauen Oberflächen durch überschüssige Pulverpartikel entstehen. Unter dem Begriff „Solidustemperatur“ werden auch Solidustemperaturbereiche von Bauteilwerkstoffen verstanden, wie sie insbesondere bei Metalllegierungen auftreten. A first aspect of the invention relates to a method for the additive production of at least one component region of a component, in particular a component of a turbomachine, in which at least the steps a) applying in layers a layer of powdered component material to a construction platform in the region of a buildup and joining zone; b) local solidification of the powder layer by selective exposure by means of at least one high-energy beam in the region of the assembly and joining zone to form a component layer; c) at least partially discharging unconsolidated component material at least in the region of the component layer formed in step b) via at least one opening formed in the construction platform; d) repeated melting and / or heating to a temperature greater than a solidus temperature of the component material and solidification of at least one edge contour of the at least one component layer by means of the high-energy beam and e) repeating steps a) to d) until completion of the component region or component become. An improved surface quality is achieved according to the invention in that non-solidified powder particles of the component material, which are not fused with a contour or a surface of the component, are drained via the opening (s) in the construction platform. Thus, only the material powder particles melted on the contour or surface of the component layer formed or of the component formed remain only longer. By re-melting and / or repeated heating to a temperature greater than the solidus temperature of the component material and solidifying These areas, in particular the edge contour of the component layer or of the component by means of the high energy beam results after cooling these areas a smooth surface. There can be no further rough surfaces caused by excess powder particles. The term "solidus temperature" is also understood to mean solidus temperature ranges of component materials, as they occur in particular with metal alloys.
Auf diese Weise werden glatte Oberflächen schon während des additiven Herstellungsverfahrens erzielt, so dass auf zusätzliche Nachbearbeitung vorteilhaft verzichtet werden kann. Zudem sind auch innere bzw. geschlossene Oberflächen unmittelbar zugänglich. Weitere Vorteile bestehen darin, dass jede Kontamination durch chemische Hilfsmittel oder sonstige Fremdmaterialien ausgeschlossen werden kann und kein Risiko hinsichtlich unerwünschten Materialabtrags (Maßhaltigkeit) besteht. Zudem ist die Festigkeit des resultierenden Bauteils vorteilhaft erhöht. Zudem vereinfacht das erfindungsgemäße Verfahren das Pulverhandling in der entsprechenden Vorrichtung, da die Möglichkeit besteht, das nicht verbaute Werkstoffpulver am Prozessende aus dem System abzulassen. Zudem kann das nicht verbaute Werkstoffpulver aufbereitet werden und für das nächste additive Herstellungsverfahren verwendet werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, einen umlaufenden Pulverkreislauf während des Verfahrens zum additiven Herstellen auszubilden. In this way, smooth surfaces are already achieved during the additive manufacturing process, so that can be advantageously dispensed with additional post-processing. In addition, internal or closed surfaces are directly accessible. Further advantages are that any contamination by chemical aids or other foreign materials can be excluded and there is no risk of undesired material removal (dimensional stability). In addition, the strength of the resulting component is advantageously increased. In addition, the inventive method simplifies the powder handling in the corresponding device, since it is possible to discharge the unincorporated material powder at the end of the process from the system. In addition, the unassembled material powder can be processed and used for the next additive manufacturing process. Furthermore, it is possible to form a circulating powder circuit during the process for additive manufacturing.
In vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Ablassen des nicht verfestigten Bauteilwerkstoffs gemäß Schritt c) nach der Ausbildung einer oder mehrerer Bauteilschichten gemäß Schritt b) durchgeführt wird. Dabei kann das Ablassen des nicht verfestigten Bauteilwerkstoffs gemäß Schritt c) in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Intervallen durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit vorteilhafterweise an die Komplexität des herzustellenden Bauteils angepasst werden. Das Ablassen des nicht verfestigten Bauteilwerkstoffs erst nach Ausbildung mehrerer Bauteilschichten kann beispielsweise bei weniger komplexen Bauteilen durchgeführt werden. Dadurch erhöht sich die Prozessgeschwindigkeit deutlich. In advantageous embodiments of the method according to the invention, it is provided that the discharge of the non-solidified component material according to step c) after the formation of one or more component layers according to step b) is performed. In this case, the discharge of the non-solidified component material according to step c) can be carried out in uniform or irregular intervals. The inventive method can thus be advantageously adapted to the complexity of the component to be produced. The discharge of the non-solidified component material only after formation of a plurality of component layers can be carried out, for example, with less complex components. This significantly increases the process speed.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das schichtweise Auftragen der Pulverschicht gemäß Schritt a) mittels eines Beschichters, wobei die Öffnung(en) in der Bauplattform zumindest bei einem Auftrag der ersten Pulverschicht wenigstens im Bereich des auszubildenden Bauteils verschlossen ist. Damit besteht die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren bei herkömmlichen Vorrichtungen zum additiven Herstellen von Bauteilen einzusetzen. Es ist aber auch möglich, dass das schichtweise Auftragen der Pulverschicht gemäß Schritt a) mittels eines Verbringens des Bauteilwerkstoffs aus einem unterhalb der Bauplattform angeordneten Werkstoffreservoir durch die Öffnung(en) auf die Bauplattform zumindest in dem Bereich der Aufbau- und Fügezone erfolgt. Das Verbringen des Bauteilwerkstoffs kann dabei mittels einer Hebe- und Senkvorrichtung, die innerhalb des Werkstoffreservoirs angeordnet ist, erfolgen. Durch das Verbringen des Bauteilwerkstoffs aus dem Werkstoffreservoir auf die Bauplattform ergibt sich eine Bauraum sparende Möglichkeit des Auftrags der Pulverschicht auf die Bauplattform. Dabei kann zur gleichmäßigen Verteilung des Bauteilwerkstoffs auf der Bauplattform vor dem lokalen Verfestigen der entsprechend gebildeten Pulverschicht gemäß Schritt b) diese mittels einer mechanischen Glättvorrichtung und/oder durch Vibrieren der Bauplattform und/oder ein Vibrieren der Pulverschicht geglättet werden. Bei der mechanischen Glättvorrichtung kann es sich dabei um einen Beschichter oder einen Rakel handeln. Die Vibration der Bauplattform und/oder der Pulverschicht kann mittels einer Ultraschallvorrichtung erfolgen. In further advantageous embodiments of the method according to the invention, the layered application of the powder layer according to step a) takes place by means of a coater, wherein the opening (s) is closed in the building platform at least in an application of the first powder layer at least in the region of the component to be formed. This makes it possible to use the method according to the invention in conventional devices for the additive production of components. However, it is also possible for the layered application of the powder layer according to step a) to take place by means of a transfer of the component material from a material reservoir arranged below the build platform through the opening (s) onto the build platform at least in the region of the buildup and joining zone. The movement of the component material can take place by means of a lifting and lowering device, which is arranged within the material reservoir. By bringing the component material from the material reservoir onto the construction platform, a space-saving possibility of applying the powder layer to the construction platform results. In this case, for uniform distribution of the component material on the building platform before local solidification of the correspondingly formed powder layer according to step b) they are smoothed by a mechanical smoothing device and / or by vibrating the construction platform and / or vibrating the powder layer. The mechanical smoothing device may be a coater or a squeegee. The vibration of the building platform and / or the powder layer can be effected by means of an ultrasonic device.
Das Verbringen des Bauteilwerkstoffs aus einem unter der Bauplattform angeordneten Werkstoffreservoir auf die Bauplattform kann als eigenständige Erfindung unabhängig von dem ersten Erfindungsaspekt gewertet werden und weist einen entsprechend eigenständigen erfinderischen Gehalt auf. Ein entsprechendes Verfahren zum additiven Herstellen zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine kann folgende Schritte umfassen: a) schichtweises Auftragen mindestens einer Pulverschicht aus einem pulverförmigen Bauteilwerkstoff auf eine Bauplattform mittels eines Verbringens des Bauteilwerkstoffs aus einem unterhalb der Bauplattform angeordneten Werkstoffreservoirs über mindestens eine in der Bauplattform ausgebildete Öffnung auf die Bauplattform zumindest in einen Bereich einer Aufbau- und Fügezone; b) lokales Verfestigen der Pulverschicht durch selektives Belichten mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls im Bereich der Aufbau- und Fügezone unter Ausbildung einer Bauteilschicht und c) Wiederholen der Schritte a) und b) bis zur Fertigstellung des Bauteilbereichs oder des Bauteils. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass in einem weiteren Zwischenschritt ein zumindest teilweises Ablassen von nicht verfestigtem Bauteilwerkstoff wenigstens im Bereich der im Schritt b) gebildeten Bauteilschicht über die Öffnung erfolgt. Das Ablassen des nicht verfestigten Bauteilwerkstoffs kann nach der Ausbildung einer oder mehrerer Bauteilschichten gemäß Schritt b) durchgeführt werden. Zudem kann das Ablassen des nicht verfestigten Bauteilwerkstoffs in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Intervallen durchgeführt werden. Schließlich besteht die Möglichkeit eines nochmaligen Aufschmelzens und/oder eines Erwärmens auf eine Temperatur größer als die Solidustemperatur des Bauteilwerkstoffs und Verfestigens von zumindest einer Randkontur der wenigstens einen Bauteilschicht mittels des Hochenergiestrahls. Das Verbringen des Bauteilwerkstoffs kann mittels einer Hebe- und Senkvorrichtung, die innerhalb des Werkstoffreservoirs angeordnet ist, erfolgen. Es besteht zudem die Möglichkeit, dass das Verbringen des Bauteilwerkstoffs auf die Bauplattform durch ein Spülgas, insbesondere ein Inertgas unterstützt oder gänzlich durchgeführt wird. Dazu wird ein Spülgasstrom derart eingestellt, dass er in und durch das Werkstoffreservoir in Richtung der Öffnung(en) der Bauteilplattform gerichtet ist. Durch das Verbringen des Bauteilwerkstoffs aus dem Werkstoffreservoir auf die Bauplattform ergibt sich eine Bauraum sparende Möglichkeit des Auftrags der Pulverschicht auf die Bauplattform. Dabei kann zur gleichmäßigen Verteilung des Bauteilwerkstoffs auf der Bauplattform vor dem lokalen Verfestigen der entsprechend gebildeten Pulverschicht gemäß Schritt b) diese mittels einer mechanischen Glättvorrichtung und/oder durch Vibrieren der Bauplattform und/oder ein Vibrieren der Pulverschicht geglättet werden. Bei der mechanischen Glättvorrichtung kann es sich dabei um einen Beschichter oder einen Rakel handeln. Die Vibration der Bauplattform und/oder der Pulverschicht kann mittels einer Ultraschallvorrichtung erfolgen. Weitere Merkmale und deren Vorteile gehen aus der Beschreibung des ersten Erfindungsaspekts hervor. Spending the component material from a material reservoir arranged under the build platform onto the build platform can be regarded as an independent invention independently of the first invention aspect and has a correspondingly independent inventive content. A corresponding method for the additive production of at least one component region of a component, in particular of a component of a turbomachine, may comprise the following steps: a) coating at least one powder layer of a powdered component material on a construction platform by means of a transfer of the component material from a material reservoir arranged below the construction platform via at least an opening formed in the building platform on the building platform at least in a region of a building and joining zone; b) local solidification of the powder layer by selective exposure by means of at least one high-energy beam in the region of the assembly and joining zone to form a component layer and c) repeating steps a) and b) until completion of the component region or component. Furthermore, there is the possibility that, in a further intermediate step, an at least partial discharge of non-solidified component material takes place via the opening at least in the region of the component layer formed in step b). The discharge of the non-solidified component material can be carried out after the formation of one or more component layers according to step b). In addition, the discharge of the non-solidified component material may be performed at regular intervals or at irregular intervals. Finally, there is the possibility of re-melting and / or heating to a temperature greater than that Solidus temperature of the component material and solidifying at least one edge contour of the at least one component layer by means of the high energy beam. The movement of the component material can take place by means of a lifting and lowering device, which is arranged within the material reservoir. There is also the possibility that the transfer of the component material to the build platform is assisted or entirely carried out by a purge gas, in particular an inert gas. For this purpose, a purge gas stream is adjusted such that it is directed into and through the material reservoir in the direction of the opening (s) of the component platform. By bringing the component material from the material reservoir onto the construction platform, a space-saving possibility of applying the powder layer to the construction platform results. In this case, for uniform distribution of the component material on the building platform before local solidification of the correspondingly formed powder layer according to step b) they are smoothed by a mechanical smoothing device and / or by vibrating the construction platform and / or vibrating the powder layer. The mechanical smoothing device may be a coater or a squeegee. The vibration of the building platform and / or the powder layer can be effected by means of an ultrasonic device. Further features and their advantages will become apparent from the description of the first aspect of the invention.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des Ablassens des nicht verfestigten Bauteilwerkstoffs gemäß Schritt c) der Bauteilwerkstoff in Schwingungen versetzt und/oder ein Spülgas, insbesondere ein Inertgas, auf den Bauteilwerkstoff gerichtet. Damit wird ein sicheres und vollständiges Ablassen des nicht verbauten Bauteilwerkstoffs durch die Öffnung(en) der Bauplattform gewährleistet. In further advantageous embodiments of the method according to the invention, during the discharge of the non-solidified component material according to step c), the component material is set in vibration and / or a purge gas, in particular an inert gas, directed onto the component material. This ensures a safe and complete draining of the uninstalled component material through the opening (s) of the construction platform.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass nach einem der Schritte b), c) und/oder d) ein Absenken der Bauplattform um eine vordefinierte Schichtdicke erfolgt. Ein derartiges Absenken gewährleistet einen gleichmäßigen Schichtauftrag des Werkstoffpulvers. Furthermore, there is the possibility that, after one of the steps b), c) and / or d), the building platform is lowered by a predefined layer thickness. Such a lowering ensures a uniform coating order of the material powder.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn als Hochenergiestrahl ein Elektronenstrahl und/oder ein Laserstrahl verwendet wird. Hierdurch können Bauteilbereiche oder Bauteile hergestellt werden, deren mechanischen Eigenschaften zumindest im Wesentlichen denen des Bauteilwerkstoffs entsprechen. Zur Erzeugung des Laserstrahls können beispielsweise CO2-Laser, Nd:YAG-Laser, Yb-Faserlaser, Diodenlaser oder dergleichen vorgesehen sein. Ebenso kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Elektronen- bzw. Laserstrahlen verwendet werden, um die Bearbeitungszeit zu reduzieren und/oder um besonders großflächige Bauteilschichten herstellen zu können. Further advantages arise when an electron beam and / or a laser beam is used as the high-energy beam. As a result, component regions or components can be produced whose mechanical properties at least substantially correspond to those of the component material. For generating the laser beam, for example CO 2 laser, Nd: YAG laser, Yb fiber laser, diode laser or the like may be provided. It can also be provided that two or more electron or laser beams are used in order to reduce the processing time and / or to be able to produce particularly large-area component layers.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur additiven Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine, wobei die Vorrichtung mindestens eine Strahlungsquelle zum Erzeugen wenigstens eines Hochenergiestrahls, mittels welchem mindestens eine Pulverschicht eines Bauteilwerkstoffs im Bereich einer Aufbau- und Fügezone einer Bauplattform lokal zu wenigstens einer Bauteilschicht verfestigbar ist, umfasst. Zudem weist die Bauplattform mindestens eine verschließbar oder nicht-verschließbar ausgebildete Öffnung zum zumindest teilweisen Ablassen von nicht verfestigtem Bauteilwerkstoff wenigstens im Bereich der gebildeten Bauteilschicht auf. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Strahlungsquelle derart anzusteuern, dass ein nochmaliges Aufschmelzen und/oder ein Erwärmen auf eine Temperatur größer als die Solidustemperatur des Bauteilwerkstoffs und Verfestigen von zumindest einer Randkontur der wenigstens einen Bauteilschicht mittels des Hochenergiestrahls durchgeführt wird. Eine verbesserte Oberflächenqualität des additiv hergestellten Bauteilbereichs oder Bauteils wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass nicht verfestigte, das heißt nicht mit der Kontur oder der Oberfläche des Bauteils verschmolzene Pulverpartikel des Bauteilwerkstoffs über die Öffnung(en) in der Bauplattform abgelassen werden. Diese stehen so einer bei dem anschließenden, nochmaligen Aufschmelzen und/oder nochmaligen Erwärmen auf eine Temperatur größer als die Solidustemperatur des Bauteilwerkstoffs und Verfestigen von zumindest der Randkontur der wenigstens einen Bauteilschicht mittels des Hochenergiestrahls durchgeführten Glättung beziehungsweise Überarbeitung nicht im Wege. Es können keine weiteren rauen Oberflächen durch überschüssige Pulverpartikel entstehen. Unter dem Ausdruck „ausgebildet zu“ oder „ausgebildet ist“ wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur eine Steuereinrichtung verstanden, die die grundlegende Eigenschaft zur Durchführung der genannten Schritte besitzt, sondern die konkret dazu ausgelegt und eingerichtet ist, die genannten Schritte auch tatsächlich auszuführen. Durch diese zusätzlichen, erfindungsgemäßen Schritte während des Aufbauprozesses lässt sich die Oberflächenrauheit der betreffenden Bauteilschicht(en) und dadurch des Bauteils insgesamt erheblich reduzieren. Unter dem Begriff „Solidustemperatur“ werden auch Solidustemperaturbereiche von Bauteilwerkstoffen verstanden, wie sie insbesondere bei Metalllegierungen auftreten. Die Vorrichtung kann grundsätzlich eine steuer- und/oder regelbare Strahlungsquelle oder mehrere steuer- und/oder regelbare Strahlungsquellen umfassen, um die jeweils erforderlichen Hochenergiestrahlen zu erzeugen. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Erfindungsaspekt durchzuführen. Die sich hieraus ergebenden Merkmale und deren Vorteile gehen aus der Beschreibung des ersten Erfindungsaspekts hervor, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind. A second aspect of the invention relates to a device for the additive production of at least one component region of a component, in particular of a component of a turbomachine, wherein the device comprises at least one radiation source for generating at least one high energy beam, by means of which at least one powder layer of a component material in the region of a buildup and joining zone Building platform locally to at least one component layer is solidified comprises. In addition, the construction platform has at least one closable or non-closable opening for the at least partial release of non-solidified component material at least in the region of the component layer formed. Furthermore, the device according to the invention comprises a control device, which is designed to control the radiation source such that a further melting and / or heating to a temperature greater than the solidus temperature of the component material and solidifying at least one edge contour of the at least one component layer by means of the high energy beam is carried out. An improved surface quality of the additively produced component region or component is made possible in accordance with the invention in that non-solidified powder particles of the component material, which are not fused with the contour or the surface of the component, are discharged via the opening (s) in the construction platform. These do not stand in the way of the subsequent, subsequent melting and / or reheating to a temperature greater than the solidus temperature of the component material and solidifying at least the edge contour of the at least one component layer by means of the high energy beam performed smoothing or revision in the way. There can be no further rough surfaces caused by excess powder particles. In the context of the present invention, the expression "designed to be" or "designed" is understood to mean not only a control device which has the fundamental property for carrying out the said steps, but which is specifically designed and set up, namely the steps mentioned above perform. By means of these additional steps according to the invention during the build-up process, the surface roughness of the respective component layer (s) and thereby of the component as a whole can be significantly reduced overall. The term "solidus temperature" is also understood to mean solidus temperature ranges of component materials, as they occur in particular with metal alloys. In principle, the device can comprise a controllable and / or controllable radiation source or a plurality of controllable and / or controllable radiation sources in order to generate the respectively required high-energy beams. Particular advantages arise when the device is designed to a method according to the first aspect of the invention perform. The resulting features and their advantages will become apparent from the description of the first aspect of the invention, advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
In vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese ein unterhalb der Bauplattform angeordnetes und ausgebildetes Werkstoffreservoir für den Bauteilwerkstoff. Zudem kann die Vorrichtung eine im Werkstoffreservoir angeordnete Hebe- und Senkvorrichtung umfassen. Durch das Werkstoffreservoir ist gewährleistet, dass nicht verfestigter Bauteilwerkstoff aufgefangen wird und einer Wiederaufbereitung zugänglich ist. Über die Hebe- und Senkvorrichtung besteht die Möglichkeit einerseits das nicht verbaute Werkstoffpulver mit einer definierten Geschwindigkeit aus dem Bereich der Bauplattform in das Werkstoffreservoir zu überführen. Des Weiteren kann der Bauteilwerkstoff aus dem Werkstoffreservoir über die Öffnung(en) auf die Bauplattform zumindest in dem Bereich der Aufbau- und Fügezone verbracht werden. In diesem Fall kann auf einen zusätzlichen Beschichter zum Aufbringen der Pulverschicht auf die Bauplattform verzichtet werden. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, dass die Vorrichtung einen Beschichter zum schichtweisen Auftrag der Pulverschicht umfasst. In advantageous embodiments of the device according to the invention, this comprises a material reservoir arranged underneath the construction platform and designed for the component material. In addition, the device may comprise a lifting and lowering device arranged in the material reservoir. The material reservoir ensures that non-solidified component material is collected and is accessible for reprocessing. On the one hand, it is possible via the lifting and lowering device to transfer the unincorporated material powder at a defined speed from the area of the construction platform into the material reservoir. Furthermore, the component material can be transported out of the material reservoir via the opening (s) onto the construction platform at least in the region of the assembly and joining zone. In this case, can be dispensed with an additional coater for applying the powder layer on the build platform. However, there is also the possibility that the device comprises a coater for coating the powder layer in layers.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese mindestens eine mechanische Glättvorrichtung und/oder mindestens eine Vibrationsvorrichtung und/oder mindestens eine Spülgaszuleitung und/oder eine zwischen dem Werkstoffreservoir und dem Beschichter oder einem weiteren Werkstoffreservoir verlaufende pulverleitende Verbindung auf. Die mechanische Glättvorrichtung sowie die Vibrationsvorrichtung dienen zum gleichmäßigen Auftrag und Glätten der jeweiligen auf die Bauplattform aufgetragenen Pulverschicht des Bauteilwerkstoffs. Bei der mechanischen Glättvorrichtung kann es sich dabei um einen Beschichter oder einen Rakel handeln. Als Vibrationsvorrichtung kann dabei eine Ultraschallvorrichtung vorgesehen sein. Diese und eine weitere Vibrationsvorrichtung kann auch zu einem Versetzen des Bauteilwerkstoffs in Schwingungen verwendet werden. Dies erleichtert das Ablassen des nicht verbauten Bauteilwerkstoffs durch die Öffnungen der Bauplattform. Hierfür kann auch ein Spülgas, insbesondere ein Inertgas, verwendet werden, das über die mindestens eine Spülgaszuleitung auf dem Bauteilwerkstoff gerichtet wird. Durch eine zwischen dem Werkstoffreservoir und dem Beschichter oder einem weiteren Werkstoffreservoir verlaufende pulverleitende Verbindung besteht die Möglichkeit, einen so genannten Pulverkreislauf in der Vorrichtung auszubilden. Dadurch kann nicht verfestigtes, das heißt nicht verbautes Werkstoffpulver für die Ausbildung weiterer Pulverschichten verwendet werden. In further advantageous embodiments of the device according to the invention, this has at least one mechanical smoothing device and / or at least one vibrating device and / or at least one purge gas supply line and / or a powder-conducting connection extending between the material reservoir and the coater or a further material reservoir. The mechanical smoothing device and the vibrating device are used for uniform application and smoothing of the respective powder layer of the component material applied to the construction platform. The mechanical smoothing device may be a coater or a squeegee. As a vibration device can be provided an ultrasonic device. This and another vibratory device may also be used to vibrate the component material. This facilitates the discharge of the uninstalled component material through the openings of the build platform. For this purpose, a purge gas, in particular an inert gas can be used, which is directed over the at least one purge gas supply line on the component material. By means of a powder-conducting connection running between the material reservoir and the coater or a further material reservoir, it is possible to form a so-called powder circuit in the device. As a result, non-solidified, that is not used, material powder can be used for the formation of further powder layers.
Des Weiteren kann eine Vorrichtung zur additiven Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine, umfassend mindestens eine Strahlungsquelle zum Erzeugen wenigstens eines Hochenergiestrahls, mittels welchem mindestens eine Pulverschicht eines Bauteilwerkstoffs im Bereich einer Aufbau- und Fügezone einer Bauplattform lokal zu wenigstens einer Bauteilschicht verfestigbar ist, als eigenständige Erfindung unabhängig von dem zweiten Erfindungsaspekt betrachtet werden und weist einen entsprechend eigenständigen erfinderischen Gehalt auf. Hierfür weist die Vorrichtung mindestens ein unterhalb der Bauplattform angeordnetes Werkstoffreservoir und mindestens eine in dem Werkstoffreservoir angeordnete Hebe- und Senkvorrichtung auf, wobei über mindestens eine in der Bauplattform verschließbar oder nicht-verschließbar ausgebildete Öffnung der pulverförmige Bauteilwerkstoff aus dem Werkstoffreservoir auf die Bauplattform zumindest in einen Bereich der Aufbau- und Fügezone verbringbar ist. Es besteht zudem die Möglichkeit, dass das Verbringen des Bauteilwerkstoffs auf die Bauplattform durch ein Spülgas, insbesondere ein Inertgas unterstützt oder gänzlich durchgeführt wird. Dazu wird ein Spülgasstrom derart eingestellt, dass er in und durch das Werkstoffreservoir in Richtung der Öffnung(en) der Bauteilplattform gerichtet ist. Über die mindestens eine Öffnung in der Bauplattform kann auch ein zumindest teilweises Ablassen von nicht verfestigtem Bauteilwerkstoff wenigstens im Bereich der gebildeten Bauteilschicht erfolgen. So kann nicht verfestigter Bauteilwerkstoff in dem Werkstoffreservoir aufgefangen und einer Wiederaufbereitung zugänglich gemacht werden. Über die Hebe- und Senkvorrichtung besteht die Möglichkeit das nicht verbaute Werkstoffpulver mit einer definierten Geschwindigkeit aus dem Bereich der Bauplattform in das Werkstoffreservoir oder umgekehrt auf die Bauteilplattform zu überführen. Zudem kann die Vorrichtung mindestens eine mechanische Glättvorrichtung und/oder mindestens eine Vibrationsvorrichtung und/oder mindestens eine Spülgaszuleitung und/oder eine zwischen dem Werkstoffreservoir und dem Beschichter oder einem weiteren Werkstoffreservoir verlaufende pulverleitende Verbindung aufweisen. Die mechanische Glättvorrichtung sowie die Vibrationsvorrichtung dienen zum gleichmäßigen Auftrag und Glätten der jeweiligen auf die Bauplattform aufgetragenen Pulverschicht des Bauteilwerkstoffs. Als Vibrationsvorrichtung kann dabei eine Ultraschallvorrichtung vorgesehen sein. Diese und eine weitere Vibrationsvorrichtung kann auch zu einem Versetzen des Bauteilwerkstoffs in Schwingungen verwendet werden. Dies erleichtert das Ablassen des nicht verbauten Bauteilwerkstoffs durch die Öffnungen der Bauplattform. Hierfür kann auch ein Spülgas, insbesondere ein Inertgas, verwendet werden, das über die mindestens eine Spülgaszuleitung auf dem Bauteilwerkstoff gerichtet wird. Durch eine zwischen dem Werkstoffreservoir und dem Beschichter oder einem weiteren Werkstoffreservoir verlaufende pulverleitende Verbindung besteht die Möglichkeit, einen so genannten Pulverkreislauf in der Vorrichtung auszubilden. Dadurch kann nicht verfestigtes, das heißt nicht verbautes Werkstoffpulver für die Ausbildung weiterer Pulverschichten verwendet werden. Furthermore, a device for the additive production of at least one component region of a component, in particular a component of a turbomachine comprising at least one radiation source for generating at least one high-energy beam, by means of which at least one powder layer of a component material in the region of a building and joining zone of a building platform locally to at least one Component layer is solidifiable, considered as an independent invention regardless of the second aspect of the invention and has a corresponding independent inventive content. For this purpose, the device has at least one arranged below the build platform material reservoir and at least one arranged in the material reservoir lifting and lowering device, at least one in the build platform closable or non-closable opening formed the powdered component material from the material reservoir on the build platform at least in one Area of the construction and joining zone can be brought. There is also the possibility that the transfer of the component material to the build platform is assisted or entirely carried out by a purge gas, in particular an inert gas. For this purpose, a purge gas stream is adjusted such that it is directed into and through the material reservoir in the direction of the opening (s) of the component platform. An at least partial discharge of non-solidified component material at least in the region of the formed component layer can also take place via the at least one opening in the construction platform. Thus, non-solidified component material can be collected in the material reservoir and made available for reprocessing. About the lifting and lowering device, it is possible to convert the unincorporated material powder with a defined speed of the construction platform in the material reservoir or vice versa on the component platform. In addition, the device may have at least one mechanical smoothing device and / or at least one vibrating device and / or at least one purge gas feed line and / or a powder-conducting connection extending between the material reservoir and the coater or a further material reservoir. The mechanical smoothing device and the vibrating device are used for uniform application and smoothing of the respective powder layer of the component material applied to the construction platform. As a vibration device can be provided an ultrasonic device. This and another vibratory device may also be used to vibrate the component material. This facilitates the discharge of the uninstalled component material through the openings of the build platform. For this purpose, a purge gas, in particular an inert gas can be used, which is directed over the at least one purge gas supply line on the component material. By means of a powder-conducting connection running between the material reservoir and the coater or a further material reservoir, it is possible to form a so-called powder circuit in the device. As a result, non-solidified, that is not used, material powder can be used for the formation of further powder layers.
Des Weiteren weist eine Bauplattform, wie sie im zweiten Aspekt der Erfindung als Teil einer Vorrichtung näher beschrieben worden ist, als Einzelelement einen eigenständigen erfinderischen Gehalt auf und als eigenständige Erfindung angesehen werden. Furthermore, a construction platform, as has been described in detail in the second aspect of the invention as part of a device, as an individual element on an independent inventive content and be considered as an independent invention.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Bauteil für eine Strömungsmaschine, insbesondere ein Verdichter- oder Turbinenbauteil, wobei eine hohe Oberflächenqualität des Bauteils erfindungsgemäß dadurch sichergestellt wird, dass dieses zumindest bereichsweise oder vollständig durch ein Verfahren gemäß dem ersten Erfindungsaspekt und/oder mittels einer Vorrichtung gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt erhalten ist. Die sich hieraus ergebenden Merkmale und deren Vorteile gehen aus der Beschreibung des ersten und zweiten Erfindungsaspekts hervor, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind. A third aspect of the invention relates to a component for a turbomachine, in particular a compressor or turbine component, wherein a high surface quality of the component is ensured according to the invention that this at least partially or completely by a method according to the first aspect of the invention and / or by means of a device according to obtained in the second aspect of the invention. The resulting features and advantages thereof will become apparent from the description of the first and second aspects of the invention, with advantageous embodiments of the first and second aspects of the invention to be regarded as advantageous embodiments of the third aspect of the invention and vice versa.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Dabei zeigt: Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations without the scope of the invention leave. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Showing:
Die Größe oder der Durchmesser der Öffnungen
Man erkennt, dass innerhalb der Bauplattform
Des Weiteren erkennt man, dass die Vorrichtung
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung
Aus
Aus der in
Auch in
Auf diese Weise werden glatte Oberflächen schon während des additiven Herstellungsverfahrens erzielt, so dass auf zusätzliche Nachbearbeitung vorteilhaft verzichtet werden kann. Zudem sind auch innere bzw. geschlossene Oberflächen unmittelbar zugänglich. Weitere Vorteile bestehen darin, dass jede Kontamination durch chemische Hilfsmittel oder sonstige Fremdmaterialien ausgeschlossen werden kann und kein Risiko hinsichtlich unerwünschten Materialabtrags (Maßhaltigkeit) besteht. Zudem ist die Festigkeit des resultierenden Bauteils vorteilhaft erhöht. In this way, smooth surfaces are already achieved during the additive manufacturing process, so that can be advantageously dispensed with additional post-processing. In addition, internal or closed surfaces are directly accessible. Further advantages are that any contamination by chemical aids or other foreign materials can be excluded and there is no risk of undesired material removal (dimensional stability). In addition, the strength of the resulting component is advantageously increased.
Nach der Bearbeitung der Oberflächen
Die in den Unterlagen angegebenen Parameterwerte zur Definition von Prozess- und Messbedingungen für die Charakterisierung von spezifischen Eigenschaften des Erfindungsgegenstands sind auch im Rahmen von Abweichungen – beispielsweise aufgrund von Messfehlern, Systemfehlern, DIN-Toleranzen und dergleichen – als vom Rahmen der Erfindung mitumfasst anzusehen. The parameter values given in the documents for the definition of process and measurement conditions for the characterization of specific properties of the subject invention are also to be regarded as included within the scope of deviations - for example due to measurement errors, system errors, DIN tolerances and the like.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Vorrichtung contraption
- 12 12
- Bauplattform building platform
- 14 14
- Seitenwand Side wall
- 16 16
- Seitenwand Side wall
- 18 18
- Öffnungen openings
- 20 20
- Hebe- und Senkmechanismus Lifting and lowering mechanism
- 22 22
- Bauteilwerkstoff Component material
- 24 24
- Bauteilschicht device layer
- 26 26
- Bauteil component
- 28 28
- Bewegungsrichtung movement direction
- 30 30
- Bewegungsrichtung movement direction
- 32 32
- Strahlungsquelle radiation source
- 34 34
- Laserstrahl laser beam
- 36 36
- Glättvorrichtung smoothing device
- 38 38
- Bauteilwerkstoff Component material
- 40 40
- Pulverschicht powder layer
- 42 42
- Bauteilkontur component contour
- 44 44
- Oberfläche surface
- 46 46
- Aufbau- und Fügezone Assembly and joining zone
- 48 48
- Werkstoffreservoir Material reservoir
Claims (15)
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108556344A (en) * | 2018-05-09 | 2018-09-21 | 苏州倍丰激光科技有限公司 | Guiding device |
WO2019120348A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | MTU Aero Engines AG | Method and device for cleaning partially produced components during generative production |
WO2019140468A1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Fill Gesellschaft M.B.H. | Method for unpacking a 3d printed part |
WO2020125837A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | MTU Aero Engines AG | Layering apparatus for the additive manufacture of at least one component region of a component, flow-guiding device for a layering apparatus, and method for operating a layering apparatus |
AT522156A4 (en) * | 2019-05-29 | 2020-09-15 | Progress Maschinen & Automation Ag | Printing platform for at least one three-dimensional component 3D-printed from at least one particulate material |
DE102019205587A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-22 | MTU Aero Engines AG | Layer construction method and layer construction device for the additive production of at least one wall of a component as well as a computer program product and storage medium |
FR3118430A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-01 | Centre Technique des Industries Mécaniques | Additive manufacturing method and installation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10158169B4 (en) * | 2001-11-28 | 2007-02-08 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Device for producing and / or processing components made of powder particles |
DE102010045850A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Mtu Aero Engines Gmbh | Generatively producing component, preferably turbomachine, comprises solidifying powder bed in section-wise manner by energy input, to form local melt bath in powder bed, and vibrating powder bed for releasing gas components |
US20150258744A1 (en) * | 2012-07-09 | 2015-09-17 | Exone Gmbh | Method and Device for Unpacking a Component |
-
2016
- 2016-06-01 DE DE102016209618.4A patent/DE102016209618A1/en not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-05-30 PL PL421749A patent/PL230204B1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10158169B4 (en) * | 2001-11-28 | 2007-02-08 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Device for producing and / or processing components made of powder particles |
DE102010045850A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Mtu Aero Engines Gmbh | Generatively producing component, preferably turbomachine, comprises solidifying powder bed in section-wise manner by energy input, to form local melt bath in powder bed, and vibrating powder bed for releasing gas components |
US20150258744A1 (en) * | 2012-07-09 | 2015-09-17 | Exone Gmbh | Method and Device for Unpacking a Component |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019120348A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | MTU Aero Engines AG | Method and device for cleaning partially produced components during generative production |
WO2019140468A1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Fill Gesellschaft M.B.H. | Method for unpacking a 3d printed part |
CN108556344A (en) * | 2018-05-09 | 2018-09-21 | 苏州倍丰激光科技有限公司 | Guiding device |
CN108556344B (en) * | 2018-05-09 | 2024-03-08 | 苏州倍丰智能科技有限公司 | Flow guiding device |
WO2020125837A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | MTU Aero Engines AG | Layering apparatus for the additive manufacture of at least one component region of a component, flow-guiding device for a layering apparatus, and method for operating a layering apparatus |
DE102019205587A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-22 | MTU Aero Engines AG | Layer construction method and layer construction device for the additive production of at least one wall of a component as well as a computer program product and storage medium |
AT522156A4 (en) * | 2019-05-29 | 2020-09-15 | Progress Maschinen & Automation Ag | Printing platform for at least one three-dimensional component 3D-printed from at least one particulate material |
AT522156B1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-09-15 | Progress Maschinen & Automation Ag | Printing platform for at least one three-dimensional component 3D-printed from at least one particulate material |
WO2020239315A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Progress Maschinenbau & Automation Ag | Printing platform for at least one three-dimensional component which is 3d-printed from at least one particle material |
FR3118430A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-01 | Centre Technique des Industries Mécaniques | Additive manufacturing method and installation |
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