DE102016213628A1

DE102016213628A1 - Vorrichtung zum additiven Fertigen mit optimierter Schutzgasströmung

Info

Publication number: DE102016213628A1
Application number: DE102016213628.3A
Authority: DE
Inventors: Katrin Friedberger; Alexander Ladewig; Joachim Bamberg
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2018-02-01
Also published as: PL422344A1; PL232979B1; PL233004B1; PL427552A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum additiven Fertigen von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, mit einer Prozesskammer (12), die von einem Gehäuse (14) umgeben ist, einer in der Prozesskammer (12) angeordneten, insbesondere absenkbaren Bauplatte (22), wobei auf der Bauplatte (22) ein herzustellender Gegenstand schichtweise mittels Laserbestrahlung eines Pulverbetts aufgebaut wird, wenigstens einem ersten Schutzgaseinlass (24), durch den Schutzgas laminar in die Prozesskammer (12) einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bauplatte (22), wenigstens einem zweiten Schutzgaseinlass (26), der oberhalb des ersten Schutzgaseinlasses (24) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen zweiten Schutzgasstrom zu erzeugen, um den laminaren Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses (24) in Richtung der Bauplatte (22) zu halten, wenigstens einer Absaugvorrichtung (28), die dazu eingerichtet ist, das eingeführte Schutzgas abzusaugen werden, wobei die Schutzgaseinlässe (24, 26) und die Absaugvorrichtung (28) bezogen auf die Bauplatte (22) auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der erste Schutzgaseinlass (24) oder/und der zweite Schutzgaseinlass (26) dazu eingerichtet ist, ein Strömungsprofil zu erzeugen, bei dem bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung in seitlichen Bereichen eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird als in einem zentralen Bereich der Bauplatte, um eine seitliche Führungsströmung bereitzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum additiven Fertigen von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, mit einer Prozesskammer, die von einem Gehäuse umgeben ist, einer in der Prozesskammer angeordneten, insbesondere absenkbaren Bauplatte, wobei auf der Bauplatte ein herzustellender Gegenstand schichtweise mittels Laserbestrahlung eines Pulverbetts aufgebaut wird, wenigstens einem ersten Schutzgaseinlass, durch den Schutzgas laminar in die Prozesskammer einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bauplatte, wenigstens einem zweiten Schutzgaseinlass, der oberhalb des ersten Schutzgaseinlasses angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen zweiten Schutzgasstrom zu erzeugen, um den laminaren Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses in Richtung der Bauplatte zu halten, wenigstens einer Absaugvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, das eingeführte Schutzgas abzusaugen, wobei die Schutzgaseinlässe und die Absaugvorrichtung bezogen auf die Bauplatte auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.
Bei einer Vorrichtung zum additiven Fertigen von Bauteilen, insbesondere bei Vorrichtungen zum selektiven Laserschmelzen, sind in einem hinteren Teil des Bauraums der erste und der zweite Schutzgaseinlass angeordnet. Dabei erzeugt der erste Schutzgaseinlass einen laminaren Schutzgasstrom entlang der Bauplatte bzw. des Pulverbetts. Der zweite Schutzgaseinlass, der oberhalb des ersten Schutzgaseinlasses angeordnet ist, dient dazu eine Verwirbelung bzw. ein Ausweichen der laminaren Schutzgasströmung nach oben zu verhindern bzw. zu vermindern. Den beiden Schutzgaseinlässen gegenüber, also in einem vorderen Bereich des Bauraums ist eine Absaugvorrichtung vorgesehen.
Seitlich der Bauplatte befindet sich auf der einen Seite eine sogenannte Dosierplattform, die als Pulverreservoir dient. Auf der anderen Seite befindet sich ein Überschussbehälter, in den beim schichtweisen Auftragen von Pulver auf der Bauplatte überschüssiges Pulver abgeführt wird. Oberhalb des Überschussbehälters ist in der Regel auch eine Parkposition für eine Beschichtungsvorrichtung vorgesehen, wobei die Beschichtungsvorrichtung zwecks Pulverauftrag auf der Bauplatte zwischen Überschussbehälter und Dosierplattform beweglich ist.
Es hat sich beim praktischen Einsatz derartiger Vorrichtung zum additiven Fertigen von Bauteilen gezeigt, dass insbesondere in den seitlichen Bereichen der Bauplatte Schutzgas aus dem eigentlichen Bauplattenbereich entweicht, insbesondere in Richtung der Dosierplattform und in Richtung des Überschussbehälters. Dieses Entweichen von Schutzgas führt insbesondere in den seitlich äußeren Bereichen der Bauplatte zu einer unerwünschten und nachteiligen Veränderung der Schutzgasströmung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum additiven Fertigen von Bauteilen bereitzustellen, mit der die Nachteile vermieden werden können.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass der erste Schutzgaseinlass oder/und der zweite Schutzgaseinlass dazu eingerichtet ist, ein Strömungsprofil zu erzeugen, bei dem bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung in seitlichen, insbesondere äußeren Bereichen der Bauplatte eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird als in einem zentralen Bereich der Bauplatte, um eine seitliche Führungsströmung bereitzustellen.
Durch eine Beschleunigung der Schutzgasströmung in seitlichen Bereichen der Bauplattform kann einem Ausweichen der Schutzgasströmung zur Seite hin entgegengewirkt werden. Somit kann die Menge an seitlich entweichendem Schutzgas reduziert werden, so dass auch in den seitlichen Bereichen der Bauplatte eine für die Herstellung von Bauteilen optimale Schutzgasströmung erzeugt werden kann.
Der erste Schutzgaseinlass kann mehrere nebeneinander angeordnete erste Düsen umfassen, die zur Erzeugung eines gewünschten Strömungsprofils einzeln oder gruppenweise steuerbar bzw. regelbar sind. Alternativ ist es auch denkbar, dass der erste Schutzgaseinlass derart konstruiert ist, dass seitlich eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit von Schutzgas erzeugt werden kann. Dies kann beispielsweise durch kleine Ausgangsöffnungen erreicht werden, wobei in einem zentralen Bereich des ersten Schutzgaseinlasses größere Ausgangsöffnungen vorgesehen sind. Ferner ist auch denkbar, dass die Ausgangsöffnungen als eine Art verstellbare Düsen ausgebildet sind, derart dass deren Strömungsquerschnitt oder/und deren Strömungsaustrittsrichtung einstellbar ist.
Der zweite Schutzgaseinlass kann zum ersten Schutzgaseinlass zentriert angeordnet sein, wobei der zweite Schutzgaseinlass das Schutzgas in unterschiedliche Richtungen ausströmen lässt. Der zweite Schutzgaseinlass weist dabei eine geringe Breite auf, die nur einem Teil der Breit der Bauplatte bzw. einem Teil der Breite des ersten Schutzgaseinlasses entspricht. Durch das Ausströmen von Schutzgas in unterschiedlichen Richtungen kann ausgehend vom zweiten Schutzgaseinlass das Schutzgas im gesamten Bauraum verteilt werden. Dieses Ausströmen in unterschiedliche Richtungen kann auch als fächerartiges Ausströmen bezeichnet werden.
Der zweite Schutzgaseinlass kann alternativ mehrere nebeneinander angeordnete zweite Düsen umfassen, die zur Erzeugung eines gewünschten Strömungsprofils einzeln oder gruppenweise steuerbar bzw. regelbar sind. Alternativ ist es auch denkbar, dass der zweite Schutzgaseinlass derart konstruiert ist, dass seitlich eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit von Schutzgas erzeugt werden kann. Dies kann beispielsweise durch kleine Ausgangsöffnungen erreicht werden, wobei in einem zentralen Bereich des zweiten Schutzgaseinlasses größere Ausgangsöffnungen vorgesehen sind. Ferner ist auch denkbar, dass die Ausgangsöffnungen als eine Art verstellbare Düsen ausgebildet sind, derart dass deren Strömungsquerschnitt oder/und deren Strömungsaustrittsrichtung einstellbar ist.
Dabei kann der zweite Schutzgaseinlass eine Breite aufweisen, die im Wesentlichen der Breite der Bauplatte oder der Breite des ersten Schutzgaseinlasses entspricht. Ist der zweite Schutzgaseinlasse im Wesentlichen gleich breit wie der erste Schutzgaseinlass, gibt es für beide Schutzgaseinlässe bezogen auf eine Draufsicht ein gemeinsame Hauptströmungsrichtung.
An einem seitlichen Bereich der Bauplatte kann wenigstens eine Gebläsevorrichtung vorgesehen sein. Mittels einer solchen Gebläsevorrichtung kann dem Entweichen von Schutzgas entgegengewirkt werden. Dabei kann die Gebläsevorrichtung beispielsweise auf der Seite der Dosierplattform oder/und auf der Seite des Überschussbehälters angeordnet sein.
Die Gebläsevorrichtung kann insbesondere so ausgerichtet sein, dass sie zu einer Hauptströmungsrichtung von Schutzgas des ersten Schutzgaseinlasses einen geneigten Fluidstrom erzeugt. Durch einen geneigten Fluidstrom können die Verwirbelung an den Übergängen zwischen den verschiedenen Strömungen reduziert werden.
Die obige Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt dadurch gelöst, dass bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung von Schutzgas an einem seitlichen, insbesondere äußeren Bereich der Bauplatte wenigstens eine Gebläsevorrichtung vorgesehen ist, um eine seitliche Führungsströmung bereitzustellen. Alleine mittels einer solchen Gebläsevorrichtung kann dem Entweichen von Schutzgas entgegengewirkt werden. Dabei kann die Gebläsevorrichtung beispielsweise auf der Seite der Dosierplattform oder/und auf der Seite des Überschussbehälters angeordnet sein. Wird eine solche Gebläsevorrichtung eingesetzt kann eventuell auf eine oben beschriebene konstruktive oder/und steuerungstechnische Anpassung der beiden Schutzgaseinlässe verzichtet werden.
Die Gebläsevorrichtung kann so ausgerichtet sein, dass sie zu einer Hauptströmungsrichtung von Schutzgas des ersten Schutzgaseinlasses einen geneigten Fluidstrom erzeugt. Durch einen geneigten Fluidstrom können, wie bereits oben erwähnt, die Verwirbelung an den Übergängen zwischen den verschiedenen Strömungen reduziert werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur additiven Fertigung von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, bei dem durch wiederholtes Auftragen von Pulver in einem Pulverbett und selektivem Schmelzen von Pulvermaterial ein Bauteil schichtweise hergestellt wird, umfassend die Schritte:
Erzeugen eines ersten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines ersten Schutzgaseinlasses, wobei der erste Schutzgasstrom laminar in eine Prozesskammer einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu ein im Prozessraum angeordneten Bauplatte,
Erzeugen eines zweiten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines zweiten Schutzgaseinlasses, wobei der zweite Schutzgasstrom oberhalb des ersten Schutzgasstroms erzeugt wird, um den laminaren ersten Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses (24) in Richtung der Bauplatte zu halten,
Absaugen von eingeführtem Schutzgas mittels wenigstens einer Absaugvorrichtung, wobei erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, dass
mittels des ersten Schutzgaseinlasses oder/und des zweiten Schutzgaseinlasses ein Strömungsprofil erzeugt wird, bei dem bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung in seitlichen, insbesondere äußeren Bereichen der Bauplatte eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird als in einem zentralen Bereich der Bauplatte, um eine seitliche Führungsströmung bereitzustellen.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein alternatives Verfahren zur additiven Fertigung von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, bei dem durch wiederholtes Auftragen von Pulver in einem Pulverbett und selektivem Schmelzen von Pulvermaterial ein Bauteil schichtweise hergestellt wird, umfassend die Schritte:
Erzeugen eines ersten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines ersten Schutzgaseinlasses, wobei der erste Schutzgasstrom laminar in eine Prozesskammer einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu ein im Prozessraum angeordneten Bauplatte,
Erzeugen eines zweiten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines zweiten Schutzgaseinlasses, wobei der zweite Schutzgasstrom oberhalb des ersten Schutzgasstroms erzeugt wird, um den laminaren ersten Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses (24) in Richtung der Bauplatte zu halten,
Absaugen von eingeführtem Schutzgas mittels wenigstens einer Absaugvorrichtung, wobei erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, dass
bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung von Schutzgas an einem seitlichen, insbesondere äußeren Bereich der Bauplatte mittels wenigstens einer Gebläsevorrichtung eine seitliche Führungsströmung erzeugt wird. Durch die hier vorgeschlagenen Konzepte einer Vorrichtung zur additiven Fertigung von Bauteilen und entsprechenden Verfahren kann der Schutzgasstrom im Bauraum, insbesondere in einem Bereich nahe der Bauplatte gleichmäßiger gemacht werden. Einem seitlichen Aufweiten des ersten Schutzgasstromes und somit einem seitlichen Entweichen von Schutzgas aus dem Bauraum kann entgegengewirkt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beispielhaft und nicht einschränkend beschrieben.
1 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer bekannten Vorrichtung zur additiven Fertigung in einer Draufsicht (1A) und einer Frontansicht (1B).
2 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Eine bekannte Vorrichtung 10 zum additiven Fertigen von Bauteilen, insbesondere eine Vorrichtung zum selektiven Laserschmelzen, ist stark vereinfacht und schematisch in der 1 dargestellt, wobei 1A) eine Draufsicht und 1B) eine Frontansicht ist.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Prozesskammer 12, die auch als Bauraum bezeichnet werden kann und die von einem Gehäuse 14 umgeben ist. In 1A) ist rechts von der Prozesskammer 12 eine Dosierplattform 16 dargestellt und links ein Überschussbehälter 18 mit einer Dosiervorrichtung 20 in ihrer Parkstellung. Die Prozesskammer 12 umfasst in bekannter Weise eine absenkbare, nicht im Detail dargestellte Bauplatte 22.
In einem hinteren Bereich der Prozesskammer 12 ist ein erster Schutzgaseinlass 24 vorgesehen. Ebenfalls im hinteren Bereich der Prozesskammer 12 und oberhalb des ersten Schutzgaseinlasses 24 ist ein zweiter Schutzgaseinlass 26 angeordnet. Durch den ersten Schutzgaseinlass 24 wird eine durch gestrichelte Pfeile angedeutete laminare Strömung (erster Schutzgasstrom) erzeugt. Dieser erste Schutzgasstrom bewegt sich im Wesentlichen parallel zur Bauplatte von hinten nach vorne durch die Prozesskammer. In einem vorderen Bereich der Prozesskammer 12 ist entsprechend eine Absaugvorrichtung 28 vorgesehen, die dazu dient, Schutzgas und beim additiven Fertigen entstehende Prozessgase abzusaugen. Der zweite Schutzgaseinlass 26 gibt einen zweiten Schutzgasstrom ab, der durch die durchgezogenen Pfeile angedeutet ist. Der zweite Schutzgasstrom strömt von oben in Richtung des ersten Schutzgasstroms, so dass ein Verwirbeln bzw. Ausweichen des ersten Schutzgasstroms nach oben vermindert oder verhindert werden kann.
Es hat sich gezeigt, das mit einer solchen bekannten Ausgestaltung in seitlichen Bereichen der Prozesskammer 12 Bereiche 30 entstehen, die schraffiert dargestellt sind, in denen die Strömungsverhältnisse von Schutzgas nicht mehr optimal sind. Insbesondere entweicht in diesen seitlichen Bereichen 30 Schutzgas seitlich weg in Richtung der Dosierplattform 16 und in Richtung des Überschussbehälters 18.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 10. Bei dieser Vorrichtung ist der erste Schutzgaseinlass 24 strukturell oder/und steuerungstechnisch so konfiguriert, dass die Strömungsgeschwindigkeit von Schutzgas im mittleren Bereich der Prozesskammer geringer ist als in den beiden seitlichen Bereichen. Die höhere Geschwindigkeit in den seitlichen Bereichen ist durch die dickeren gestrichelten Pfeile angedeutet. Durch eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit in den seitlichen Bereichen des ersten Schutzgasstroms kann das seitliche Entweichen von Schutzgas reduziert werden. Der durch den zweiten Schutzgaseinlass 26 erzeugte zweite Schutzgasstrom ist bei dieser Ausführungsform ähnlich bzw. gleich wie in der 1. Das Erreichen von unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten im ersten Schutzgasstrom kann beispielsweise durch eine Anpassung der Dimensionen von einzelnen Austrittsöffnungen (nicht dargestellt) des ersten Schutzgaseinlasses erreicht werden. Denkbar ist ferner, dass der erste Schutzgaseinlass 24 mehrere einzeln steuerbare bzw. regelbare Austrittsöffnungen bzw. Düsen hat.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 10 mit einem veränderten zweiten Schutzgaseinlass 126. Der Schutzgaseinlass 126 weist eine größere Breite auf als in der ersten Ausführungsform. Dabei kann der zweite Schutzgaseinlass 126 im Wesentlich gleich breit sein wie der erste Schutzgaseinlass 24 oder etwas weniger breit. Der durch den zweiten Schutzgaseinlass erzeugte zweite Schutzgasstrom (durchgezogene Pfeile) weist in der Draufsicht eine im Wesentlichen gleiche Hauptströmungsrichtung auf wie der erste Schutzgasstrom (gestrichelte Pfeile) des ersten Schutzgaseinlasses. Ferner kann bei dieser Ausführungsform auch daran gedacht werden, die Strömungsgeschwindigkeit im zweiten Schutzgasstrom einstellbar zu machen, derart, dass die Strömungsgeschwindigkeit in den seitlichen Bereichen etwas größer ist als in einem zentralen Bereich. Hierdurch kann ebenfalls das Entweichen von Schutzgas des ersten Schutzgasstroms verringert werden.
Bei den Ausführungsformen der 2 und 3 können der erste Schutzgaseinlass 24 oder/und der zweite Schutzgaseinlass 126 mehrere nebeneinander angeordnete erste bzw. zweite Düsen umfassen, die zur Erzeugung eines gewünschten Strömungsprofils einzeln oder gruppenweise steuerbar bzw. regelbar sind.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform, die in Bezug auf den ersten Schutzgaseinlass 24 und den zweiten Schutzgaseinlass 26 im Wesentlichen gleich ausgestaltet ist, wie in der 1. Um ein seitliches Entweichen von Schutzgas zu verringern oder zu vermeiden, weist die Vorrichtung 10 in dieser Ausführungsform wenigstens eine Gebläsevorrichtung 40 auf. Die Geblsevorrichtung 40 erzeugt einen Fluidstrom, der dem Entweichen von Schutzgas aus der Prozesskammer 12 entgegenwirkt. Dabei kann entlang der seitlichen Bereiche der Prozesskammer 12 eine Gebläsevorrichtung 40 oder mehrere Gebläsevorrichtungen vorgesehen sein. In der 4 ist die Gebläsevorrichtung beispielhaft im Bereich der Dosierplattfrom 16 angedeutet. Zusätzlich kann wenigstens eine weitere Gebläsevorrichtung auch auf der anderen Seite der Prozesskammer 12 im Bereich des Überschussbehälters 18 angeordnet werden. Die Gebläsevorrichtung 40 ist insbesondere einer Hauptströmungsrichtung des ersten Schutzgasstroms (durchgezogene Pfeile) einen geneigten Fluidstrom erzeugt. Hierdurch können Verwirbelung an den Übergängen zwischen den verschiedenen Strömungen reduziert werden.
Alle drei Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4 sind dazu eingerichtet, ein seitliches Entweichen von Schutzgas des ersten Schutzgasstroms zu reduzieren bzw. zu verhindern. Es ist klar, dass zur Umsetzung der gewünschten Strömungsverhältnisse für den ersten Schutzgasstrom, den zweiten Schutzgasstrom, den Fluidstrom des oder der Gebläse(s), sowie für das Absaugen, eine Steuereinheit für die Vorrichtung 10 vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, entsprechende Pumpvorrichtungen für Schutzgas und dergleichen anzusteuern.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier in den drei Ausführungsformen einzeln beschriebenen Konzepte auch beliebig miteinander kombiniert werden können. So kann beispielsweise ein Gebläse 40 auch bei den Ausführungsformen gemäß 2 und 3 vorgesehen sein. Ferner kann ein zweiter Schutzgaseinlass 126 der 3 auch mit einem Schutzgaseinlass 24 der 2 kombiniert werden. Durch gezielte Maßnahmen in Bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit oder/und Strömungsrichtung kann somit ein seitliches Entweichen von Schutzgas weitgehend verhindert werden, so dass auch in den seitlichen Bereichen 30 (1) die gewünschten Strömungsverhältnisse erreicht werden können.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung zum additiven Fertigen
12: Prozesskammer / Bauraum
14: Gehäuse
16: Dosierplattform
18: Überschussbehälter
20: Dosiervorrichtung
22: Bauplatte
24: erster Schutzgaseinlass
26, 126: zweiter Schutzgaseinlass
28: Absaugvorrichtung
30: seitlicher Bereich
40: Gebläsevorrichtung

Claims

Vorrichtung (10) zum additiven Fertigen von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, mit einer Prozesskammer (12), die von einem Gehäuse (14) umgeben ist, einer in der Prozesskammer (12) angeordneten, insbesondere absenkbaren Bauplatte (22), wobei auf der Bauplatte (22) ein herzustellender Gegenstand schichtweise mittels Laserbestrahlung eines Pulverbetts aufgebaut wird, wenigstens einem ersten Schutzgaseinlass (24), durch den Schutzgas laminar in die Prozesskammer (12) einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bauplatte (22), wenigstens einem zweiten Schutzgaseinlass (26), der oberhalb des ersten Schutzgaseinlasses (24) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen zweiten Schutzgasstrom zu erzeugen, um den laminaren Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses (24) in Richtung der Bauplatte (22) zu halten, wenigstens einer Absaugvorrichtung (28), die dazu eingerichtet ist, das eingeführte Schutzgas abzusaugen, wobei die Schutzgaseinlässe (24, 26) und die Absaugvorrichtung (28) bezogen auf die Bauplatte (22) auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schutzgaseinlass (24) oder/und der zweite Schutzgaseinlass (26) dazu eingerichtet ist, ein Strömungsprofil zu erzeugen, bei dem bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung in seitlichen, insbesondere äußeren Bereichen (30) der Bauplatte (22) eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird als in einem zentralen Bereich der Bauplatte (22), um eine seitliche Führungsströmung bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schutzgaseinlass (24) mehrere nebeneinander angeordnete erste Düsen umfasst, die zur Erzeugung eines gewünschten Strömungsprofils einzeln oder gruppenweise steuerbar bzw. regelbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzgaseinlass (26) zum ersten Schutzgaseinlass (24) zentriert angeordnet ist, wobei der zweite Schutzgaseinlass (26) das Schutzgas in unterschiedliche Richtungen ausströmen lässt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzgaseinlass (26) mehrere nebeneinander angeordnete zweite Düsen umfasst, die zur Erzeugung eines gewünschten Strömungsprofils einzeln oder gruppenweise steuerbar bzw. regelbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzgaseinlass (126) eine Breite aufweist, die im Wesentlichen der Breite der Bauplatte (22) oder der Breite des ersten Schutzgaseinlasses (24) entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem seitlichen Bereich (30) der Bauplatte (22) wenigstens eine Gebläsevorrichtung (40) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläsevorrichtung (40) so ausgerichtet ist, dass sie zu einer Hauptströmungsrichtung von Schutzgas des ersten Schutzgaseinlasses einen geneigten Fluidstrom erzeugt.
Vorrichtung zum additiven Fertigung von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, mit einer Prozesskammer (12), die von einem Gehäuse (14) umgeben ist, einer in der Prozesskammer (12) angeordneten, insbesondere absenkbaren Bauplatte (22), wobei auf der Bauplatte (22) ein herzustellender Gegenstand schichtweise mittels Laserbestrahlung eines Pulverbetts aufgebaut wird, wenigstens einem ersten Schutzgaseinlass (24), durch den Schutzgas laminar in die Prozesskammer (12) einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bauplatte (22), wenigstens einem zweiten Schutzgaseinlass (26), der oberhalb des ersten Schutzgaseinlasses (24) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen zweiten Schutzgasstrom zu erzeugen, um den laminaren Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses (24) in Richtung der Bauplatte (22) zu halten, wenigstens einer Absaugvorrichtung (28), die dazu eingerichtet ist, das eingeführte Schutzgas abzusaugen, wobei die Schutzgaseinlässe (24, 26) und die Absaugvorrichtung (28) bezogen auf die Bauplatte (22) auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung von Schutzgas an einem seitlichen, insbesondere äußeren Bereich (30) der Bauplatte (22) wenigstens eine Gebläsevorrichtung (40) vorgesehen ist, um eine seitliche Führungsströmung bereitszustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläsevorrichtung (40) so ausgerichtet ist, dass sie zu einer Hauptströmungsrichtung von Schutzgas des ersten Schutzgaseinlasses einen geneigten Fluidstrom erzeugt.
Verfahren zur additiven Fertigung von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, bei dem durch wiederholtes Auftragen von Pulver in einem Pulverbett und selektivem Schmelzen von Pulvermaterial ein Bauteil schichtweise hergestellt wird, umfassend die Schritte: Erzeugen eines ersten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines ersten Schutzgaseinlasses (24), wobei der erste Schutzgasstrom laminar in eine Prozesskammer (12) einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu ein im Prozessraum angeordneten Bauplatte (22), Erzeugen eines zweiten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines zweiten Schutzgaseinlasses (26), wobei der zweite Schutzgasstrom oberhalb des ersten Schutzgasstroms erzeugt wird, um den laminaren ersten Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses (24) in Richtung der Bauplatte (22) zu halten, Absaugen von eingeführtem Schutzgas mittels wenigstens einer Absaugvorrichtung (28), dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten Schutzgaseinlasses (24) oder/und des zweiten Schutzgaseinlasses (26) ein Strömungsprofil erzeugt wird, bei dem bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung in seitlichen, insbesondere äußeren Bereichen (30) der Bauplatte (22) eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird als in einem zentralen Bereich der Bauplatte (22), um eine seitliche Führungsströmung bereitzustellen.
Verfahren zur additiven Fertigung von Bauteilen, insbesondere zum selektiven Laserschmelzen, bei dem durch wiederholtes Auftragen von Pulver in einem Pulverbett und selektivem Schmelzen von Pulvermaterial ein Bauteil schichtweise hergestellt wird, umfassend die Schritte: Erzeugen eines ersten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines ersten Schutzgaseinlasses (24), wobei der erste Schutzgasstrom laminar in eine Prozesskammer (12) einströmt, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu ein im Prozessraum angeordneten Bauplatte (22), Erzeugen eines zweiten laminaren Schutzgasstroms mittels wenigstens eines zweiten Schutzgaseinlasses (26), wobei der zweite Schutzgasstrom oberhalb des ersten Schutzgasstroms erzeugt wird, um den laminaren ersten Schutzgasstrom des ersten Schutzgaseinlasses (24) in Richtung der Bauplatte (22) zu halten, Absaugen von eingeführtem Schutzgas mittels wenigstens einer Absaugvorrichtung (28), dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf eine Querrichtung zur Hauptströmungsrichtung von Schutzgas an einem seitlichen, insbesondere äußeren Bereich (30) der Bauplatte (22) mittels wenigstens einer Gebläsevorrichtung (40) eine seitliche Führungsströmung erzeugt wird.