DE102016214249A1 - Device for the generative production of a three-dimensional body in a powder bed - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Körpers in einem Pulverbett mit einem Fertigungsbereich, der eine absenkbare Oberfläche, auf der das Pulverbett angeordnet ist, aufweist, und mindestens einem Rakel zur Förderung und zum gleichmäßigen Verteilen eines pulverförmigen Werkstoffs auf der Oberfläche. Der mindestens eine Rakel ist um eine Rotationsachse bewegbar, die senkrecht zur Oberfläche des Pulverbetts ausgerichtet ist, und seine Länge entspricht mindestens dem größten Abstand von der Rotationsachse bis zum Rand des Fertigungsbereichs. An dem mindestens einen Rakel sind Düsen zum Aufbringen des pulverförmigen Werkstoffs auf die Oberfläche des Pulverbetts ausgebildet. Weiterhin sind an der Vorrichtung eine Einrichtung zum Zuführen von pulverförmigem Werkstoff in den mindestens einen Rakel und zu den Düsen, und eine Einrichtung zur Ausführung einer Rotationsbewegung des mindestens einen Rakels über die Oberfläche des Pulverbetts, und eine Einrichtung, mit der mindestens ein Energiestrahl auf die Oberfläche des Pulverbetts gerichtet und dessen Brennfleck zweidimensional bewegbar ist, angeordnet.Apparatus for the generative production of a three-dimensional body in a powder bed with a manufacturing area, which has a lowerable surface, on which the powder bed is arranged, and at least one doctor blade for conveying and evenly distributing a powdery material on the surface. The at least one squeegee is movable about an axis of rotation which is oriented perpendicular to the surface of the powder bed, and its length corresponds at least to the greatest distance from the axis of rotation to the edge of the production area. On the at least one doctor blade nozzles are formed for applying the powdery material to the surface of the powder bed. Furthermore, on the device, a device for supplying powdery material in the at least one doctor blade and to the nozzles, and means for performing a rotational movement of the at least one doctor blade over the surface of the powder bed, and a device, with the at least one energy beam on the Directed surface of the powder bed and the focal spot is two-dimensionally movable, arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Körpers in einem Pulverbett.The invention relates to a device for the generative production of a three-dimensional body in a powder bed.

Bei Verfahren zur generativen Fertigung in einem Pulverbett, beispielsweise durch Selektives Laserschmelzen (SLM) oder Elektronenstrahlschmelzen (EBM), wird ein pulverförmiger Werkstoff mittels Rakel auf eine Plattform in einem Fertigungsbereich aufgetragen oder mittels Düsen auf die Plattform aufgebracht und mit einem Abstreifer gleichmäßig auf der Plattform verteilt. Anschließend wird das Pulverbett entlang einer vorgegebenen Geometrie mit einem Energiestrahl bestrahlt und dabei in den bestrahlten Bereichen aufgeschmolzen oder gesintert. Vor jedem Aufbringen einer neuen Schicht wird die Plattform um die Dicke einer Schicht abgesenkt. Weitere Schichten des pulverförmigen Werkstoffs werden aufgebracht und entlang einer vorgegebenen Geometrie mit mindestens einem Energiestrahl bestrahlt, bis der gewünschte dreidimensionale Körper ausgebildet ist.In generative manufacturing processes in a powder bed, such as Selective Laser Melting (SLM) or Electron Beam Melting (EBM), a powdered material is knife coated onto a platform in a manufacturing area, or jetted onto the platform and scrapered evenly on the platform distributed. Subsequently, the powder bed is irradiated along a predetermined geometry with an energy beam and thereby melted or sintered in the irradiated areas. Before applying a new layer, the platform is lowered by the thickness of one layer. Further layers of the powdery material are applied and irradiated along a predetermined geometry with at least one energy beam until the desired three-dimensional body is formed.

Die Prozessgeschwindigkeit bei derartigen Verfahren, die mit bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden, hängt vor allem vom Pulverauftrag und der Bestrahlung der Oberfläche des Pulverbetts ab. So kann eine Bestrahlung der Oberfläche des Pulverbetts nur erfolgen, wenn der der Pulverauftrag für die jeweilige Schicht abgeschlossen ist. Dadurch ist das Verfahren relativ langsam.The process speed in such processes, which are carried out with known devices, mainly depends on the powder application and the irradiation of the surface of the powder bed. Thus, irradiation of the surface of the powder bed can only take place when the powder application for the respective layer has been completed. This makes the process relatively slow.

Ein weiterer Nachteil bekannter Vorrichtungen ist, dass bei der Verwendung verschiedener pulverförmiger Werkstoffe zur gezielten Ausbildung verschiedener Eigenschaften in dem herzustellenden dreidimensionalen Körper die Pulverzuführung aufwändig zu leeren und anschließend neu zu befüllen ist, bevor der Rakel mit einem anderen Werkstoffgenutzt werden kann. Das senkt die ohnehin niedrige Arbeitsgeschwindigkeit und Produktivität weiter ab.Another disadvantage of known devices is that when using different powdered materials for targeted formation of various properties in the produced three-dimensional body, the powder feed is consuming to empty and then refilled before the doctor can be used with another material. This further reduces the already low working speed and productivity.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der dreidimensionale Körper mittels generativer Fertigung im Pulverbett mit einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit und Produktivität herstellbar sind.It is therefore an object of the invention to provide a device with which three-dimensional body can be produced by means of generative production in the powder bed with a higher operating speed and productivity.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den untergeordneten Ansprüchen dargestellt.The object is achieved with a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments are shown in the subordinate claims.

Eine Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Körpers in einem Pulverbett weist einen Fertigungsbereich mit einer absenkbaren Oberfläche auf. Auf der absenkbaren Oberfläche wird ein Pulverbett angeordnet. Jeweils vor dem Aufbringen einer neuen Schicht pulverförmigen Werkstoffs wird die absenkbare Oberfläche um eine eingestellte Schichtdicke, die in der Regel der Dicke der vorab ausgebildeten Schicht entspricht, abgesenkt.An apparatus for the additive production of a three-dimensional body in a powder bed has a production area with a lowerable surface. A powder bed is placed on the lowerable surface. Each time prior to the application of a new layer of pulverulent material, the lowerable surface is lowered by a set layer thickness, which generally corresponds to the thickness of the previously formed layer.

Weiter weist die Vorrichtung mindestens einen Rakel zur Förderung eines pulverförmigen Werkstoffs auf die absenkbare Oberfläche der Fertigungsbereichs auf, mit dem der pulverförmige Werkstoff auch gleichmäßig auf der Fläche verteilt wird.Furthermore, the device has at least one doctor blade for conveying a pulverulent material onto the lowerable surface of the production area, with which the pulverulent material is also distributed uniformly over the surface.

Der mindestens eine Rakel ist um eine Rotationsachse, die senkrecht zur Oberfläche des Pulverbetts ausgerichtet ist, bewegbar. Die Länge des Rakels entspricht mindestens dem längsten Abstand zwischen der Rotationsachse und dem Rand des Fertigungsbereichs, so dass der mindestens eine Rakel bei seiner Rotationsbewegung um die Rotationsachse jeden Punkt der Oberfläche des Pulverbetts überstreicht. Durch die rotierende Bewegung des mindestens einen Rakels über die Oberfläche des Pulverbetts wird der aufgebrachte pulverförmige Werkstoff gleichmäßig auf der Oberfläche des Pulverbetts verteilt und überschüssiger pulverförmiger Werkstoff von der Oberfläche des Pulverbetts herunter geschoben.The at least one doctor blade is movable about an axis of rotation, which is oriented perpendicular to the surface of the powder bed. The length of the doctor blade corresponds at least to the longest distance between the rotation axis and the edge of the production area, so that the at least one doctor blade sweeps over each point of the surface of the powder bed during its rotational movement about the axis of rotation. As a result of the rotating movement of the at least one doctor blade over the surface of the powder bed, the applied powdered material is uniformly distributed on the surface of the powder bed and excess powdered material is pushed down from the surface of the powder bed.

An dem mindestens einen Rakel sind Düsen angeordnet, mittels derer der pulverförmige Werkstoff auf die Oberfläche des Pulverbetts aufgebracht wird.On the at least one doctor blade nozzles are arranged, by means of which the powdery material is applied to the surface of the powder bed.

Weiterhin sind an der Vorrichtung auch eine Einrichtung zum Zuführen von pulverförmigem Werkstoff zu dem mindestens einen Rakel und zu den Düsen, sowie eine Einrichtung zur Ausführung der Rotationsbewegung des mindestens einen Rakels über die Oberfläche des Pulverbetts angeordnet. Eine Einrichtung zur Ausführung der Rotationsbewegung kann ein elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betriebener Antrieb sein.Furthermore, a device for supplying powdered material to the at least one doctor blade and to the nozzles, and a device for carrying out the rotational movement of the at least one doctor blade over the surface of the powder bed are also arranged on the device. A device for carrying out the rotational movement can be an electrically, pneumatically or hydraulically operated drive.

Die Vorrichtung weist auch eine Einrichtung, mit der mindestens ein Energiestrahl auf die Oberfläche des Pulverbetts gerichtet und dessen Brennfleck zweidimensional über die Oberfläche des Pulverbetts bewegbar ist, auf. Mit dem Energiestrahl wird der pulverförmige Werkstoff entlang einer vorgebbaren Geometrie aufgeschmolzen oder gesintert.The apparatus also includes means for directing at least one energy beam toward the surface of the powder bed and having its focal spot two-dimensionally movable across the surface of the powder bed. With the energy beam of the powdery material is melted or sintered along a predetermined geometry.

Die Fläche der Oberfläche zum Aufbringen des pulverförmigen Werkstoffs kann eine beliebige geometrische Form aufweisen. Bevorzugt ist sie rund, quadratisch oder rechteckig.The surface of the surface for applying the powdery material may have any geometric shape. Preferably, it is round, square or rectangular.

Der mindestens eine Energiestrahl kann ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl sein. Die Steuerung des mindestens Energiestrahls sollte dabei so abgestimmt sein, dass der mindestens eine Energiestrahl nicht auf den mindestens einen Rakel trifft. Erfindungsgemäß wird der Bereich in Rotationsrichtung nach dem mindestens einen Rakel mit dem mindestens einen Energiestrahl bestrahlt, ohne dass die Rotationsbewegung des Rakels unterbrochen werden muss.The at least one energy beam may be a laser beam or an electron beam. The control of the at least energy beam should be adjusted so that the at least one energy beam does not hit the at least one doctor blade. According to the invention, the area is in the direction of rotation after the at least one doctor blade irradiated with the at least one energy beam, without the rotational movement of the doctor must be interrupted.

In dem mindestens einen Rakel kann eine mechanische Werkstoffzuführung, insbesondere eine Förderschnecke, und/oder eine pneumatische Zuführung für den pulverförmigen Werkstoff zu den Düsen des mindestens einen Rakels ausgebildet sein. Es kann auch eine Förderung des Pulvers durch peristaltische Verformung der Zuführungsleitung erreicht werden. Dabei sollte durch die Düsen vorteilhafterweise in einem Bereich nahe der Rotationsachse weniger pulverförmiger Werkstoff auf die Oberfläche des Pulverbetts abgegeben werden als in randnahen Bereichen. Dies kann beispielsweise durch einen größeren Abstand der Düsen voneinander an dem mindestens einen Rakel im Bereich der Rotationachse erreicht werden.A mechanical material feed, in particular a feed screw, and / or a pneumatic feed for the powdery material to the nozzles of the at least one doctor blade can be formed in the at least one doctor blade. It can also be achieved a promotion of the powder by peristaltic deformation of the supply line. It should be given by the nozzles advantageously in a region near the axis of rotation less powdery material on the surface of the powder bed than in near-edge areas. This can be achieved for example by a greater distance of the nozzles from each other on the at least one doctor blade in the region of the axis of rotation.

Über der Oberfläche des Fertigungsbereichs können mehrere Rakel angeordnet sein. Diesen Rakeln können verschiedene pulverförmige Werkstoffe und/oder pulverförmige Werkstoffe mit unterschiedlichen mittleren Partikelgrößenbereichen zugeführt und von diesen auf die Oberfläche des Pulverbetts aufgebracht werden. Damit kann eine aufwändige Reinigung der Rakel bei einem Wechsel des aufzubringenden Werkstoffs entfallen.Several squeegees can be arranged above the surface of the production area. Various types of pulverulent materials and / or pulverulent materials having different average particle size ranges can be supplied to these doctor blades and applied by them to the surface of the powder bed. This can be a costly cleaning of the doctor omitted in a change of the applied material.

Der mindestens eine Rakel kann mehrere Arme, die von der Rotationsachse ausgehen, aufweisen. Diese Ausführungsvariante erlaubt das Aufbringen eines pulverförmigen Werkstoffs in verschiedenen Bereichen des Pulverbetts zur gleichen Zeit und damit eine Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit. Es können auch unterschiedliche pulverförmige Werkstoffe zu den Armen eines Rakels geführt werden.The at least one squeegee may have a plurality of arms extending from the axis of rotation. This embodiment allows the application of a powdery material in different areas of the powder bed at the same time and thus an increase in the operating speed. It can also be performed different powdered materials to the arms of a doctor blade.

Die Rotationsachse für die Bewegung des mindestens einen Rakels kann außermittig angeordnet sein, so dass auch dreidimensionale Körper ohne einen Hohlraum im Bereich der Rotationsachse ausgebildet werden können.The axis of rotation for the movement of the at least one doctor blade can be arranged off-center, so that three-dimensional bodies can be formed without a cavity in the region of the axis of rotation.

Die Rotationsbewegung des mindestens einen Rakels kann durch die Einrichtung zur Ausführung dieser Rotationsbewegung von der Rotationsachse aus erfolgen. In einer Alternative kann die Einrichtung zur Ausführung dieser Rotationsbewegung so eingerichtet sein, dass die Rotationsbewegung vom Rand des Fertigungsbereichs erfolgt. Dazu kann beispielsweise bei einem Fertigungsbereich mit einer kreisförmigen Grundfläche eine Führung, wie z. B. eine Schiene, umlaufend auf dem äußeren Rand des Fertigungsbereichs und oberhalb der Oberfläche des Pulverbetts angeordnet sein. Der mindestens eine Rakel sollte so angeordnet werden, dass er auf zwei sich gegenüberliegenden Punkten der Führung verschieblich gelagert ist, so dass er bei Ausführung einer rotierenden Bewegung jeden Punkt der Oberfläche des Pulverbetts überstreicht. Die Einrichtung zum Ausführen der Rotationsbewegung des mindestens einen Rakels kann den mindestens einen Rakel an mindestens einem der Auflagepunkte entlang der Führung bewegen. In einer Alternative kann der Rakel mit der Führung an den Stirnseiten des Rakels fest verbunden sein und zum Erreichen einer Rotationsbewegung von einer ortsfest angeordneten Einrichtung zum Ausführen der Rotationsbewegung die Führung zusammen mit befestigten mindestens einen Rakel über dem Fertigungsbereich rotierend bewegt werden.The rotational movement of the at least one doctor blade can be effected by the device for carrying out this rotational movement from the axis of rotation. In an alternative, the means for performing this rotational movement may be arranged so that the rotational movement takes place from the edge of the production area. For this example, in a manufacturing area with a circular base a guide, such. As a rail, circumferentially disposed on the outer edge of the manufacturing area and above the surface of the powder bed. The at least one squeegee should be arranged to be slidably mounted on two opposite points of the guide so that it sweeps over each point of the surface of the powder bed when a rotational movement is made. The means for carrying out the rotational movement of the at least one doctor blade can move the at least one doctor blade at at least one of the support points along the guide. Alternatively, the squeegee may be fixedly connected to the guide at the end faces of the squeegee and, in order to achieve rotational movement from a fixed means for effecting rotational movement, the guide may be rotated along with attached at least one squeegee above the manufacturing area.

Es können weitere Funktionselemente angeordnet sein, die um die Rotationsachse rotieren. Beispielsweise kann eine Einrichtung zum lokalen Vorwärmen des pulverförmigen Werkstoffs, bevorzugt mittels Infrarotstrahlung oder Induktion, angeordnet sein. Durch das lokale Vorwärmen des Pulverbetts kann das Aufschmelzen oder Sintern des pulverförmigen Werkstoffs durch die Bestrahlung mit dem Energiestrahl schneller erreicht werden.It can be arranged further functional elements which rotate about the axis of rotation. For example, a device for local preheating of the powdery material, preferably by means of infrared radiation or induction, may be arranged. By locally preheating the powder bed, the melting or sintering of the powdered material can be achieved more quickly by the irradiation with the energy beam.

Alternativ oder gleichzeitig kann ein Abstreifer um die Rotationsachse rotierend angeordnet sein, so dass er dem mindestens einen Rakel nachläuft und den aufgebrachten pulverförmigen Werkstoff glatt streicht. Durch die damit erreichbare ebene Oberfläche kann eine höhere Fertigungsgenauigkeit erzielt werden.Alternatively or simultaneously, a scraper may be arranged to rotate about the axis of rotation, so that it runs after the at least one doctor blade and smoothes the applied powdery material. Due to the achievable flat surface higher manufacturing accuracy can be achieved.

Der Fertigungsbereich kann in mehrere Arbeitsbereiche unterteilt werden, in denen gleichzeitig dreidimensionale Körper herstellbar sind. Damit kann in kürzerer Zeit eine höhere Anzahl dreidimensionaler Körper hergestellt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn mehrere Energiestrahlen zur Bestrahlung des pulverförmigen Werkstoffs eingesetzt werden. Dies erhöht die Arbeitsgeschwindigkeit und die Produktivität weiter.The manufacturing area can be divided into several work areas in which three-dimensional bodies can be produced at the same time. This can be made in a shorter time a higher number of three-dimensional body. It is particularly advantageous if several energy beams are used for irradiation of the powdery material. This further increases the working speed and the productivity.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein kontinuierlicher Werkstoffauftrag auf die Oberfläche eines Pulverbetts erfolgen. In Rotationsrichtung unmittelbar nach dem mindestens einen Rakel kann die Oberfläche des Pulverbetts mit mindestens einem Energiestrahl bestrahlt werden und eine weitere Schicht pulverförmigen Werkstoffs aufgebracht werden. Eine Unterbrechung oder ein Abschluss eines einzelnen Prozessschritts zur Durchführung eines nächsten ist nicht notwendig, d. h. der Pulverauftrag muss nicht für die Bestrahlung des Werkstoffs unterbrochen werden und umgekehrt.With a device according to the invention, a continuous application of material can take place on the surface of a powder bed. In the direction of rotation immediately after the at least one doctor blade, the surface of the powder bed can be irradiated with at least one energy beam and another layer of pulverulent material can be applied. An interruption or completion of a single process step to carry out a next one is not necessary, i. H. the powder application need not be interrupted for the irradiation of the material and vice versa.

Durch eine Ausbildung der Vorrichtung mit mehreren Rakeln oder Rakelarmen kann lagenweise oder innerhalb einer Lage ein Wechsel des pulverförmigen Werkstoffs erfolgen, so dass die Materialeigenschaften des herzustellenden Körpers gezielt beeinflusst werden können.By forming the device with a plurality of doctor blades or doctor arms, the powdered material can be changed in layers or within one layer so that the material properties of the body to be produced can be influenced in a targeted manner.

Nachfolgend soll die Vorrichtung an Beispielen näher erläutert werden.Below, the device will be explained in more detail by examples.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, und 1 an exemplary embodiment of a device according to the invention in a perspective view, and

2 eine weitere beispielhafte Ausführungsform mit einem herzustellenden Körper in einer Draufsicht. 2 a further exemplary embodiment with a body to be produced in a plan view.

In 1 ist ein Fertigungsbereich 1 mit einer absenkbaren Oberfläche 2 dargestellt. Die Grundfläche des Fertigungsbereichs 1 und der absenkbaren Oberfläche 2 ist rechteckig. Auf der absenkbaren Oberfläche 2 wird ein Pulverbett aus pulverförmigem Werkstoff aufgebracht.In 1 is a manufacturing area 1 with a lowerable surface 2 shown. The footprint of the manufacturing area 1 and the lowerable surface 2 is rectangular. On the lowerable surface 2 a powder bed of powdery material is applied.

Mittig auf und senkrecht zu der Oberfläche 2 ist die Rotationsachse 4 angeordnet, um die ein Rakel 3 in Richtung des Pfeils 6 rotiert. Die Länge des Rakels 3 entspricht dabei dem Abstand von der Rotationsachse 4 bis zu den Ecken des Fertigungsbereichs 1, so dass jeder Punkt auf der Oberfläche des Pulverbetts überstrichen wird.Center on and perpendicular to the surface 2 is the axis of rotation 4 arranged to be a squeegee 3 in the direction of the arrow 6 rotates. The length of the squeegee 3 corresponds to the distance from the axis of rotation 4 to the corners of the manufacturing area 1 so that every dot on the surface of the powder bed is swept over.

An dem Rakel 3 sind Düsen zum Aufbringen eines pulverförmigen Werkstoffs auf die Oberfläche des Pulverbetts ausgebildet. Über eine Vorrichtung 7 zum Zuführen von pulverförmigem Werkstoff wird pulverförmiger Werkstoff dem Rakel 3 zugeführt und durch eine in dem Rakel 3 ausgebildete Förderschnecke zu den Düsen gefördert. Dabei wird in einem Bereich nahe der Rotationsachse 4 weniger pulverförmiger Werkstoff auf die Oberfläche des Pulverbetts aufgebracht, als in den Randbereichen des Fertigungsbereichs 1, um eine gleichmäßige Dicke der aufgebrachten Schicht zu gewährleisten. Dies wird durch einen größeren Abstand der Düsen voneinander im Bereich der Rotationachse 4 als am außenliegenden Bereich des Rakels 3 erreicht. Der Rakel 3 ist außerdem so ausgebildet, dass der Werkstoff beim Aufbringen auf die Oberfläche des Pulverbetts gleichmäßig verteilt wird.On the squeegee 3 nozzles for applying a powdery material are formed on the surface of the powder bed. About a device 7 For supplying powdery material powder material is the squeegee 3 fed and by a in the squeegee 3 trained screw conveyed to the nozzles. This is done in a region near the axis of rotation 4 less powdered material is applied to the surface of the powder bed than in the peripheral areas of the manufacturing area 1 to ensure a uniform thickness of the applied layer. This is achieved by a greater distance of the nozzles from each other in the area of the axis of rotation 4 as at the outer area of the squeegee 3 reached. The squeegee 3 is also designed so that the material is evenly distributed during application to the surface of the powder bed.

Ein elektrisch betriebener Antrieb ist als Einrichtung 8 zum Ausführen einer Rotationsbewegung an der Rotationsachse 4 angeordnet und rotiert den Rakel 3 um die Rotationsachse 4.An electrically operated drive is as a device 8th for performing a rotational movement on the rotation axis 4 arranged and rotates the squeegee 3 around the axis of rotation 4 ,

In Rotationsrichtung 6 nach dem Rakel wird mittels einer Einrichtung, mit der ein Laser- oder Elektronenstrahl auf die Oberfläche des Pulverbetts gerichtet und dessen Brennfleck zweidimensional bewegt werden kann (nicht in der Figur gezeigt), der Werkstoff durch zweidimensionale Auslenkung des Laser- oder Elektronenstrahls entlang einer vorgegebenen Geometrie bestrahlt, so dass er in dem bestrahlten Bereich aufschmilzt oder sintert. Der Laser- oder Elektronenstrahl wird dabei so geführt, dass er nicht auf den Rakel 3 trifft.In the direction of rotation 6 After the squeegee is by means of a device with which a laser or electron beam directed onto the surface of the powder bed and the focal spot can be moved two-dimensionally (not shown in the figure), the material by two-dimensional deflection of the laser or electron beam along a predetermined geometry irradiated so that it melts or sinters in the irradiated area. The laser or electron beam is guided so that it does not touch the squeegee 3 meets.

Mit dem Aufbringen weiterer Schichten wird die absenkbare Oberfläche 2 jeweils um die Schichtdicke der zuvor aufgebrachten Pulverschicht abgesenkt.With the application of further layers is the lowerable surface 2 each lowered by the layer thickness of the previously applied powder layer.

In 2 ist in einer Draufsicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Auf einen Fertigungsbereich 1 mit kreisförmiger Grundfläche und mit einer absenkbaren Oberfläche 2 wird ein Pulverbett aus einem pulverförmigen Werkstoff aufgebracht. Der Werkstoff wird dem Rakel 3 mittels einer Einrichtung 7 zur Zuführung des pulverförmigen Werkstoffs zu dem Rakel 3 zugeführt. In dem Rakel 3 ist eine pneumatische Zuführung zur Förderung des Werkstoffs zu den in dem Rakel 3 ausgebildeten Düsen ausgebildet. Die Länge des Rakels 3 ist größer als der Radius des Fertigungsbereiches. Der Rakel wird wie im Beispiel zu 1 von einem elektrisch betriebener Antrieb um die Rotationsachse 4 rotiert, um den pulverförmigen Werkstoff gleichmäßig als eine Schicht auf der Oberfläche des Pulverbetts aufzubringen und zu verteilen.In 2 is shown in a plan view, another embodiment of a device according to the invention. On a production area 1 with a circular base and a lowerable surface 2 a powder bed of a powdery material is applied. The material becomes the squeegee 3 by means of a device 7 for supplying the powdery material to the doctor blade 3 fed. In the squeegee 3 is a pneumatic feeder for conveying the material to those in the doctor blade 3 formed trained nozzles. The length of the squeegee 3 is greater than the radius of the production area. The squeegee becomes like in the example too 1 from an electrically operated drive about the axis of rotation 4 rotated to uniformly apply and distribute the powdery material as a layer on the surface of the powder bed.

In Rotationsrichtung 6 nach dem Rakel wird mit einem Laser- oder Elektronenstrahl strahl der pulverförmige Werkstoff bestrahlt, so dass er aufschmilzt oder sintert. Durch das Aufbringen weiterer Schichten und deren Bestrahlung entlang einer vorgebbaren Geometrie, wobei die absenkbare Oberfläche nach jeder Schicht um die Dicke einer Schicht abgesenkt wird, wird der dreidimensionale Körper 5 gebildet.In the direction of rotation 6 After the doctor blade with a laser or electron beam of the powdered material is irradiated so that it melts or sinters. By applying further layers and their irradiation along a predeterminable geometry, wherein the lowerable surface is lowered after each layer by the thickness of a layer, the three-dimensional body 5 educated.

Claims (10)

Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Körpers (5) in einem Pulverbett mit einem Fertigungsbereich (1), der eine absenkbare Oberfläche (2), auf der das Pulverbett angeordnet ist, aufweist, und mindestens einem Rakel (3) zur Förderung und zum gleichmäßigen Verteilen eines pulverförmigen Werkstoffs auf der Oberfläche (2), der um eine Rotationsachse (4) bewegbar ist, die senkrecht zur Oberfläche (2) des Pulverbetts ausgerichtet ist, und dessen Länge mindestens dem größten Abstand von der Rotationsachse (4) bis zum Rand des Fertigungsbereichs (1) entspricht, und an dem Düsen zum Aufbringen des pulverförmigen Werkstoffs auf die Oberfläche des Pulverbetts ausgebildet sind, und einer Einrichtung (7) zum Zuführen von pulverförmigem Werkstoff in den mindestens einen Rakel (3) und zu den Düsen, und einer Einrichtung (8) zur Ausführung einer Rotationsbewegung des mindestens einen Rakels (3) über die Oberfläche des Pulverbetts, und einer Einrichtung, mit der mindestens ein Energiestrahl auf die Oberfläche des Pulverbetts gerichtet und dessen Brennfleck zweidimensional bewegbar ist.Device for the additive production of a three-dimensional body ( 5 ) in a powder bed with a production area ( 1 ), which has a lowerable surface ( 2 ), on which the powder bed is arranged, and at least one doctor blade ( 3 ) for conveying and evenly distributing a powdery material on the surface ( 2 ) around a rotation axis ( 4 ) which is perpendicular to the surface ( 2 ) of the powder bed, and whose length is at least the greatest distance from the axis of rotation ( 4 ) to the edge of the manufacturing area ( 1 ), and are formed on the nozzle for applying the powdery material to the surface of the powder bed, and a facility ( 7 ) for feeding powdered material into the at least one doctor blade ( 3 ) and to the nozzles, and a device ( 8th ) for performing a rotational movement of the at least one doctor blade ( 3 ) over the surface of the powder bed, and a device with which at least one energy beam is directed onto the surface of the powder bed and whose focal spot is two-dimensionally movable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Energiestrahl ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one energy beam is a laser beam or an electron beam. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des mindestens einen Energiestrahls so abgestimmt ist, dass der mindestens eine Energiestrahl nicht auf den mindestens einen Rakel (3) auftrifft.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the at least one energy beam is tuned so that the at least one energy beam is not on the at least one doctor blade ( 3 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Rakel (3) eine mechanische Werkstoffzuführung, insbesondere eine Förderschnecke, und/oder eine pneumatische Zuführung zur Förderung des pulverförmigen Werkstoffs zu den Düsen des Rakels (3) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the at least one doctor blade ( 3 ) a mechanical material supply, in particular a screw conveyor, and / or a pneumatic supply for conveying the powdery material to the nozzles of the doctor blade ( 3 ) is trained. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rakel (3) über der Oberfläche (2) des Fertigungsbereichs (1) angeordnet sind und mit den Rakeln (3) verschiedene pulverförmige Werkstoffe und/oder pulverförmige Werkstoffe mit verschiedenen mittleren Partikelgrößenbereichen auf die Oberfläche des Pulverbetts aufbringbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of squeegees ( 3 ) above the surface ( 2 ) of the manufacturing area ( 1 ) are arranged and with the doctor blades ( 3 ) Various powdery materials and / or powdery materials with different average particle size ranges can be applied to the surface of the powder bed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rakel (3) mehrere Arme ausgehend von der Rotationsachse aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one doctor blade ( 3 ) has a plurality of arms starting from the axis of rotation. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Ausführung einer Rotationsbewegung des mindestens einen Rakels (3) so eingerichtet ist, dass der mindestens eine Rakel (3) vom Rand des Fertigungsbereichs (1) aus bewegbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 8th ) for performing a rotational movement of the at least one doctor blade ( 3 ) is arranged so that the at least one squeegee ( 3 ) from the edge of the production area ( 1 ) is movable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um die Rotationsachse (4) rotierend eine Einrichtung zum lokalen Vorwärmen des pulverförmigen Werkstoffs, bevorzugt mittels Infrarotstrahlung oder Induktion, und/oder ein Abstreifer angeordnet ist/sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that about the axis of rotation ( 4 ) Rotary means for local preheating of the powdery material, preferably by means of infrared radiation or induction, and / or a scraper is / are arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fertigungsbereich (1) in mindestens zwei Arbeitsbereiche teilbar ist und gleichzeitig in jedem Arbeitsbereich dreidimensionale Körper (5) herstellbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the production area ( 1 ) is divisible into at least two work areas and at the same time in each work area three-dimensional body ( 5 ) can be produced. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (4) des Rakels (3) in einem Abstand zum Mittel- oder Flächenschwerpunkt des Fertigungsbereichs (1) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation ( 4 ) of the doctor blade ( 3 ) at a distance to the center or centroid of the manufacturing area ( 1 ) is arranged.
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