DE102017010474A1

DE102017010474A1 - Vorrichtung zur Herstellung und Oberflächenbearbeitung eines dreidimensionalen Objekts

Info

Publication number: DE102017010474A1
Application number: DE102017010474.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Wolf; Andreas Lohner
Original assignee: O R LASERTECHNOLOGIE GmbH; OR Lasertechnologie GmbH
Current assignee: O R LASERTECHNOLOGIE GmbH; OR Lasertechnologie GmbH
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-05-16
Also published as: EP3706937A1; US20210178486A1; WO2019091794A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung 100 zur Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, verfestigbaren und pulverförmigen Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Prozesskammer 200, einer an oder wenigstens teilweise innerhalb der Prozesskammer 200 angeordneten ersten Trägervorrichtung 300 mit einem höhenverstellbaren Träger zum Tragen der Gegenstände und/oder des Aufbaumaterials, eine Bestrahlungsvorrichtung 400 zum Bestrahlen von Schichten des Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt der Gegenstände entsprechenden Stellen, eine Schichtpräparierungseinrichtung 500 zum Präparieren einer Schicht des Aufbaumaterials auf den Träger oder auf der jeweils zuletzt aufgetragenen und/oder bestrahlten Schicht, eine Bearbeitungseinrichtung 600 zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials, wobei die Bearbeitungseinrichtung 600 so ausgebildet ist, dass die mechanische Bearbeitung des verfestigten Aufbaumaterials wenigstens teilweise in umgebenden unverfestigten Aufbaumaterial erfolgt. Die Vorrichtung ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung 600 wenigstens teilweise beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung 500 angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, verfestigbaren und pulverförmigen Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen. Die Vorrichtung umfasst eine Prozesskammer, eine innerhalb der Prozesskammer angeordnete Trägervorrichtung mit einem höhenverstellbaren Träger zum Tragen der Gegenstände und/oder des Aufbaumaterials, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von Schichten des Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt der Gegenstände entsprechenden Stellen, eine Schichtpräparierungseinrichtung zum Präparieren einer Schicht des Aufbaumaterials auf den Träger oder auf der jeweils zuletzt aufgetragenen und/oder bestrahlten Schicht, eine Bearbeitungseinrichtung zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials, wobei die Bearbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass die mechanische Bearbeitung des verfestigten Aufbaumaterials wenigstens teilweise in umgebenden unverfestigtem Aufbaumaterial erfolgt.
Herstellungsprozesse von dreidimensionalen Gegenständen mittels Laserstrahlung, welche auch unter den Synonymen selektives Laserschmelzen, selektives Lasersintern oder auch selektives Pulverschmelzen bekannt sind, finden in den letzten Jahren immer stärkere Anwendung und Aufmerksamkeit. Das Erzeugen der Objekte basiert dabei im Wesentlichen auf dem folgenden Prinzip: Der herzustellende dreidimensionale Gegenstand wird nach Maßgabe von digitalen Konstruktionsdaten, CAD-Daten, schichtweise aus einem pulverförmigen Aufbaumaterial aufgebaut. Dazu wird zunächst die Konstruktionsdatei in für den Herstellungsprozess geeignete Schichten zerlegt und anschließend das Aufbaumaterial entsprechend einem der jeweiligen Schicht zugeordneten Querschnittsmuster des Gegenstandes mittels ortsselektivem Bestrahlen verfestigt bzw. verschmolzen. Die Ablenkung des Laserstrahls erfolgt dabei mittels einer Strahlablenkungseinrichtung, wobei die Steuerung dieser Strahlablenkungseinrichtung wiederum mittels einer Steuereinrichtung auf der Basis geometrischer Beschreibungsdaten des herzustellenden Gegenstandes erfolgt. Der Laserstrahl zeichnet auf der zuletzt präparierten Aufbaumaterialschicht das dieser Schicht zugeordnete Querschnittsmuster des Gegenstandes, um das Aufbaumaterial dem Querschnittsmuster entsprechend selektiv zu verschmelzen. Nach einem solchen Bestrahlungsschritt erfolgt im Weiteren die Präparation der nächsten Schicht aus unverfestigtem Aufbaumaterial auf der zuletzt selektiv verschmolzenen Schicht mittels einer Schichtpräparierungseinrichtung. Dazu fährt die Schichtpräparierungseinrichtung über die Oberfläche des Trägers oder die letzte Pulverschicht und verteilt darauf das Pulver gleichmäßig. Für eine einfachere Nomenklatur wird die Oberfläche des Trägers, auf der die Pulverschichten aufgetragen und somit die Gegenstände erzeugt werden, als Baufläche bezeichnet. Nach Ausbildung einer glatten Pulverschicht erfolgt wieder ein Bestrahlungsschritt in der vorstehend erläuterten Weise. Durch sukzessives Wiederholen dieser Schritte entsteht somit Schicht für Schicht der, wobei die aufeinander folgend hergestellten Querschnittsschichten des Gegenstandes so miteinander verschmolzen sind, dass sie aneinanderhaften.
Als Aufbaumaterialien können diverse Metalle verwendet werden, wie beispielsweise Stahl, Edelstahl, Aluminium, Titan, Gold, Tantal. Auch keramisches Werkstoffpulver oder Polymere können bei derartigen Herstellungsprozessen eingesetzt werden. Ferner sind mit der Methode des selektiven Laserschmelzens nahezu alle erdenklichen Formen von Gegenständen herstellbar, wodurch sie für die Herstellung von kompliziert geformten Maschinenelementen, Prothesen, Schmuckstücken oder dergleichen prädestiniert ist.
Die jeweilige Einstellung des Schichtniveaus relativ zur Strahlungsquelle bzw. zur Strahlablenkungseinrichtung erfolgt normalerweise mittels Absenken eines Trägers, der einen Bestandteil einer Trägervorrichtung bildet, auf der der Gegenstand schichtweise aufgebaut wird. Beim selektiven Laserschmelzen erfolgt das Bestrahlen des eingesetzten pulverförmigen Aufbaumaterials üblicherweise unter Schutzgasatmosphäre. Diese Schutzgasatmosphäre dient zur Unterdrückung von Oxidationen und wird beispielsweise aus Argon oder Stickstoff gebildet. Dabei wird der Prozessraum während des Herstellungsprozesses kontinuierlich mit Schutzgas gespült, indem an einer Seite des Prozessraums Schutzgas eingelassen wird, welches an der gegenüberliegenden Prozessraumgehäuseseite wieder abgesaugt wird. Das abgesaugte Schutzgas kann in einem Kreislauf dem Prozessraum wieder zugeführt werden.
Der Ursprung einer Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen, die auf dem voran geschilderten Verfahren des selektiven Lasersinterns basiert, ist in den Arbeiten von Carl Deckard zu sehen und aus der US 4,863,538 beziehungsweise der US 5,155,324 bekannt.
Nachteilig an diesen Vorrichtungen ist jedoch, dass die geometrische Genauigkeit und Qualität der hergestellten Gegenstände, sowohl von dem Laserstrahldurchmesser, als auch von dem verwendeten Material sowie den eingestellten Prozessparametern abhängen. Diese Parameter können jedoch lediglich in einem gewissen Prozessfenster variiert werden, so dass der Oberflächenqualität, insbesondere der Oberflächenrauhigkeit, sowie der geometrischen Genauigkeit Grenzen gesetzt sind. Etwaige Möglichkeiten zur Verbesserung dieser Limitierungen werden aus den Schriften jedoch nicht bekannt.
Zur Analyse der Qualität der hergestellten Gegenstände ist aus der EP 2 598 313 B1 ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils mittels Laserschmelzverfahren bekannt, bei dem der durch einen Energieeintrag erzeugte Schmelzbereich mittels einer Sensorvorrichtung erfasst wird und daraus Sensorwerte zur Evaluierung der jeweiligen Bauteilqualität hergleitet werden. Das Verfahren ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die zur Evaluierung der Bauteilqualität erfassten Sensorwerte zusammen mit den die Sensor-Werte im Bauteil lokalisierenden Koordinatenwerten abgespeichert und mittels einer Visualisierungseinrichtung in zwei- und/oder mehrdimensionalen Darstellung bezogen auf ihren Erfassungsort im Bauteil dargestellt werden.
Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass zwar eine Möglichkeit zur Evaluierung der Gegenstandsqualität, jedoch keine weiteren Informationen bezüglich der konkreten Verbesserung der Oberflächenqualität der Gegenstände gegeben wird.
Eine konkrete Erfindung zur Verbesserung der Geometrie der herzustellenden Gegenstände ist aus der EP 1 439 050 B1 bekannt. Während des Bestrahlungsvorgangs kann es durch Unregelmäßigkeiten in der Schichtpräparation zu vertikalen Vorsprüngen verfestigtem Aufbaumaterials kommen. Diese Vorsprünge beeinflussen die nachfolgende Schichtpräparation und damit auch Geometrie und Homogenität des kompletten herzustellenden Gegenstands. In der EP 1 439 050 B1 wird zur Lösung dieses Problems eine Schichtpräparierungseinrichtung offenbart, die eine Abscherklinge aufweist, mit der diese Vorsprünge während des nachfolgenden Schichtpräparierungsvorgangs abgeschert und die Homogenität und Qualität der einzelnen Schichten des Gegenstands verbessert wird.
Nachteilig an dieser Erfindung ist jedoch, dass die erzeugten Schichten des verfestigten Aufbaumaterials lediglich in vertikaler Richtung, und somit lediglich die Schichtdicke, und nicht die den Gegenstand umfängliche Geometrie bearbeitbar ist.
Aus der EP 1 289 736 B2 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Bearbeitungsvorrichtung zum mechanischen Feinbearbeiten von im wesentlich vertikalen Flächen aufweist. Mittels einer derartigen zusätzlichen Bearbeitungsvorrichtung wird es ermöglicht, den herzustellenden Gegenstand umfänglich zu bearbeiten und somit dessen Oberflächenqualität signifikant zu verbessern.
Nachteilig an dieser Erfindung ist jedoch, dass das zusätzliche Bearbeitungswerkzeug als völlig eigenständiges mechanisches Bauteil innerhalb der Prozesskammer ausgebildet ist. Dies führt zu einem erheblichen Konstruktions- und Wartungsaufwand bei gleichzeitig erhöhten Produktionskosten. Weiterführende Informationen bezüglich konkreter Ausführungsformen oder der mechanischen Lagerung des Bearbeitungswerkzeugs gehen aus der EP 1 289 736 B2 jedoch nicht hervor.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin die Nachteile des Stands der Technik zumindest zu verringern und insbesondere die geometrische Form und/oder Oberflächenqualität der hergestellten Gegenstände zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, verfestigbaren und pulverförmigen Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen, umfassend: eine Prozesskammer, einer innerhalb der Prozesskammer angeordneten Trägervorrichtung mit einem höhenverstellbaren Träger zum Tragen der Gegenstände und/oder des Aufbaumaterials, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von Schichten des Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt der Gegenstände entsprechenden Stellen, eine Schichtpräparierungseinrichtung zum Präparieren einer Schicht des Aufbaumaterials auf den Träger oder auf der jeweils zuletzt aufgetragenen und/oder bestrahlten Schicht, eine Bearbeitungseinrichtung zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials, wobei die Bearbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass die mechanische Bearbeitung des verfestigten Aufbaumaterials wenigstens teilweise in umgebenden unverfestigten Aufbaumaterials erfolgt. Die Vorrichtung ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung an der Schichtpräparierungseinrichtung beweglich angeordnet ist.
Die Schichtpräparierungseinrichtung ist für eine Präparation der Pulverschichten beweglich innerhalb der Prozesskammer angeordnet. Insbesondere ist die Schichtpräparierungseinrichtung in einer Ebene parallel zu Oberfläche des Trägers, auf der die Objekte aufgebaut werden, nämlich der Baufläche, beweglich angeordnet. Folglich ist die Schichtpräparierungseinrichtung mit einer Antriebseinheit verbunden oder weist selber eine solche auf.
Für eine mechanische Bearbeitung des herzustellenden oder hergestellten Gegenstands ist es notwendig, dass die Bearbeitungsvorrichtung wenigstens teilweise in einer Ebene parallel zu der Baufläche bewegbar ist. Die Koordinaten eines Punktes oder eines Objekts innerhalb einer Ebene können mittels zwei Koordinatensystemen beschrieben werden. So erfolgt beispielsweise in einem kartesischen Koordinatensystem die Ortsangabe über die Abszisse x und Ordinate y, während in einem Koordinatensystem mit Polarkoordinaten die Position durch den Abstand von einem vorgegebenen festen Punkt r und den Winkel α zu einer festen Richtung festgelegt wird. Die Beschreibung einer Bewegung erfolgt in beiden Koordinatensystemen mittels zwei Bewegungskomponenten aus der Differenz zwischen der jeweiligen End- und Anfangsposition.
Ist die Bearbeitungseinrichtung an der Schichtpräparierungseinrichtung angeordnet, so wird es ermöglicht, dass bereits eine Bewegungskomponente für die Bewegung der Bearbeitungseinrichtung mittels Bewegung der Schichtpräparierungseinrichtung realisierbar ist. Eine zusätzliche Antriebseinheit für eine erste Bewegungskomponente der Bearbeitungseinrichtung ist somit nicht notwendig. Mittels der beweglichen Anordnung der Bearbeitungsvorrichtung wird schließlich die zweite Bewegungskomponente realisiert. Die Bewegung der Bearbeitungsvorrichtung entlang der Schichtpräparierungseinrichtung sowie die Bewegung der Schichtpräparierungseinrichtung führt zur Realisierung beider Bewegungskomponenten, so dass die Bearbeitungseinrichtung in einer Ebene parallel zur Baufläche bewegbar ist.
Eine derartige Anordnung der Bearbeitungseinrichtung ermöglicht somit eine deutliche Reduktion des Konstruktions- und Wartungsaufwands bei gleichzeitig verbesserter Präzision der Bearbeitungseinrichtung. Durch die Einsparung von wenigstens einer Antriebseinheit kann das System kostengünstiger, kompakter sowie wartungsunanfälliger hergestellt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials eine Fräsvorrichtung aufweist.
Fräsvorrichtungen ermöglichen eine präzise, effiziente und kostengünstige spanende Bearbeitung des wenigstens teilweise hergestellten Objekts. Des Weiteren sind Fräser seit Jahrzehnten bekannte Bearbeitungsmittel, mit deren Umgang intensive Erfahrungen bestehen.
Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung eine Fräsvorrichtung aufweist, wobei die Fräsvorrichtung einen Fräskopf und einen Fräskörper aufweist und der Fräskopf lösbar an dem Fräskörper befestigbar ist.
Eine derartige Ausführungsform ermöglicht einen schnellen und kostengünstigen Wechsel des Fräskopfes. Dies ist insbesondere bei auftretendem Verschleiß des Fräskopfes oder geänderte Fräsanforderungen, wie beispielsweise anderes Aufbaumaterial, notwendig.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform weist die Bearbeitungseinrichtung eine Antriebseinheit auf, wobei die Antriebseinheit an der Schichtpräparierungseinrichtung angeordnet ist.
Mittels der Antriebseinheit kann die zweite Bewegungskomponente realisiert und elektrisch gesteuert umgesetzt werden. Eine derartige Ausführungsform bedingt den Vorteil, dass die Bearbeitungseinrichtung als kompakte Baueinheit hergestellt werden kann. Diese lässt sich anschließend ohne großen Aufwand an der Schichtpräparierungseinheit montieren. Zudem ermöglicht diese Ausführungsform eine präzise Bewegung von beispielsweise einzelnen Komponenten der Bearbeitungseinrichtu ng.
Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung eine Fräsvorrichtung und eine Antriebseinheit aufweist, wobei die Fräsvorrichtung mittels der Antriebseinheit beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung angeordnet ist.
Mittels einer derartigen Ausführungsform wird eine präzise Bewegung der Fräsvorrichtung ermöglicht. Die Antriebseinheit ermöglicht dabei vorteilhafterweise die Bewegung der Fräsvorrichtung in lediglich eine Bewegungsrichtung. Vorteilhafterweise ist die Antriebseinheit somit eine Lineareinheit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtpräparierungseinrichtung eine Klinge zur Schichtpräparierung aufweist, dass die Bearbeitungseinrichtung zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials eine Fräsvorrichtung aufweist und dass die Fräsvorrichtung auf einer Achse parallel zu der Längsachse der Klinge beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung angeordnet ist.
Dies Ausführungsform ermöglicht eine exakte Bewegung der Fräsvorrichtung entlang einer parallelen Achse zu der Klinge. Diese exakte Bewegungsvorgabe ermöglicht eine präzise räumliche Anordnung der Fräsvorrichtung.
Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtpräparierungseinrichtung eine Klinge zur Schichtpräparierung aufweist, dass die Bearbeitungseinrichtung zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials eine Fräsvorrichtung aufweist und dass die Fräsvorrichtung ausschließlich auf einer Achse parallel zu der Längsachse der Klinge beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung angeordnet ist.
Eine derartige Ausführungsform ermöglicht eine vereinfachte Ausgestaltung der Bearbeitungsvorrichtung. Für eine dem Herstellungsprozess anschließende Bearbeitung des hergestellten Objekts wird die Fräsvorrichtung oberhalb des zu bearbeitenden Bereichs gefahren. Anschließend wird das Objekt samt umgebenden unverfestigtem Aufbaumaterial dem Fräskopf entgegengefahren. Die Relativbewegung zwischen der Fräsvorrichtung und dem hergestellten Objekt auf einer Achse parallel zu der Fräsvorrichtung erfolgt somit ausschließlich durch Bewegung des Objekts. Die Fräsvorrichtung ist folglich vorteilhafterweise nicht höhenverstellbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist die Schichtpräparierungseinrichtung drehbar um eine Rotationsachse angeordnet.
Eine um eine Rotationsachse bewegliche Schichtpräparierungseinrichtung bedingt eine beschleunigte Präparation der Pulverschicht auf dem ersten Träger und somit einen beschleunigten Herstellungsprozess. Die Schichtpräparierungseinrichtung bewegt sich über den ersten Träger und erzeugt eine homogene Pulverschicht. Während des anschließenden Bestrahlungsschrittes zur Verfestigung des Pulvers kann sich die Schichtpräparierungseinrichtung ohne Beeinflussung des Herstellungsprozesses weiterdrehen und wieder in eine Ausgangsstellung für die nächste Schichtpräparation bringen. Ein mehrfaches Überfahren der Pulverschicht, wie es im Stand der Technik notwendig ist, entfällt. Des Weiteren wird mittels der Rotation der Schichtpräparierungseinrichtung und der beweglichen Anordnung der Bearbeitungseinrichtung an der Schichtpräparierungseinrichtung eine völlig zweidimensionale Bewegung von Teilen der Bearbeitungseinrichtung ermöglicht.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist die Schichtpräparierungseinrichtung eine Rotationseinheit auf, wobei die Rotationseinheit um 360° drehbar um eine Rotationsachse angeordnet ist.
Eine Rotationseinheit ermöglicht eine einfache Realisierung von einzelnen Komponenten der Schichtpräparierungseinrichtung. Vorzugsweise ist die Klingenvorrichtung an der Rotationseinheit angeordnet. Die Rotation um 360° ermöglicht einen kontinuierlichen Herstellungsvorgang ohne mehrfaches Überfahren der Schichtpräparierungseinrichtung von Bereichen der Bauplattform zwischen einzelnen Bestrahlungsvorgängen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtpräparierungseinrichtung genau eine Klinge zur Schichtpräparierung aufweist.
Die Klinge ist die Vorrichtung der Schichtpräparierungseinrichtung, die in direktem Kontakt mit dem pulverförmigen Aufbaumaterial steht. Sie ist als beispielsweise starres Element ausgebildet und mit Ausnahme zu Justagezwecken vor dem Herstellungsprozess nicht beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung angeordnet. Eine derartige Ausführungsform bedingt den Vorteil, dass die gesamte Schichtpräparierungsvorrichtung mechanisch einfach hergestellt werden kann, wodurch Kosten und Wartungsarbeiten eingespart werden können. Des Weiteren verringert eine starre Klinge etwaige Ungenauigkeiten während des Herstellungsprozesses durch ein unbeabsichtigtes Verschieben oder Verstellen.
Die Klinge weist vorteilhafterweise eine Gummilippe aus oder ist gänzlich als solche ausgebildet.
Eine Gummilippe bedingt den Vorteil, dass kleine Unebenheiten des hergestellten Objekts während Beschichtungsvorgängen diesen nicht behindern. Des Weiteren sind Gummilippen günstig in der Herstellung, was wiederum die Wartungskosten reduziert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine innerhalb der Prozesskammer angeordnete zweite Trägervorrichtung mit einem höhenverstellbaren Träger zum Tragen des Aufbaumaterials auf.
Mittels einer derartigen Ausführungsform wird es ermöglicht, dass das für den Herstellungsprozess benötigte pulverförmige Aufbaumaterial in der zweiten Trägervorrichtung und somit bereits vor Herstellungsbeginn vollständig innerhalb der Prozesskammer aufbewahrt werden kann. Die zweite Trägervorrichtung dient somit als Reservoir für das Aufbaumaterial. Die bewegliche Schichtpräparierungseinrichtung transportiert das Material schließlich von der zweiten auf die erste Trägervorrichtung und erzeugt eine homogene Pulverschicht auf dem ersten Träger. Dies bedingt eine Reduktion der Gefahr möglicher Oxidationen des Aufbaumaterials. Zudem kann das Aufbaumaterial auf eine einfache und wartungsarme Weise von dem Reservoir zu der ersten Trägervorrichtung transportiert und für den Herstellungsprozess bereitgestellt werden.
Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer eine Bodenwandung mit wenigstens zwei Öffnungen aufweist und über eine Öffnung das pulverförmige Aufbaumaterial in die Prozesskammer transportierbar ist.
Eine derartige Ausführungsform ermöglicht einen leichten und effizienten Zufuhrprozess des pulverförmigen Aufbaumaterials.
Weitere Merkmale und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Zusammenhang mit der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Dabei zeigen

1: eine dreidimensionale Ausschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung,
2: eine Ausschnittsdarstellung der ersten Ausführungsform mit senkrechtem Blick auf die Verschlusswandung,
3: eine Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung mit senkrechtem Blick auf die Stirnseite der Schichtpräparierungseinrichtung,
4: eine Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung mit senkrechtem Blick sowohl auf die Bearbeitungseinrichtung als auch Klingenvorrichtung der Schichtpräparierungseinrichtung,
5: eine vergrößerte Darstellung der Klingenvorrichtung der Schichtpräparierungseinrichtung
6: eine vergrößerte Darstellung der Bearbeitungseinrichtung,
7: eine Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung mit senkrechtem Blick sowohl auf die Rückseite der Bearbeitungseinrichtung als auch Rückseite der Schichtpräparierungseinrichtung,
8: eine Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung mit senkrechtem Blick auf die Innenseite der Bodenwandung,
9: eine Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung mit senkrechtem Blick auf die Außenseite der Bodenwandung,
10: eine dreidimensionale Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung mit Blick auf die Innenseite der Bodenwandung.

In der 1 ist eine dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 abgebildet. Die Vorrichtung 100 weist eine Prozesskammer 200, eine erste Trägervorrichtung 300, eine zweite Trägervorrichtung 350 sowie eine Bestrahlungsvorrichtung 400 auf. Sowohl die erste Trägervorrichtung 300, die zweite Trägervorrichtung 350, als auch die Bestrahlungsvorrichtung 400 sind an der Prozesskammer 200 und insbesondere an deren Wandung 210 befestigt. Die Trägervorrichtungen 300, 350 sind dabei an der Bodenwandung 220 während die Bestrahlungsvorrichtung 400 an der Deckenwandung 211 angeordnet ist. Die Prozesskammer 200 weist eine Zugangsöffnung 201 auf, über die das Innere der Prozesskammer 200 von beispielsweise einem Bedienpersonal zugänglich ist und die Bestückung mit dem pulverförmigen Aufbaumaterial und/oder Entnahme der hergestellten Objekte erfolgt. Diese Zugangsöffnung 201 ist mittels einer in der 1 nicht dargestellten Tür luftdicht verschließbar. Dazu weist die Prozesskammer 200 eine Verschlusswandung 213 auf, in die die Tür lösbar einrasten kann. Im Inneren der Prozesskammer 200 befindet sich eine Schichtpräparierungseinrichtung 500 und eine Bearbeitungseinrichtung 600. Die Bearbeitungseinrichtung 600 ist dabei an der Schichtpräparierungseinrichtung 500 angeordnet. Die Schichtpräparierungseinrichtung 500 ist an der Bodenwandung 220 der Prozesskammer 200 angeordnet. Weiterführende Merkmale der Schichtpräparierungseinrichtung 500 und der Bearbeitungseinrichtung 600 werden im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren und deren Beschreibung erläutert.
In der 2 ist die Vorrichtung 100 aus der 1 mit senkrechtem Blick auf die Verschlusswandung 213 dargestellt. In dieser Figur ist gut zu erkennen, dass die Verschlusswandung 213 eine Absaugöffnung 214 aufweist. Diese Absaugöffnung 214 erstreckt sich im Bereich der Bodenwandung 220 der Prozesskammer 200 senkrecht durch die Verschlusswandung 213 und ermöglicht ein Absaugen von Gasen und/oder Schmauchpartikeln aus der Prozesskammer 200 hinaus. Des Weiteren ist an der Verschlusswandung 213 eine Verschlussvorrichtung 215 angeordnet. Diese Verschlussvorrichtung 215 ermöglicht ein lösbares Fixieren einer in der 2 nicht dargestellten Tür, so dass die Prozesskammer 200 luftdicht verschlossen werden kann. Auch eine Sicherheitseinrichtung 216 ist an der Verschlusswandung 213 angeordnet. Mittels dieser Sicherheitseinrichtung 216 wird der Zustand der nicht abgebildeten Tür, offen oder geschlossen, erfasst. Somit ist gewährleistet, dass der Herstellungsprozess ausschließlich bei geschlossener Tür erfolgen kann.
In der 2 ist weiter zu erkennen, dass die Schichtpräparierungseinrichtung 500 eine Rotationseinheit 520 aufweist. Diese Rotationseinheit 520 ist innerhalb der Prozesskammer 200 und oberhalb der Bodenwandung 220 angeordnet. Die Bearbeitungseinrichtung 600 ist seitlich an der Rotationseinheit 520 angeordnet.
Wie bereits im Zusammenhang mit der 1 erläutert ist an der Prozesskammer 200 eine Bestrahlungsvorrichtung 400 angeordnet. Die Deckenwandung 211 der Prozesskammer 200 weist ein Schutzglas 217 auf. Dieses Schutzglas 217 ist unterhalb der Bestrahlungsvorrichtung 400 angeordnet und dient zur optischen Verbindung zwischen der Bestrahlungsvorrichtung 400 und dem Inneren der Prozesskammer 200.
In der 3 ist eine Ausschnittsdarstellung der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 100 aus den 1 und 2 dargestellt. In dieser Abbildung werden insbesondere die Bodenwandung 220, die Schichtpräparierungseinrichtung 500 mit der Rotationseinheit 520 sowie die Bearbeitungseinrichtung 600 ersichtlich. Auch ist deutlich zu erkennen, dass die Schichtpräparierungseinrichtung 500 eine Antriebseinheit 510 aufweist.
Wie bereits im Zusammenhang mit den 1 und 2 erläutert ist die Rotationseinheit 520 der Schichtpräparierungseinrichtung 500 an der Bodenwandung 220 und insbesondere der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 angeordnet. Die Innenseite 221 der Bodenwandung 220 ist dabei die sich innerhalb der in der 3 nicht dargestellten Prozesskammer 200 befindlichen Seite der Bodenwandung 220. Die außerhalb der Prozesskammer befindliche Seite der Bodenwandung 220 stellt folglich die Außenseite 222 der Bodenwandung 220 dar. Die Antriebseinheit 510 ist an der Außenseite 222 angeordnet. Die Antriebseinheit 510 und die Rotationseinheit 520 sind mittels einer in der 3 nicht dargestellten Antriebsachse verbunden. Diese Antriebsachse erstreckt sich durch die Bodenwandung 220 hindurch. Befestigt ist die Schichtpräparierungseinrichtung 500 mittels eines Konterrings 511 an der Bodenwandung 220. Dieser Konterring 511 ist an der Außenseite 222 der Bodenwandung 220 angeordnet. An der Antriebseinheit 510 ist ein Anschlusselemente 512 vorgesehen. Mittels diesem Anschlusselement 512 ist die Antriebseinheit 510 bestrom- und ansteuerbar. Die dargestellte Antriebseinheit 510 ist ein Elektromotor. Vorteilhafter Weise ist die Antriebseinheit 510 ein Schrittmotor.
Die Bearbeitungseinrichtung 600 weist eine Fräsvorrichtung 620 und einen Kühlkörper 610 auf. Die Fräsvorrichtung 620 weist einen Fräskopf 621 und einen Fräskörper 622 auf. Die Fräsvorrichtung 620 und insbesondere der Fräskopf 621 sind dabei der Teil der Bearbeitungseinrichtung 600, welche in das pulverförmige Aufbaumaterial gebracht werden und die eigentliche spanende Bearbeitung der hergestellten Bereiche des zu erzeugenden dreidimensionalen Gegenstands vollziehen. Die Fräsvorrichtung 620 ist auf einer Achse A, die senkrecht zu der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 verläuft, explizit nicht beweglich an der Rotationseinheit 520 angeordnet. Die Achse A bildet die Rotationsachse des Fräskopfes 621. Die Fräsvorrichtung 620 weist einen weiteren Anschluss 623 auf. Dieser Anschluss 623 ist vorzugsweise ein elektrischer Anschluss, der für die Stromversorgung der Fräsvorrichtung 620 nutzbar ist.
In der 4 ist eine weitere Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung 100 dargestellt. Diese Ausschnittsdarstellung entspricht merkmalstechnisch der Ausschnittsdarstellung aus der 3, ist jedoch um 90° gedreht dargestellt. Der Blick fällt somit senkrecht auf die Bearbeitungseinrichtung 600. In dieser Darstellung werden insbesondere weiterführende Merkmale der Schichtpräparierungseinrichtung 500 und der Bearbeitungseinrichtung 600 ersichtlich, die auch im Zusammenhang mit den 5 und 6 näher erläutert werden.
Zuzüglich zu der Schichtpräparierungseinrichtung 500 und Bearbeitungseinrichtung 600 wird in der 4 ersichtlich, dass die Vorrichtung 100 einen Gaskreislauf 230 aufweist. Diesem Gaskreislauf 230 zugehörig ist ein Stutzen 231, der an der Außenseite 222 der Bodenwandung 220 der nicht dargestellten Prozesskammer 200 angeordnet ist. Dieser Stutzen 231 ist für eine Verbindung mit einer der Vorrichtung 100 optional zugehörigen, und in der 4 jedoch nicht dargestellten Absaugeinrichtung nutzbar. Der Stutzen 231 ist mittels einer gasdichten Leitung 233 mit einem Auslassstutzen 232 verbunden. Der Auslassstutzen 232 ist an der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 angeordnet. Die Leitung 233 verläuft somit durch die Bodenwandung 220 hindurch.
An der Antriebseinheit 510 der Schichtpräparierungseinrichtung 500 ist zusätzlich zu dem Anschlusselement 512 ein weiteres Anschlusselement 513 vorgesehen. Dieses Anschlusselement 513 dient zum Übertragen von Enkodersignalen und somit der aktuellen Position der Schichtpräparierungseinrichtung 500.
Der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 angrenzend ist die Rotationseinheit 520 der Schichtpräparierungseinrichtung 500 angeordnet. Die Rotationseinheit 520 weist eine Rotationsplatte 521 sowie eine Führungsvorrichtung 522 auf. Die Führungsvorrichtung 522 weist wiederum eine Führungsstange 524 sowie zwei Begrenzungselemente 523 auf. Die Führungsstange 524 ist zwischen den Begrenzungselementen 523 angeordnet. Die Bearbeitungseinrichtung 600 ist an der Rotationseinheit 520 angeordnet.
Die Bearbeitungseinrichtung 600 weist eine Antriebseinheit 630 auf. Mittels dieser Antriebseinheit 630 ist die Bearbeitungseinrichtung 600 an der Schichtpräparierungseinrichtung 500 angeordnet.
In der 4 sind zwei Bereiche B1 und B2 durch gestrichelte Rechtecke hervorgehoben. Diese Ausschnitte werden in den nachfolgenden 5 und 6 näher erläutert und offenbaren weiterführende Merkmale zu der Schichtpräparierungseinrichtung 500 und Bearbeitungseinrichtung 600.
Wie bereits voran erwähnt ist in der 5 der Ausschnitt B1 der 4 vergrößert dargestellt. Die Schichtpräparierungseinrichtung 500 weist eine Rotationseinheit 520 auf, die der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 gegenüberliegend angeordnet ist. An dieser Rotationseinheit 520 ist eine Klingenvorrichtung 530 angeordnet. Diese Klingenvorrichtung 530 weist eine Klingenhalterung 531, eine Klinge 532 sowie zwei Mikrometerschrauben 533 auf. Die Klinge 532 ist lösbar an der Klingenhalterung 531 befestigt. Des Weiteren ist die Klinge 532 mittels der Mikrometerschrauben 533 beweglich angeordnet. Mittels der Mikrometerschrauben 533 ist der Abstand zwischen der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 und der Klinge 532 einstellbar. Die Klinge 532 ist mittels drei Befestigungselementen 534 an der Klingenhalterung lösbar befestigt. Die Klinge 532 ist zweiteilig aufgebaut und weist einen Klingenkörper 535 und ein Klingenschwert 536 auf. Dabei ist das Klingenschwert 536 mittels Befestigungselementen 537 an dem Klingenkörper 535 lösbar befestigt
In der 6 ist der Ausschnitt B2 aus der 4 vergrößert dargestellt. Die Bearbeitungseinrichtung 600 ist an der Rotationseinheit 520 angeordnet. Die Bearbeitungseinrichtung 600 weist eine Antriebsvorrichtung 630 auf. Die Antriebsvorrichtung 630 ist an der Rotationseinheit 520 angeordnet. Die Antriebsvorrichtung 630 ist insbesondere an der Führungsstange 524 der Rotationseinheit 520 angeordnet. Mittels der Antriebsvorrichtung 530 ist die Fräsvorrichtung 620 auf einer Achse parallel zu der Führungsstange 524 beweglich. Die Antriebsvorrichtung 630 ist in der in 6 dargestellten Ausführungsform eine Lineareinheit. Die Antriebsvorrichtung 630 weist einen räumlich begrenzten Verfahrweg auf. So ist die Fräsvorrichtung 620 zwischen einem Begrenzungselement 523 und der Klingenhalterung 531 mittels der Antriebsvorrichtung 630 beweglich angeordnet. Der Kühlkörper 610 ist an der Antriebsvorrichtung 630 befestigt.
Die Fräsvorrichtung 620 weist einen Anschluss 623 auf. Mittels dem Anschluss 623 ist die Fräsvorrichtung 620 bestrombar. Die Kontaktierung der Fräsvorrichtung 620 mit der Vorrichtung 100 erfolgt über die in der 6 nicht dargestellte Deckenwandung 211 der Prozesskammer 200.
Des Weiteren ist der Abstand zwischen der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 und dem Fräskopf 621 gleich oder größer dem Abstand zwischen der Innenseite 221 der Bodenwandung 220 und der Klinge 532 der Klingenvorrichtung 530 der Schichtpräparierungseinrichtung 500.
Die 7 zeigt den Ausschnitt der Vorrichtung 100 mit Blick auf die Rückseite der Schichtpräparierungseinrichtung 500 und Bearbeitungseinrichtung 600. Die Bearbeitungseinrichtung 600 und insbesondere deren Kühlkörper 610 weist ein Verbindungselement 611 auf. Mittels dem Verbindungselement 611 ist der Kühlkörper 610 an der Schichtpräparierungseinrichtung 500 befestigt. Des Weiteren weist die Bearbeitungseinrichtung 600 einen Enkoder 631 auf, mittels dem eine Ermittlung der aktuellen Position der Fräsvorrichtung 620 ermöglicht wird. Zur Bewegung der Fräsvorrichtung 620 weist die Antriebsvorrichtung 630 einen Motor 632 auf.
Mittels der Antriebseinheit 510 der Schichtpräparierungseinrichtung 500 ist die Rotationseinheit 520 um die Achse B rotierbar. Insbesondere ist mittels der Antriebseinheit 510 die Rotationseinheit 520 360° um die Achse B rotierbar.
In der 8 ist ein weiterer Ausschnitt der Vorrichtung 100 mit senkrechtem Blick auf die Innenseite 221 der Bodenplatte 220 dargestellt. Die Bodenwandung 220 weist drei Öffnungen 223a, 223b und 223c auf. Diese Öffnungen 223a, 223b, 223c sind um die Rotationsachse B angeordnet. Die Schichtpräparierungseinrichtung 500 ist derart ausgebildet, dass diese pulverförmiges Aufbaumaterial von der Öffnung 223a zu der Öffnung 223b und weiter zu der Öffnung 223c transportieren kann. Die Rotationsachse B erstreckt sich senkrecht durch die Bildebene hindurch und kennzeichnet die Rotationsachse der Schichtpräparierungseinrichtung 500. Die Bodenwandung 220 weist auf deren Innenseite 221 drei verschiedene Bereiche 220a, 220b und 220c auf. Dabei stellt der Bereich 220a den Prozessbereich 220a, der Bereich 220b den Begrenzungsbereich 220b und 220c den Auffangbereich 220c dar. Der Prozessbereich 220a ist der Bereich, der dem Klingenschwert 536 (nicht ersichtlich in der 7) am nächsten liegt. Die drei Öffnungen 223a, 223b und 223c sind innerhalb des Prozessbereichs 220a angeordnet. Der Begrenzungsbereich 220b ist gegenüber dem Prozessbereich 220a höher ausgeführt, so dass dieser von der Bildebene betrachtet vor dem Prozessbereich 220a liegt. Der Auffangbereich 220c ist im Vergleich zu dem Prozessbereich 220a tiefer angeordnet, so dass dieser von der Bildebene betrachtet hinter dem Prozessbereich 220a liegt. Der Begrenzungsbereich 220b ist derart ausgeführt, dass er das pulverförmige Aufbaumaterial innerhalb des Prozessbereichs 220a hält. Der Auffangbereich 220c dient zum Auffangen des Aufbaumaterials, sollte es doch aus dem Prozessbereich 220a austreten.
Ebenfalls ersichtlich wird in der 8 die Längsachse L der Klinge 532. Die Fräsvorrichtung 620 ist auf einer Achse parallel zu der Längsachse L beweglich angeordnet.
In der 9 ist ein Ausschnitt der Vorrichtung 100 mit senkrechtem Blick auf die Außenseite 222 der Bodenplatte 220 dargestellt. Deutlich ersichtlich sind die Öffnungen 223a und 223b, die sich durch die Bodenplatte 220 hindurch erstrecken. Des Weiteren sind die Antriebseinheit 510 der Schichtpräparierungseinrichtung 500 sowie deren Anschlüsse 512 und 513 ersichtlich.
In der 10 ist eine dreidimensionale Ausschnittsdarstellung der Vorrichtung 100 abgebildet. Deutlich zu erkennen sind die drei Bereiche Prozessbereich 220a, Begrenzungsbereich 220b und Auffangbereich 220c. Diese sind die Rotationsachse B umfänglich angeordnet. Die Bearbeitungseinrichtung 600 ist an der Schichtpräparierungseinrichtung 500 angeordnet. Als Verbindungselement zwischen der Bearbeitungseinrichtung 600 und der Schichtpräparierungseinrichtung 500 dient die Antriebsvorrichtung 630 der Bearbeitungseinrichtung 600. Die Schichtpräparierungseinrichtung 500 ist drehbar um die Rotationsachse B gelagert. Die Klingenvorrichtung 530 ist der Bearbeitungseinrichtung 600 gegenüberliegend an der Rotationseinheit 520 angeordnet.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung
200: Prozesskammer
201: Zugangsöffnung
210: Prozesskammerwandung
211: Deckenwandung
212: Seitenwandung
213: Verschlusswandung
214: Absaugöffnung
215: Verschlussvorrichtung
216: Sicherheitseinrichtung
217: Schutzglas
220: Bodenwandung
220a: Prozessbereich
220b: Begrenzungsbereich
220c: Auffangbereich
221: Innenseite
222: Außenseite
223a: Öffnung
223b: Öffnung
223c: Öffnung
230: Gaskreislauf
231: Stutzen
232: Auslassstutzen
233: Leitung
300: erste Trägervorrichtung
350: zweite Trägervorrichtung
400: Bestrahlungsvorrichtung
500: Schichtpräparierungseinrichtung
510: Antriebseinheit
511: Konterring
512: Anschluss
513: Anschluss
520: Rotationseinheit
521: Rotationsplatte
522: Führungsvorrichtung
523: Begrenzungselement
524: Führungsstange
530: Klingenvorrichtung
531: Klingenhalterung
532: Klinge
533: Mikrometerschraube
534: Befestigungselement
535: Klingenkörper
536: Klingenschwert
537: Befestigungselement
600: Bearbeitungseinrichtung
610: Kühlkörper
611: Verbindungselement
620: Fräsvorrichtung
621: Fräskopf
622: Fräskörper
623: Anschluss
630: Antriebsvorrichtung
631: Enkoder
632: Motor
B1: Ausschnitt
B2: Ausschnitt
A: Rotationsachse
B: Rotationsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4863538 [0005]
US 5155324 [0005]
EP 2598313 B1 [0007]
EP 1439050 B1 [0009]
EP 1289736 B2 [0011, 0012]

Claims

Vorrichtung (100) zur Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, verfestigbaren und pulverförmigen Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen, umfassend eine Prozesskammer (200), einer an oder wenigstens teilweise innerhalb der Prozesskammer (200) angeordneten ersten Trägervorrichtung (300) mit einem höhenverstellbaren Träger zum Tragen der Gegenstände und/oder des Aufbaumaterials, eine Bestrahlungsvorrichtung (400) zum Bestrahlen von Schichten des Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt der Gegenstände entsprechenden Stellen, eine Schichtpräparierungseinrichtung (500) zum Präparieren einer Schicht des Aufbaumaterials auf den Träger oder auf der jeweils zuletzt aufgetragenen und/oder bestrahlten Schicht, eine Bearbeitungseinrichtung (600) zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials, wobei die Bearbeitungseinrichtung (600) so ausgebildet ist, dass die mechanische Bearbeitung des verfestigten Aufbaumaterials wenigstens teilweise in umgebenden unverfestigten Aufbaumaterial erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (600) wenigstens teilweise beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung (500) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (600) zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials eine Fräsvorrichtung (620) aufweist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (600) eine Antriebsvorrichtung (630) aufweist und die Antriebsvorrichtung (630) an der Schichtpräparierungseinrichtung (500) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (600) eine Fräsvorrichtung (620) und eine Antriebsvorrichtung (630) aufweist, wobei die Fräsvorrichtung (620) mittels der Antriebsvorrichtung (630) beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung (500) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtpräparierungseinrichtung (500) eine Klinge (532) zur Schichtpräparierung aufweist, dass die Bearbeitungseinrichtung (600) zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials eine Fräsvorrichtung (620) aufweist und dass die Fräsvorrichtung (620) auf einer Achse L parallel zu der Längsachse der Klinge (532) beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung (500) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtpräparierungseinrichtung (500) eine Klinge (532) zur Schichtpräparierung aufweist, dass die Bearbeitungseinrichtung (600) zum mechanischen Bearbeiten von wenigstens Teilbereichen des verfestigten Aufbaumaterials eine Fräsvorrichtung (620) aufweist und dass die Fräsvorrichtung (620) ausschließlich auf einer Achse parallel zu der Längsachse L der Klinge (532) beweglich an der Schichtpräparierungseinrichtung (500) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtpräparierungseinrichtung (500) eine Rotationseinheit (520) aufweist und die Rotationseinheit (520) drehbar um eine Rotationsachse B angeordnet ist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtpräparierungseinrichtung (500) genau eine Klinge (532) zur Schichtpräparierung aufweist.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine innerhalb der Prozesskammer (200) angeordnete zweite Trägervorrichtung (350) mit einem höhenverstellbaren Träger zum Tragen des Aufbaumaterials.
Vorrichtung (100) mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer (200) eine Bodenwandung (220) mit wenigstens zwei Öffnungen (223a, 223b) aufweist und über eine Öffnung (223a) das pulverförmige Aufbaumaterial in die Prozesskammer (200) transportierbar ist.