DE102017101834A1

DE102017101834A1 - Automatisiertes Abtrennen von Stützstrukturen von einem Pulverbett-basiert additiv hergestellten Bauteil

Info

Publication number: DE102017101834A1
Application number: DE102017101834.4A
Authority: DE
Inventors: Vasily Ploshikhin
Original assignee: AMSIS GMBH
Current assignee: Universitaet Bremen De
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2018-08-16
Also published as: WO2018141476A1

Abstract

Verfahren zur Pulverbett-basiert additiven Fertigung von mindestens einem Bauteil, bei dem Pulver, aus dem mindestens ein Bauteil hergestellt werden soll, lagenweise als Pulverbett auf eine Bauplattform aufgebracht wird, das mindestens eine Bauteil durch lokales Aufschmelzen des Pulvers lagenweise hergestellt wird und zusammen mit dem mindestens einen Bauteil eine Stützstruktur hergestellt wird, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen stützt, wobei ein Gebilde aus dem mindestens einen Bauteil, der Stützstruktur und der Bauplattform mit mindestens einem Hohlraum hergestellt wird, der so gestaltet ist, dass bei Beaufschlagung des Hohlraums mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Druck dieser Hohlraum die Druckbelastung so lange ohne Bruch aushält, bis mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur durch die Druckbelastung gebrochen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulverbett-basierten additiven Fertigung von mindestens einem Bauteil, ein oder mehrere Pulverbett-basiert additiv gefertigte(s) Bauteil(e) mit einer Stützstruktur, ein Verfahren zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur von einem oder mehreren Pulverbett-basierten additiv gefertigten Bauteilen), ein Verfahren zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur eines oder mehrerer Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils/Bauteile von einer Bauplattform, ein Verfahren zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur von einem oder mehreren Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil(en) und von einer Bauplattform sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Pulverbett-basierten additiven Fertigung von mindestens einem Bauteil und/oder zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur von einem oder mehreren Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil(en), eine Bauplattform, ein Verfahren zur Berechnung von Geometriebeschreibungsdaten eines oder mehrerer Bauteils/Bauteile mit einer Stützstruktur sowie eines entsprechenden Computerprogrammprodukts.
Stützstrukturen sollen als zusätzliches Baumaterial ein Absenken von Bauteilen im Bauraum oder deren Verzug verhindern. Die Gefahr für Absenken und Verzug ist besonders groß, solange die Bauteile noch nicht ihre Endfestigkeit erreicht haben. Ein Verzug (Distortion) kann beispielsweise durch ungleichmäßiges Abkühlen oder ungleichmäßiges Abtrocknen bzw. Abbinden eines Bauteils entstehen. Der Verzug bedeutet in erster Linie den Verlust der Maßhaltigkeit eines Bauteils.
Das Absenken eines Bauteils oder eines Bauteilabschnitts kann zu Formabweichung oder im schlimmsten Fall zu einer Trennschicht führen. Eine Trennschicht bedeutet die Unterbrechung des Schichtverbunds und damit auch des Bauteils.
Die Stützstrukturen binden in der Regel direkt am Bauteil ab. Nach Fertigstellung des Bauprozesses müssen die Stützstrukturen im Postprozess entfernt werden.
Stützstrukturen werden vorwiegend bei Verfahren eingesetzt, bei denen das Baumaterial wahrend des Auftrags flüssig oder fließfähig ist. Bei pulververarbeitenden Systemen stützt in erster Linie das ungebundene Pulver die Bauteile. Nimmt die Bauteildichte während der Herstellung stark zu, können die Bauteile im Pulverbett absinken. Deshalb können auch hier Stützstrukturen zur Abstützung eingesetzt werden. Bei der thermischen Herstellung großer Bauteile oder bei Bauteilen mit ungünstigen Querschnittsprüngen aus Pulvermaterial können Stützstrukturen einen Verzug vorbeugen. Bei metallpulverbasierten Prozessen kann über die Stützstruktur Wärme in die Bauplattform abgeführt werden.
Die Baudaten der Stützstrukturen als Teil der Geometriebeschreibungsdaten werden im Preprozess automatisch von der Maschinensoftware erstellt und können vom Bediener optimiert werden.
Bei den indirekt aufbauenden Verfahren, wie z.B. selektives Verschmelzen oder Sintern von flächig aufgetragenem Pulver mit energiereicher Strahlung, z.B. Lasersintern, selektives Verkleben von flächig aufgetragenem Pulver mit einem Binderdruckkopf, z.B. 3D-Printing, und selektives Polymerisieren eines fotosensitiven Harzes mit UV-Strahlung, z.B. Stereolithographie oder Digital Light Processing (DLP), wird formloses Baumaterial flächig aufgetragen und anschließend selektiv gehärtet. Das Baumaterial kann sowohl flüssig oder pastös als auch pulverförmig sein.
Bei indirekt aufbauenden Verfahren werden die Stützstrukturen aus demselben Baumaterial aufgebaut wie das Bauteil selbst. Die Stützkonstruktion kann sowohl eine feine Säulenstruktur als auch eine statisch optimierte Gitterkonstruktion sein.
Die Stützstrukturen liegen in der Regel nicht ganzflächig am Bauteil an. Sie werden vor allem bei der Herstellung von sogenannten „Down-Faces“ (Überhänge) bei Bauteilen verwendet.
Die Stützstruktur kann auch im Pulverbett enden. Sie dient dann eher zur Wärmeabfuhr.
Die Stützstruktur muss auch nicht unbedingt mit der Bauplattform verbunden sein, sondern kann auch mit beiden Enden mit dem Bauteil verbunden sein.
Die Stützstruktur muss oben auch nicht an der Unterseite eines Bauteils enden. Sie kann auch an einer Seite und/oder Oberseite des Bauteils angebracht werden.
Das Abtrennen der Stützstrukturen von einem Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils erfolgt derzeit in einem Nachbearbeitungsschritt (Postprozess) durch eine sehr aufwendige Handarbeit. Beispielsweise werden die Stützstrukturen herausgebrochen, abgeschnitten, abgesägt, geschliffen oder abgeätzt. Es handelt sich dabei um einen signifikanten Teil der gesamten Herstellungszeit und damit erhebliche (zusätzliche) Herstellungskosten.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine automatisierte Abtrennung der Stützstrukturen von einem oder mehreren Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil(en) und/oder von der Bauplattform zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Pulverbett-basierten additiven Fertigung von mindestens einem Bauteil, bei dem

- Pulver, aus dem mindestens ein Bauteil hergestellt werden soll, lagenweise als Pulverbett auf eine Bauplattform aufgebracht wird,
- das mindestens eine Bauteil durch lokales Aufschmelzen des Pulvers lagenweise hergestellt wird und
- zusammen mit dem mindestens einen Bauteil eine Stützstruktur hergestellt wird, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen stützt,

- Öl, insbesondere hochtemperaturstabiles Öl
- Luft, insbesondere Druckluft;
- Gas, insbesondere Schutzgas, wie Argon, Helium oder Kohlenstoffdioxid (CO₂)
- Gas, stark gekühlt

Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch ein Pulverbett-basiert additiv gefertigte(s) Bauteil(e) mit einer Stützstruktur, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen stützt, wobei ein Gebilde aus mindestens einem Bauteil, einer Stützstruktur und einer Bauplattform mindestens einen Hohlraum aufweist, der so gestaltet ist, dass bei Beaufschlagung des Hohlraums mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Druck der Hohlraum die Druckbelastung so lange ohne Bruch aushält bis mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur durch diese Druckbelastung gebrochen wird.
Ferner wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur von einem oder mehreren Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil(en), insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 26 und/oder einer Bauplattform, wobei die Stützstruktur mit dem Bauteil bzw. den Bauteilen oder der Bauplattform verbunden ist und ein Gebilde aus dem mindestens einen Bauteil, einer Stützstruktur, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen stützt, und einer Bauplattform mindestens einen Hohlraum umfasst, umfassend
Beaufschlagen des mindestens einen Hohlraums mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Druck derart, dass zumindest eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur durch die Druckbelastung gebrochen wird.
Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20 und 27, umfassend

- ein Bauraumgehäuse mit einer Bauplattform zur Abstützung eines oder mehrerer Pulverbett-basiert additiv zu fertigenden Bauteils/Bauteile,
- eine Schichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung jeweiliger Pulverschichten auf der Bauplattform,
- eine Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung der jeweils zuletzt präparierten Pulverschicht auf der Bauplattform nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des oder der zu fertigenden Bauteils/Bauteile und der zugehörigen Stützstruktur und
- eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bestrahlungseinrichtung nach Maßgabe der Geometriebeschreibungsdaten.

Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch eine Anlage oder ein Anlagenmodul zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur von einem oder mehreren Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil(en), insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 26, und/oder einer Bauplattform, wobei die Stützstruktur mit dem Bauteil bzw. den Bauteilen oder Bauplattform verbunden ist und ein Gebilde aus dem mindestens einen Bauteil, einer Stützstruktur, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen stützt, und einer Bauplattform mindestens einen Hohlraum umfasst,
umfassend eine Wirkmediumversorgungseinrichtung, die zum gesteuerten Beaufschlagen des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume mit mindestens einem Wirkmedium mit einer Wirkmediumanschlusseinrichtung des Bauteils oder mindestens eines der Bauteile und/oder der Stützstruktur in Fluidverbindung bringbar ist.
Ferner wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Berechnung von Geometriebeschreibungsdaten eines oder mehrerer Bauteils/Bauteile mit einer Stützstruktur nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei für einen vorgebbaren Druck die Geometrie der Stützstruktur so ausgelegt wird, dass die Dehnung jedes Punktes der Wand des Hohlraums oder eines der Hohlräume unter Druckbelastung niedriger als der Wert der Bruchdehnung eines Materials ist, aus dem das Bauteil gebaut werden soll, und an mindestens einer Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens einer Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur eine Dehnung erreicht wird, welche gleich oder höher ist als der Wert der Bruchdehnung des Materials, aus welchem das Bauteil gebaut werden soll.
Schließlich liefert die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, das computerlesbare Anweisungen enthält, die, wenn sie auf einem geeigneten System ausgeführt werden, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 und 32 bis 36 ausführen.
Bei dem Verfahren zur Pulverbett-basierten additiven Fertigung von mindestens einem Bauteil kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon, einem Bestandteil der Stützstruktur, insbesondere einer Wand, der die Bauplattform und das Bauteil verbindet. und der Bauplattform begrenzt wird und in dem sich Stützelemente befinden, welche die Bauplattform und das Bauteil an den Stützstellen verbinden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon oder von der Bauplattform oder einem Teil davon und einem Bestandteil, insbesondere einer Wand, der Stützstruktur begrenzt wird, wobei die Oberfläche des Bestandteils der Stützstruktur auf der Seite des Hohlraums mit dem Bauteil oder mit der Bauplattform direkt oder/und durch Stützelemente verbunden ist.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist/sind die Wand oder die Wände des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume komplett ein Bestandteil einer Stützstruktur, insbesondere eines Stützelements, das die Bauplattform und das Bauteil an den Stützstellen verbindet.
Vorteilhafterweise weist/weisen die Wand bzw. die Wände des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume mindestens einen nachgiebigen Wandabschnitt auf, der bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums eine stärkere Verformung ohne Bruch als die restliche Wand des Hohlraums aufweist.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der mindestens eine nachgiebige Wandabschnitt in Schnittansicht einen symmetrischen oder asymmetrischen Zickzacklinienverlauf oder einen symmetrischen oder asymmetrischen gebogenen Linienverlauf aufweist.
Zweckmäßigerweise weist/weisen die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur eine Sollbruchstelle auf.
Vorteilhafterweise nimmt die Verbindungsfläche von der mindestens einen Verbindungsstelle zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder mindestens einem der Bauteile und/oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform in Schnittansicht parallel zur Oberfläche des mindestens einen Bauteils oder der Bauplattform in einer Richtung, vorzugsweise kontinuierlich, zur Steuerung des Ablaufs des Abtrennens zu.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsflächen von mindestens zwei Verbindungsstellen zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder mindestens einem der Bauteile und/oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform in Schnittansicht parallel zur Oberfläche des Bauteils oder der Bauplattform gezielt ungleich groß gestaltet sind, so dass bei derselben Druckbelastung die Verbindungsstelle mit einer kleineren Verbindungsfläche früher bricht, als die Verbindungsstelle mit einer größeren Verbindungsfläche.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Druckbeaufschlagung stufenweise, wobei in einer ersten Stufe ein erster Druck verwendet wird und in einer zweiten Stufe sowie allen weiteren Stufen ein immer höherer Druck verwendet wird.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass in der ersten Stufe der Druckbeaufschlagung nur ein erster Teil der Verbindungsstellen zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder einem der Bauteile und/oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform gebrochen wird und in der zweiten und den weiteren Stufen der Druckbeaufschlagung ein zweiter Teil und weitere Teile der Verbindungsstellen gebrochen werden.
Vorteilhafterweise weist/weisen die Wand bzw. die Wände des Hohlraums mehrere nachgiebige Wandabschnitte auf, die so gestaltet sind, dass ein erster nachgiebiger Wandabschnitt eine höchste Verformbarkeit und ein zweiter nachgiebiger Wandabschnitt und weitere nachgiebige Wandabschnitte eine immer niedrigere Verformbarkeit bei einer selben Stufe der Druckbeaufschlagung aufweisen.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die nachgiebigen Wandabschnitte so gestaltet sind, dass eine Verformung des ersten nachgiebigen Wandabschnitts bei der ersten Stufe der Druckbeaufschlagung, eine Verformung des zweiten nachgiebigen Wandabschnitts bei der zweiten Stufe der Druckbeaufschlagung und eine Verformung jedes weiteren nachgiebigen Wandabschnitts bei einer entsprechenden Stufe der Druckbeaufschlagung gleich oder vergleichbar sind.
Weiterhin kann der Hohlraum Teil eines größeren Hohlraums sein, welcher ein Bestandteil der Stützstruktur ist und separat mit Druck, vorzugsweise unterschiedlicher Stufen, beaufschlagbar ist.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Gebilde mindestens einen Hohlraum, der teilweise von mindestens einem Bauteil begrenzt wird, und mindestens einen Hohlraum, der teilweise von der Bauplattform begrenzt wird, auf und werden die Stützelemente vom mindestens einen Bauteil und von der Bauplattform abgetrennt, indem der mindestens eine Hohlraum, der teilweise vom mindestens einen Bauteil begrenzt wird, und der mindestens eine Hohlraum, der teilweise von der Bauplattform begrenzt wird, gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig oder zeitlich nacheinander mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Über- oder Unterdruck gezielt beaufschlagt werden.
Zweckmäßigerweise wird während oder nach der Fertigung des mindestens einen Bauteils eine Behandlung des gesamten Bauteils bzw. aller Bauteile oder eines jeweiligen Teils davon durch Hindurchleiten eines Wirkmediums durch den Hohlraum oder mindestens einen der Hohlräume durchgeführt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Behandlung eine Durchleitung von Druckluft zum Entfernen von sich im Hohlraum befindendem losen Pulver umfasst und vor der Druckbeaufschlagung des Hohlraums zum Abtrennen der Verbindungsstellen zwischen dem Bauteil und der Stützstruktur oder zwischen dem Bauteil und der Bauplattform erfolgt.
Ferner kann die Behandlung eine Abkühlung, Erwärmung oder Aufrechterhaltung einer Temperatur (Temperierung), und/oder eine Druckbehandlung umfassen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass nach Abtrennen der Stützelemente vom mindestens einen Bauteil durch die Druckbelastung eine verbliebene, nicht abgetrennte Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere durch das Fräsen oder Laserschneiden, vom mindestens einen Bauteil abgetrennt wird.
Zudem kann vorgesehen sein, dass nach Abtrennen der Stützelemente von der Bauplattform durch die Druckbelastung eine verbliebene, nicht abgetrennte Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere durch das Fräsen oder Drahterodieren, von der Bauplattform abgetrennt wird.
In einer besonderen Ausführungsform die des Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils kann der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon, einem Bestandteil der Stützstruktur, insbesondere einer Wand, der die Bauplattform und das Bauteil verbindet, und der Bauplattform begrenzt werden und in dem sich Stützelemente befinden, welche die Bauplattform und das Bauteil an den Stützstellen verbinden.
Zudem kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon oder von der Bauplattform oder einem Teil davon und einem Bestandteil, insbesondere einer Wand, der Stützstruktur begrenzt wird, wobei die Oberfläche des Bestandteils der Stützstruktur auf der Seite des Hohlraums mit dem Bauteil oder mit der Bauplattform direkt oder/und durch Stützelemente verbunden ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Wand oder die Wände des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume Bestandteil eines Stützelements ist/sind, das das mindestens eine Bauteil mit der Bauplattform oder das mindestens eine Bauteil mit einem Teil der Stützstruktur oder die Bauplattform mit einem Teil der Stützstruktur oder unterschiedliche Teile der Stützstruktur miteinander verbindet.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform umfasst/umfassen das Bauteil/die Bauteile mindestens einen Wirkmediumeinlass zum gezielten wahlweisen Beaufschlagen des mindestens einen Hohlraumes mit einem Wirkmedium mit einem Über- oder Unterdruck.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur eine Sollbruchstelle aufweist/aufweisen.
Bei der Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20 und 27 kann vorgesehen sein, dass diese ferner eine Wirkmediumversorgungseinrichtung umfasst, die zum gesteuerten Beaufschlagen des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume mit mindestens einem Wirkmedium mit einer Wirkmediumanschlusseinrichtung des Bauteils oder mindestens eines der Bauteile und/oder der Stützstruktur in Verbindung bringbar ist.
Ferner kann die Anlage eine in dem Bauraumgehäuse integrierte oder davon separate Nachbearbeitungseinrichtung zur Abtrennung einer, nach der Druckbeaufschlagung des Hohlraums am Bauteil oder an einer Bauplattform verbliebenen, nicht gebrochenen Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere Fräsen oder Laserschneiden umfassen.
Vorzugsweise weist die Anlage oder das Anlagenmodul zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur eine Nachbearbeitungseinrichtung zur Abtrennung einer nach der Druckbeaufschlagung des Hohlraums am Bauteil oder an einer Bauplattform verbliebenen, nicht gebrochenen Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere Fräsen oder Laserschneiden, auf.
Bei dem Verfahren zur Berechnung von Geometriebeschreibungsdaten eines oder mehrerer Bauteils/Bauteile mit einer Stützstruktur wird mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur gezielt so gestaltet, dass die Verbindungsfläche dieser Verbindungsstelle in eine vorgegebene Richtung kontinuierlich zunimmt, so dass das Abtrennen dieser Verbindungsstelle in diese Richtung erfolgt. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Verbindungsflächen von mindestens zwei Verbindungsstellen zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder einem der Bauteile oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform gezielt ungleich gestaltet werden, so dass bei derselben Druckbelastung die Verbindungsstelle mit einer kleineren Verbindungsfläche früher bricht als die Verbindungsstelle mit einer größeren Verbindungsfläche.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die geometrische Ausrichtung von einem Teil der Wände eines Hohlraums auf der Seite der Stützstruktur in Anlehnung an eine Oberfläche berechnet, welche durch eine parallele Verschiebung von mindestens einem Teil der hohlraumbegrenzenden Bauteilfläche in eine normale Richtung zu dieser Oberfläche erfolgt.
Beispielsweise kann ein Berechnungsmodul zur Auslegung der Geometriebeschreibungsdaten eines oder mehrerer Bauteil/Bauteile mit einer Stützstruktur vorhanden sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Schnittstelle zum Export der berechneten Geometriebeschreibungsdaten vorhanden sein. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann eine Schnittstelle zum Import von Daten über die Position und Geometrie der Wirkmediumanschlüsse in der Bauplattform vorhanden sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Stützstruktur auf der Bauplattformseite genauso wie auf der Bauteilseite gestaltet sein. Das Abtrennen der Stützstruktur von einer Bauplattform kann analog zum und/oder zeitgleich mit dem Abtrennen der Stützstruktur von dem Bauteil/den Bauteilen durchgeführt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass die Abtrennung der Stützen oder zumindest eines Teils der Stützen von dem Bauteil als Resultat einer Verformung der Stützstruktur erfolgen kann, welche durch eine Druckbeaufschlagung mit einem Wirkmedium verursacht wird. Eine Druckbeaufschlagung kann durch Vorsehen der Hohlräume realisiert werden, durch welche das Wirkmedium hindurchgeleitet werden kann. Durch das Vorsehen der Hohlräume zum Hindurchleiten der Wirkmedia bekommt die Stützstruktur eine zusätzliche Funktionalität des „Selbstabtrennens“. Dabei kann ein sehr großer Teil der Stützen von dem Bauteil abgetrennt werden. Die Wände des Hohlraums sollten während der Druckbelastung bzw. des Abtrennens der Stützen halten. Sie können vom Bauteil in einem nächsten Schritt mit anderen Trennverfahren, wie z.B. Fräsen oder Laserschneiden, automatisch abgetrennt werden.
Bei den konventionellen Trennmethoden können die Stützen nur an Stellen positioniert werden, die gut zugänglich sind, so dass die nachfolgende Entfernung der Stützen möglich wäre. Beim neuen Verfahren können die Stützen auch an von außen nicht oder nur schwerlich zugängliche Stellen angeordnet werden.
Etwaige bleibende, mit dem Bauteil verbundene Wände des Hohlraums können zumindest in einer besonderen Ausführungsform vorzugsweise an von außen leicht zugänglichen Stellen positioniert werden, so dass sie in einem nachfolgenden Schritt mit Verfahren, wie z.B. Fräsen oder Laserschneiden, in einem, vorzugsweise automatisierten, Modus leicht abgetrennt werden können.
Die Druckbeaufschlagung mit einem Wirkmedium hat zumindest in einer besonderen Ausführungsform den Vorteil einer gleichmäßen Belastung (hydrostatischer Druck) des Bauteils und der Stützstruktur. Eine gleichmäßige Belastung während des Abtrennens der Stützen „verschont“ das Bauteil vor einer starken Verformung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 eine Schnittansicht eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils mit einer Stützsäuktur gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht entlang der Linie II - II in 1;
3 eine Schnittansicht eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV - IV in 3;
5 verschiedene Stadien eines Verfahrens zum automatischen Abtrennen zumindest eines Teils einer Stützstruktur von dem Bauteil gemäß den 1 und 2 oder 3 und 4 gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI - VI in 7 von einem Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII - VII in 6;
8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII - VIII in 7;
9 eine Schnittansicht entlang der Linie IX - IX in 10 von einem Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 eine Schnittansicht entlang der Linie X - X in 9;
11 eine Schnittansicht entlang der Linie XI - XI in 10;
12 verschiedene Stadien eines Verfahrens zum automatischen Abtrennen zumindest eines Teils einer Stützstruktur von dem Bauteil gemäß den 6 bis 8 oder 9 bis 11 gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 eine Schnittansicht eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 eine Schnittansicht entlang der Linie XIV - XIV in 13;
15 verschiedene Stadien eines Verfahrens zum automatischen Abtrennen zumindest eines Teils einer Stützstruktur von dem Bauteil gemäß den 13 und 14 gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 eine Schnittansicht eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 eine Schnittansicht eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 eine Schnittansicht eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 eine Schnittansicht entlang der Linie XIX - XIX in 18;
20 eine Schnittansicht eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 eine Schnittansicht entlang der Linie XXI - XXI in 20;
22 ein Detail der 20;
23 eine Schnittansicht entlang der Linie XXIII - XXIII in 22;
24 eine Variante der in der 22 gezeigten Ausführungsform;
25 eine Schnittansicht entlang der Linie XXV - XXV in 24; und
26 bis 36 Ansichten von einem Pulverbett basiert additiv gefertigten Bauteil mit einer Stützstruktur gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung.

Die 1 und 2 zeigen ein Pulverbett-basiert additiv gefertigtes Bauteil 10 mit einer Stützstruktur 12 gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Schnittansicht und entlang der Linie II - II in 1 (2). Die Stützstruktur 12 befindet sich zwischen einer unteren Bauplattform 14 und dem oberen Bauteil 10 und stützt das Bauteil 10 an Stützstellen 16 ab. Die Stützstellen 16 befinden sich an der Unterseite 18 des Bauteils. Zur Stützstruktur 12 gehören eine äußere Wand 28, die in diesem Beispiel in einem Rechteck angeordnet ist und die die Bauplattform 14 und das Bauteil 10 in diesem Beispiel direkt verbindet, sowie innere Stützelemente 30, die die Bauplattform 14 und das Bauteil 18 an den Stützstellen 16 verbinden, auf die weiter unten noch näher eingegangen werden wird. Die äußere Wand 28 ist mit rechten und linken Seiten 20 und 22 sowie vorderen und hinteren Seiten 24 und 26 des Bauteils 10 verbunden.
Das Gebilde 32 aus dem Bauteil 10, der Stützstruktur 12 und der Bauplattform 14 weist einen Hohlraum 34 auf, der von der Unterseite 18 und den Seiten 20 bis 26 des Bauteils 10 sowie von der Wand 28 der Stützstruktur 12 und von einem Teil der Oberseite 36 der Bauplattform 14 begrenzt wird und in dem sich die Stützelemente 30 befinden.
Die Wand 28 weist in diesem Beispiel einen umlaufenden nachgiebigen Wandabschnitt 38 auf, der bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums 34 eine stärkere Verformung ohne Bruch als die restliche Wand des Hohlraums 34 aufweist (siehe 5)
Damit der Hohlraum 34 mit einem Wirkmedium, wie zum Beispiel Druckluft, beaufschlagt werden kann, weist in diesem Beispiel die Bauplattform 14 eine in diesem Beispiel mittig angeordnete Öffnung (Durchgangsöffnung) 40 als Wirkmediumeinlass und ggfls. auch - auslass auf.
Wie sich aus den 1 und 2 ergibt, sind die Stützelemente 30 in diesem Beispiel nadelförmig gestaltet. Die Stützelemente 30 verjüngen sich von der Seite der Bauplattform 14 zur Seite des Bauteils 10 in diesem Beispiel kontinuierlich. In diesem Beispiel befinden sich zwölf Stützelemente 30 innerhalb des Hohlraums 34.
Die in den 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform lediglich darin, dass die Stützelemente 30 nicht nadelförmig, sondern plattenförmig gestaltet sind. Zudem sind in diesem Beispiel lediglich vier an Stelle von zwölf inneren Stützelementen 30 vorhanden.
Die in den 1 und 2 sowie 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen können beispielsweise durch ein Verfahren zur Pulverbett-basierten additiven Fertigung hergestellt sein, bzw. hergestellt werden, bei dem Pulver (nicht gezeigt), aus dem das Bauteil 10 hergestellt werden soll, lagenweise als Pulverbett (nicht gezeigt) auf eine Bauplattform 14 aufgebracht wird, das Bauteil 10 durch lokales Aufschmelzen des Pulvers lagenweise hergestellt wird und zusammen mit dem Bauteil 10 die Stützstruktur 12 hergestellt wird, die das Bauteil 10 an den Stützstellen 16 stützt, wobei das Gebilde 32 aus dem Bauteil 10, der Stützstruktur 12 und der Bauplattform 14 mit dem Hohlraum 34 hergestellt wird, der von der Unterseite 18 und den Seiten 20 bis 26 des Bauteils 10, der Wand 28, die die Bauplattform 14 und das Bauteil 10 verbindet, und der Oberseite 36 der Bauplattform 14 begrenzt wird und in dem sich die Stützelemente 30 befinden, die die Bauplattform 14 und das Bauteil 10 an den Stützstellen 16 verbinden.
Die 5 zeigt beispielhaft, wie beispielsweise bei den beiden in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen ein Abtrennen des Bauteils 10 von den oberen Enden der Stützelemente 30 an den Verbindungsstellen 42, die hier mit den Stützstellen 16 übereinstimmen, unter Druckbeaufschlagung mittels eines Wirkmediums, das unter Druck durch die Öffnung 40 in der Bauplattform 14 in diesem Beispiel von unten in den Hohlraum 34 gegeben wird. Da die Wand 28 einen nachgiebigen Wandabschnitt 38 aufweist, hält sie dem Druck P stand (s. 5(a) und (b)) und löst sie sich auch nicht an ihrem oberen Ende vom Bauteil 10, während die vorgenannten Verbindungsstellen 42 zwischen der Unterseite 18 des Bauteils 10 und den oberen Enden der Stützelemente 30 gebrochen bzw. getrennt werden (s. Figur 5(b)). Die äußeren Elemente der Stützstruktur 12, in diesem Beispiel die Wand 28, lassen sich danach beispielsweise durch vorzugsweise automatisches Fräsen am Bauteil 10 abtrennen.
Die 6 bis 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteils 100 mit einer Stützstruktur 112, die das Bauteil 100 an in diesem Beispiel drei Stützstellen bzw. -linien bzw. -flächen 116 an der Unterseite 118 des Bauteils 100 abstützt und eine äußere Wand 128, die in diesem Beispiel rechteckförmig angeordnet ist, und in diesem Beispiel ein inneres Stützelement 130 aufweist, die zwischen einer unteren Bauplattform 114 und dem oberen Bauteil 100 angeordnet ist. Genauer gesagt zeigt die 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI - VI von 7, die 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII - VII in 6 und 8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 7.
Das Gebilde 132 aus dem Bauteil 100, der Stützstruktur 112 und der Bauplattform 114 weist einen Hohlraum 134 auf, der von der Unterseite 118 des Bauteils 100, von der Wand 128 der Stützstruktur 112 und von einem Teil der Oberseite 136 der Bauplattform 114 begrenzt wird. Das in diesem Beispiel an der Unterseite 118 des Bauteils 100 mittig angeordnete und das Bauteil 100 an der Stützstelle 116 abstützende Stützelement 130 steht mit der Oberseite 136 der Bauplattform 114 nicht direkt in Verbindung, sondern ist über einen nachgiebigen Teil 138 mit der inneren Oberfläche 139 der Wand 128 verbunden. In Schnittansicht (siehe 6 und 8) weist der nachgiebige Teil 138 die Gestalt eines in diesem Beispiel symmetrischen Spitzdaches auf. Die beiden Teile 138 bilden in diesem Beispiel einen Winkel von ca. 90°.
Anders als bei den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen erfolgt die Zuführung eines Wirkmediums nicht über eine Öffnung in der Bauplattform, sondern über Öffnungen 140 und 141 als Wirkmediumeinlass und/oder-auslass.
Die in den 9 bis 11 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 6 bis 8 gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen darin, dass das Stützelement 130 nicht nadelförmig, sich von unten nach oben verjüngend gestaltet ist, sondern platten- bzw. wandförmig mit oberen, im Abstand zueinander angeordneten Durchgangsöffnungen 129 und dazwischen befindlichen Sollbruchstellen 131 ausgebildet ist. Ferner ist das nachgiebige Teil 138 in der in 11 gezeigten Schnittansicht nicht spitzdachförmig, sondern mit einer stumpfen Oberseite ausgebildet.
Die 12 zeigt nun ein Verfahren zum vorzugsweise automatischen Abtrennen zumindest eines Teils der Stützstruktur 112 der bei den in den 6 bis 11 gezeigten Ausführungsformen durch Beaufschlagung mit Druck P durch mindestens eine der Öffnungen 140 und 141, wobei dazu auch eine der Öffnungen 140 bzw. 141 zum Aufbau eines Drucks in dem Hohlraum 134 verschlossen sein bzw. werden kann. Da der Teil 138 nachgiebig ist, während das Stützelement 130 zumindest steifer als der nachgiebige Teil 138 ist, wird das obere Ende des Stützelements 130 an der Verbindungsstelle 142, die der Stützstelle 116 in der Mitte der Unterseite 118 des Bauteils 100 entspricht, abgetrennt (s. Figur 12(b)). Die äußeren Elemente der Stützstruktur 112, in diesem Beispiel die Wand 128, lassen sich danach beispielsweise durch vorzugsweise automatisches Fräsen vom Bauteil 100 abtrennen.
Die 13 und 14 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein pulverbett-basiert additiv gefertigtes Bauteil 200 gemäß einer besonderen Ausführungsform. einer vorliegenden Erfindung mit einer Stützstruktur 212, die zwischen einer unteren Bauplattform 214 und dem oberen Bauteil 200 angeordnet ist und das Bauteil 200 an in diesem Beispiel insgesamt elf Stützstellen 216 stützt. Genauer gesagt zeigt die 13 eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 14 und zeigt die 14 eine Schnittansicht entlang der Linie XIV in 13. Das Gebilde 232 aus dem Bauteil 200, der Stützstruktur 212 und der Bauplattform 214 weist einen Hohlraum 234 auf, wobei die Wand 228 des Hohlraums 234 Bestandteil eines Stützelements 230 ist, das das Bauteil 200 mit der Bauplattform 214 verbindet. Die Wand 228 des Hohlraums 234 weist einen nachgiebigen Wandabschnitt 238 auf, der bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums 234 eine stärkere Verformung ohne Bruch als die restliche Wand des Hohlraums aufweist bzw. erfährt. Das Stützelement 230 ist mit dem Bauteil 200 an einer in diesem Beispiel an der Unterseite 218 des Bauteils 200 mittig angeordneten Stützstelle 216 verbunden. An den vier Ecken der Bauplattform 214 ist das Bauteil 200 über in diesem Beispiel vier stangen- oder säulenartige Stützelemente 230 mit der Bauplattform 214 verbunden bzw. wird es darüber über der Bauplattform 214 abgestützt.
Die mittigen in diesem Beispiel vier Stützelemente 230 sind oberhalb des jeweiligen Hohlraumes 234 zur Seite des Bauteils 200 hin nadelförmig, sich von unten nach oben verjüngend, gestaltet. Unterhalb des jeweiligen Hohlraums 234 ist das jeweilige Stützelement 230 im Wesentlichen stab-bzw. säulenförmig gestaltet und weist eine Öffnung bzw. ein Kanal 240 zum Einlassen und/oder Auslassen eines Wirkmediums (nicht gezeigt).
In der 15 ist gezeigt, wie sich der jeweilige Hohlraum 234 bei Beaufschlagung mit Druck P mittels eines Wirkmediums durch den Kanal 240 aus einer im Wesentlichen ovalen Form mit vertikaler Längsachse (siehe 15(a)) in eine im Wesentlichen runde Form (siehe Figur 15(b)) gebracht wird und die Stützelemente 230 an der Verbindungsstelle 242, die der jeweiligen Stützstelle 216 entspricht, von der Unterseite 218 des Bauteils 200 abgetrennt wird.
Die 16 zeigt im Prinzip ein Bauteil 300 mit einer Stützstruktur 312 gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Stützstruktur 312 im Prinzip mehrere der beispielsweise in dem 6 bis 8 bzw. 9 bis 11 gezeigten Stützelemente 130, hier als Stützelemente 330 gekennzeichnet, umfasst. Die nachgiebigen Teile 338 stützen sich an einer äußeren Wand 328 des Hohlraums 334 sowie an den unteren Sockeln 339.
Die in der 17 gezeigte weitere Ausführungsform eines Bauteils 400 mit einer Stützstruktur 412 unterscheidet sich von der in der 16 gezeigten Ausführungsform darin, dass die nachgiebigen Teile 438 nicht symmetrisch, sondern unsymmetrisch angeordnet sind. In diesem Beispiel bilden jeweils zwei Teile 438 in Schnittansicht ein unsymmetrisches Spitzdach mit einem Winkel, der kleiner als 90° ist.
Die in der 18 gezeigte Ausführungsform eines Bauteils 500 mit einer Stützstruktur 512 unterscheidet sich von der in der 16 gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen darin, dass die Stützstruktur keine nadelförmigen Stützelemente, sondern lediglich die nachgiebigen Teile 538, die Sockel 539 und die äußere Wand 528 aufweist (siehe 18(a)). Wie sich aus der Schnittansicht entlang der Linie XIX - XIX in 18 (siehe 19) ergibt, sind entlang der Verbindungslinie 542 Durchgangsöffnungen 544 zum Durchlassen eines Wirkmediums (nicht gezeigt) vorhanden. Weiterhin zeigt die 19 eine Dicke d der linienförmigen Verbindungsstelle 516 und Sollbruchstellen 546 zwischen den Durchgangsöffnungen 544 vorhanden.
Die 20 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XX - XX in 21 (oben) und die 21 (unten) zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XXI- XXI in 20 von einem weiteren Bauteil 600 mit einer Stützstruktur 612 zwischen einer unteren Bauplattform 614 und dem oberen Bauteil 600. Die Bauplattform 614 weist zwei seitliche, sich in diesem Beispiel vertikal erstreckende Öffnungen 602 und 603 auf, die für den Einlass und/oder Auslass eines Wirkmediums (nicht gezeigt) mit einer jeweiligen Öffnung 604, 605 für einen Wirkmediumeinlass und/oder -auslass in der Stützstruktur 612 und weiteren Öffnungen 606 und 607 in einer inneren Wand 629 der Stützstruktur 612 in Wirkmediumverbindung steht, sodass ein Wirkmedium von einer Wirkmediumversorgungseinrichtung über die Wirkmediumanschlusseinrichtung 608 bzw. 609 (nur in 20 gezeigt) unter Druck in einen Hohlraum 634 gegeben werden kann.
Die 22 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XXII - XXII in 23 und die 23 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XXIII - XXIII in der 22. Es ist darin die Anordnung und Verbindung eines Stützelements 730 unterhalb der Unterseite 718 eines weiteren Bauteils 700 gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie sich in Kombination mit der 23 ergibt ist die Verbindungsstelle 742, die im Prinzip der Stützstelle 716 entspricht, eine Verbindungsfläche bzw. ein Verbindungsstreifen, dessen Breite in einer Richtung FD („Fracture Direction“) in diesem Beispiel kontinuierlich zunimmt. Dadurch lässt sich ein gezielter gerichteter Bruch des Stützelements 730 erzielen.
Die in den 24 und 25 gezeigte Ausführungsform eines Bauteils 800 unterscheidet sich von der in den 22 und 23 gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen darin, dass das Stützelement 830 im oberen Bereich nicht plattenförmig, sondern nadelförmig gestaltet ist und mehrere Stützelemente vorhanden sind.
Die 26 bis 35 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Pulverbett-basiert additiv gefertigtes Bauteil 900 gemäß einer besonderen Ausführungsform einer vorliegenden Erfindung. Das Bauteil 900 (26-28) hat drei Innenräume 936, 937 und 938 mit ellipsoiden inneren Flächen 916, 917 bzw. 918. Die inneren Flächen 916, 917 und 918 müssen im Bereich von Überhängen gestützt werden. Die 29 zeigt, dass eine zu stützende Fläche 919 wegen eines nicht möglichen Zugangs für einen Werkzeug 950 (z.B. eine Fräse) nach dem Aufbauprozess nicht nachbearbeitet werden kann. Aus diesem Grund können an die Fläche 919 im oberen Bereich angebrachte Stützelemente durch eine mechanische Nachbearbeitung nicht entfernt werden. Die 30-32 zeigen eine Stützstruktur 912, welche die Lösung der Aufgabe zur Abtrennung und Entfernung der Stützen von der unzugänglichen Fläche 919 ermöglicht. Die Stützstruktur 912 ist in den Innenräumen 936, 937 und 938 des Bauteils 900 angeordnet und stützt das Bauteil 900 an in diesem Beispiel insgesamt zehn Stützstellen 916 (fünf im oberen Bereich und weitere fünf im unteren Bereich). Das Gebilde 932 aus dem Bauteil 900 und der Stützstruktur 912 weist zwei Hohlräume 934 und 935. Eine Wand 928 des Hohlraums 934 weist einen nachgiebigen Wandabschnitt 938 auf, der bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums 934 eine stärkere Verformung ohne Bruch als die restliche Wand des Hohlraums aufweist bzw. erfährt. Der Hohlraum 935 ist komplett ein Bestandteil der Stützstruktur 912. Durch Öffnungen 942 und 943 wird aus dem Hohlraum 935 das Pulver entfernt, und zwar noch vor der Druckbeaufschlagung des anderen Hohlraums 934, so dass sich die nachgiebigen Wandabschnitte 938 während der Druckbeaufschlagung ohne Widerstand verformen könnten. Stützelemente 930 sind mit dem Bauteil 900 an mehreren Stützstellen 916 verbunden. Die Druckbeaufschlagung des Hohlraums 34 erfolgt durch das Wirkmedium (nicht gezeigt), welches durch die Öffnungen 941 und 942 hinein- und hinausgelassen wird. Die 33 zeigt die Verformung der nachgiebigen Wandabschnitte 938 nach der Druckbeaufschlagung des Hohlraums 934. Diese Verformung führt zur Abtrennung der Stützelemente 930 von dem Bauteil 900 an Verbindungstellen 942. Die 34 und 35 zeigen die nachfolgende mechanische Nachbearbeitung. Durch die Bewegungen des Werkzeugs 950 (RM - „rotation movement“, VM - „vertical movement“, HM - „horisontal movement“) wird ein großer Teil der Stützstruktur 912 aus den Innenräumen 937 und 938 entfernt Im Innenraum 936 werden auch die Stützelemente 930 an den Stellen 920 von der Stützstruktur abgetrennt Die von der Stützstruktur 912 abgetrennten verbliebenen Reste der Stützelemente 930 sind leicht über die von der Stützstruktur 912 frei gewordenen Innenräume 937 und 938 entfernbar.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in den beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

10: Bauteil
12: Stützstruktur
14: Bauplattform
16: Stützstellen
18: Unterseite
20,22,24,26: Seiten
28: Wand
30: Stützelemente
32: Gebilde
34: Hohlraum
36: Oberseite
38: Wandabschnitt
40: Öffnung
42: Verbindungsstellen
100: Bauteil
112: Stützstruktur
114: Bauplattform
116: Stützstellen
118: Unterseite
128: Wand
129: Durchgangsöffnung
130: Stützelement
131: Sollbruchstellen
132: Gebilde
134: Hohlraum
136: Oberseite
138: Teil
139: Oberfläche
140, 141: Öffnungen
200: Bauteil
212: Stützstruktur
214: Bauplattform
216: Stützstellen
218: Unterseite
228: Wand
230: Stützelemente
232: Gebilde
234: Hohlraum
238: Wandabschnitt
240: Kanal
242: Verbindungsstellen
300: Bauteil
312: Stützstruktur
314: Bauplattform
316: Stützstellen
328: Wand
330: Stützelemente
332: Gebilde
334: Hohlraum
338: Teile
339: Sockel
340,341: Öffnungen
400: Bauteil
412: Stützstruktur
414: Bauplattform
416: Stützstellen
428: Wand
430: Stützelemente
432: Gebilde
434: Hohlraum
438: Teile
439: Sockel
440,441: Öffnungen
500: Bauteil
512: Stützstruktur
514: Bauplattform
516: Stützstellen
528: Wand
532: Gebilde
534: Hohlraum
538: Teile
539: Sockel
540,541: Öffnungen
542: Verbindungslinie
544: Durchgangsöffnungen
546: Sollbruchstellen
600: Bauteil
602, 603: Öffnungen
604, 605: Öffnungen
606, 607: Öffnungen
608, 609: Wirkmediumanschlusseinrichtung
612: Stützstruktur
614: Bauplattform
616: Stützstelle(n)
628: Wand
629: Wand
630: Stützelement
632: Gebilde
634: Hohlraum
638: Teile
700: Bauteil
716: Stützstelle
718: Unterseite
730: Stützelement
738: Teile
742: Verbindungsstelle
800: Bauteil
816: Stützstelle
830: Stützelemente
838: Teile
842: Verbindungsstelle
900: Bauteil
912: Stützstruktur
916: Stützstellen
916, 917, 918: innere Flächen
919: Fläche
920: Stellen
928: Wand
930: Stützelemente
931: Stützelement
934, 935: Hohlräume
936, 937, 938: Innenräume
938: Wandabschnitt
940, 942: Öffnungen
942: Verbindungsstellen
942, 943: Öffnungen
942,: Verbindungsstelle
950: Werkzeug
b: Breite
d: Dicke
p: Druck
FD: Richtung

Claims

Verfahren zur Pulverbett-basiert additiven Fertigung von mindestens einem Bauteil, bei dem - Pulver, aus dem mindestens ein Bauteil (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) hergestellt werden soll, lagenweise als Pulverbett auf eine Bauplattform (14; 114; 214; 314; 414; 514; 614) aufgebracht wird, - das mindestens eine Bauteil durch lokales Aufschmelzen des Pulvers lagenweise hergestellt wird und - zusammen mit dem mindestens einen Bauteil eine Stützstruktur (12; 112; 212; 312; 412; 512; 612; 912) hergestellt wird, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen (16, 116; 216; 316; 416; 516; 616; 716; 816; 916) stützt, wobei ein Gebilde (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632) aus dem mindestens einen Bauteil (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900), der Stützstruktur (12; 112; 212; 312; 412; 512; 612; 912) und der Bauplattform (14; 114; 214; 314; 414; 514; 614) mit mindestens einem Hohlraum (34; 134; 234; 334; 434; 534; 634; 934; 935) hergestellt wird, der so gestaltet ist, dass bei Beaufschlagung des Hohlraums mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Druck dieser Hohlraum die Druckbelastung so lange ohne Bruch aushält, bis mindestens eine Verbindungsstelle (42; 142; 242; 842; 942) zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur durch die Druckbelastung gebrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon, einem Bestandteil der Stützstruktur, insbesondere einer Wand. der die Bauplattform und das Bauteil verbindet, und der Bauplattform begrenzt wird und in dem sich Stützelemente befinden, welche die Bauplattform und das Bauteil an den Stützstellen verbinden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon oder von der Bauplattform oder einem Teil davon und einem Bestandteil, insbesondere einer Wand, der Stützstruktur begrenzt wird, wobei die Oberfläche des Bestandteils der Stützstruktur auf der Seite des Hohlraums mit dem Bauteil oder mit der Bauplattform direkt oder/und durch Stützelemente verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wand oder die Wände des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume komplett ein Bestandteil einer Stützstruktur, insbesondere eines Stützelements, das die Bauplattform und das Bauteil an den Stützstellen verbindet, ist/sind.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Wand bzw. die Wände des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume mindestens einen nachgiebigen Wandabschnitt aufweist/aufweisen, der bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums eine stärkere Verformung ohne Bruch als die restliche Wand des Hohlraums aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine nachgiebige Wandabschnitt in Schnittansicht einen symmetrischen oder asymmetrischen Zickzacklinienverlauf oder einen symmetrischen oder asymmetrischen gebogenen Linienverlauf aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur eine Sollbruchstelle aufweist/aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsfläche von der mindestens einen Verbindungsstelle zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder mindestens einem der Bauteile und/oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform in Schnittansicht parallel zur Oberfläche des mindestens einen Bauteils oder der Bauplattform in einer Richtung, vorzugsweise kontinuierlich, zur Steuerung des Ablaufs des Abtrennens zunimmt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsflächen von mindestens zwei Verbindungsstellen zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder mindestens einem der Bauteile und/oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform in Schnittansicht parallel zur Oberfläche des Bauteils oder der Bauplattform gezielt ungleich groß gestaltet sind, so dass bei derselben Druckbelastung die Verbindungsstelle mit einer kleineren Verbindungsfläche früher bricht, als die Verbindungsstelle mit einer größeren Verbindungsfläche.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Druckbeaufschlagung stufenweise erfolgt, wobei in einer ersten Stufe ein erster Druck verwendet wird und in einer zweiten Stufe sowie allen weiteren Stufen ein immer höherer Druck verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei in der ersten Stufe der Druckbeaufschlagung nur ein erster Teil der Verbindungsstellen zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder einem der Bauteile und/oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform gebrochen wird und in der zweiten und den weiteren Stufen der Druckbeaufschlagung ein zweiter Teil und weitere Teile der Verbindungsstellen gebrochen werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Wand bzw. die Wände des Hohlraums mehrere nachgiebige Wandabschnitte aufweist/aufweisen, die so gestaltet sind, dass ein erster nachgiebiger Wandabschnitt eine höchste Verformbarkeit und ein zweiter nachgiebiger Wandabschnitt und weitere nachgiebige Wandabschnitte eine immer niedrigere Verformbarkeit bei einer selben Stufe der Druckbeaufschlagung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die nachgiebigen Wandabschnitte so gestaltet sind, dass eine Verformung des ersten nachgiebigen Wandabschnitts bei der ersten Stufe der Druckbeaufschlagung, eine Verformung des zweiten nachgiebigen Wandabschnitts bei der zweiten Stufe der Druckbeaufschlagung und eine Verformung jedes weiteren nachgiebigen Wandabschnitts bei einer entsprechenden Stufe der Druckbeaufschlagung gleich oder vergleichbar sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Hohlraum Teil eines größeren Hohlraums ist, welcher ein Bestandteil der Stützstruktur ist und separat mit Druck, vorzugsweise unterschiedlicher Stufen, beaufschlagbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, wobei das Gebilde mindestens einen Hohlraum, der teilweise von mindestens einem Bauteil begrenzt wird, und mindestens einen Hohlraum, der teilweise von der Bauplattform begrenzt wird, aufweist und wobei die Stützelemente vom mindestens einen Bauteil und von der Bauplattform abgetrennt werden, indem der mindestens eine Hohlraum, der teilweise vom mindestens einen Bauteil begrenzt wird, und der mindestens eine Hohlraum, der teilweise von der Bauplattform begrenzt wird, gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig oder zeitlich nacheinander mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Über- oder Unterdruck gezielt beaufschlagt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während oder nach der Fertigung des mindestens einen Bauteils eine Behandlung des gesamten Bauteils bzw. aller Bauteile oder eines jeweiligen Teils davon durch Hindurchleiten eines Wirkmediums durch den Hohlraum oder mindestens einen der Hohlräume durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Behandlung eine Durchleitung von Druckluft zum Entfernen von sich im Hohlraum befindendem losen Pulver umfasst und vor der Druckbeaufschlagung des Hohlraums zum Abtrennen der Verbindungsstellen zwischen dem Bauteil und der Stützstruktur oder zwischen dem Bauteil und der Bauplattform erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Behandlung eine Abkühlung oder Erwärmung oder Aufrechterhaltung einer Temperatur und/oder eine Druckbehandlung umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach Abtrennen der Stützelemente vom mindestens einen Bauteil durch die Druckbelastung eine verbliebene, nicht abgetrennte Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere durch Fräsen oder Laserschneiden, vom mindestens einen Bauteil abgetrennt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach Abtrennen der Stützelemente von der Bauplattform durch die Druckbelastung eine verbliebene, nicht abgetrennte Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere durch das Fräsen oder Drahterodieren, von der Bauplattform abgetrennt wird.
Pulverbett-basiert additiv gefertigte(s) Bauteil(e) (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) mit einer Stützstruktur (12; 112; 212; 312; 412; 512; 612; 912), die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen (16; 116; 216; 316; 416; 516; 616; 716; 816; 916) stützt, wobei ein Gebilde (32; 132; 232; 332; 432; 532; 632) aus mindestens einem Bauteil (10; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900), einer Stützstruktur (12; 112; 212; 312; 412; 512; 612; 912) und einer Bauplattform (14 114; 214; 314; 414; 514; 614) mindestens einen Hohlraum (34; 134; 234; 334; 434; 534; 634; 934; 935) aufweist, der so gestaltet ist, dass bei Beaufschlagung des Hohlraums mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Druck der Hohlraum die Druckbelastung so lange ohne Bruch aushält bis mindestens eine Verbindungsstelle (42; 142; 242; 842; 942) zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur durch diese Druckbelastung gebrochen wird.
Bauteil(e) nach Anspruch 21, wobei der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon, einem Bestandteil der Stützstruktur, insbesondere einer Wand, der die Bauplattform und das Bauteil verbindet, und der Bauplattform begrenzt wird und in dem sich Stützelemente befinden, welche die Bauplattform und das Bauteil an den Stützstellen verbinden.
Bauteil(e) nach Anspruch 21, wobei der Hohlraum oder mindestens einer der Hohlräume teilweise vom mindestens einen Bauteil, insbesondere von dessen Unterseite oder einem Teil davon oder von der Bauplattform oder einem Teil davon und einem Bestandteil, insbesondere einer Wand, der Stützstruktur begrenzt wird, wobei die Oberfläche des Bestandteils der Stützstruktur auf der Seite des Hohlraums mit dem Bauteil oder mit der Bauplattform direkt oder/und durch Stützelemente verbunden ist.
Bauteil(e) nach Anspruch 21, wobei die Wand oder die Wände des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume Bestandteil eines Stützelements ist/sind, das das mindestens eine Bauteil mit der Bauplattform oder das mindestens eine Bauteil mit einem Teil der Stützstruktur oder die Bauplattform mit einem Teil der Stützstruktur oder unterschiedliche Teile der Stützstruktur miteinander verbindet.
Bauteil(e) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, ferner umfassend mindestens einen Wirkmediumeinlass zum gezielten wahlweisen Beaufschlagen des mindestens einen Hohlraumes mit einem Wirkmedium mit einem Über- oder Unterdruck.
Bauteil(e) nach einem der Ansprüche 21 bis 25, wobei die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur und/oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur eine Sollbruchstelle aufweist/aufweisen.
Verfahren zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur von einem oder mehreren Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauteil(en), insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 26, und/oder einer Bauplattform, wobei die Stützstruktur mit dem Bauteil bzw. den Bauteilen oder der Bauplattform verbunden ist und ein Gebilde aus dem mindestens einen Bauteil, einer Stützstruktur, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen stützt, und einer Bauplattform mindestens einen Hohlraum umfasst, umfassend Beaufschlagen des mindestens einen Hohlraums mit einem Wirkmedium mit einem vorgebbaren Druck derart, dass zumindest eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur oder mindestens eine Verbindungsstelle zwischen unterschiedlichen Teilen der Stützstruktur durch die Druckbelastung gebrochen wird.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20 und 27, umfassend - ein Bauraumgehäuse mit einer Bauplattform zur Abstützung eines oder mehrerer Pulverbett-basiert additiv zu fertigenden Bauteils/Bauteile, - eine Schichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung jeweiliger Pulverschichten auf der Bauplattform, - eine Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung der jeweils zuletzt präparierten Pulverschicht auf der Bauplattform nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des oder der zu fertigenden Bauteils/Bauteile und der zugehörigen Stützstruktur und - eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bestrahlungseinrichtung nach Maßgabe der Geometriebeschreibungsdaten.
Anlage nach Anspruch 28, ferner umfassend eine Wirkmediumversorgungseinrichtung, die zum gesteuerten Beaufschlagen des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume mit mindestens einem Wirkmedium mit einer Wirkmediumanschlusseinrichtung des Bauteils oder mindestens eines der Bauteile und/oder der Stützstruktur in Fluidverbindung bringbar ist.
Anlage nach Anspruch 28 oder 29, ferner umfassend eine in dem Bauraumgehäuse integrierte oder davon separate Nachbearbeitungseinrichtung zur Abtrennung einer, nach der Druckbeaufschlagung des Hohlraums am Bauteil oder an einer Bauplattform verbliebenen, nicht gebrochenen Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere Fräsen oder Laserschneiden.
Anlage oder Anlagenmodul zum automatischen Abtrennen einer Stützstruktur von einem oder mehreren Pulverbett-basiert additiv gefertigten Bauleil(en), insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 26, und/oder einer Bauplattform, wobei die Stützstruktur mit dem Bauteil bzw. den Bauteilen oder Bauplattform verbunden ist und ein Gebilde aus dem mindestens einen Bauteil, einer Stützstruktur, die das mindestens eine Bauteil an Stützstellen stützt, und einer Bauplattform mindestens einen Hohlraum umfasst, umfassend eine Wirkmediumversorgungseinrichtung, die zum gesteuerten Beaufschlagen des Hohlraums oder mindestens eines der Hohlräume mit mindestens einem Wirkmedium mit einer Wirkmediumanschlusseinrichtung des Bauteils oder mindestens eines der Bauteile und/oder der Stützstruktur in Fluidverbindung bringbar ist
Anlage nach Anspruch 31, ferner umfassend eine Nachbearbeitungseinrichtung zur Abtrennung einer, nach der Druckbeaufschlagung des Hohlraums am Bauteil oder an einer Bauplattform verbliebenen, nicht gebrochenen Wand des Hohlraums mittels eines anderen Trennverfahrens, insbesondere Fräsen oder Laserschneiden.
Bauplattform zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, umfassend mindestens eine Wirkmediumanschlusseinrichtung für eine Wirkmediumversorgung.
Verfahren zur Berechnung von Geometriebeschreibungsdaten eines oder mehrerer Bauteils/Bauteile mit einer Stützstruktur nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei für einen vorgebbaren Druck die Geometrie der Stützstruktur so ausgelegt wird, dass die Dehnung jedes Punktes der Wand des Hohlraums oder eines der Hohlräume unter Druckbelastung niedriger als der Wert der Bruchdehnung eines Materials ist, aus dem das Bauteil gebaut werden soll, und an mindestens einer Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder mindestens einer Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur eine Dehnung erreicht wird, welche gleich oder höher ist als der Wert der Bruchdehnung des Materials, aus welchem das Bauteil gebaut werden soll.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei mindestens eine Verbindungsstelle zwischen dem Bauteil oder einem der Bauteile und der Stützstruktur oder die mindestens eine Verbindungsstelle zwischen der Bauplattform und der Stützstruktur gezielt so gestaltet wird, dass die Verbindungsfläche dieser Verbindungsstelle in eine vorgegebene Richtung kontinuierlich zunimmt, so dass das Abtrennen dieser Verbindungsstelle in diese Richtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei die Verbindungsflächen von mindestens zwei Verbindungsstellen zwischen der Stützstruktur und dem Bauteil oder einem der Bauteile oder zwischen der Stützstruktur und der Bauplattform gezielt ungleich gestaltet werden, so dass bei derselben Druckbelastung die Verbindungsstelle mit einer kleineren Verbindungsfläche früher bricht als die Verbindungsstelle mit einer größeren Verbindungsfläche.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 36, wobei die geometrische Ausrichtung von einem Teil der Wände eines Hohlraums auf der Seite der Stützstruktur in Anlehnung an eine Oberfläche berechnet wird, welche durch eine parallele Verschiebung von mindestens einem Teil der hohlraumbegrenzenden Bauteilfläche in eine normale Richtung zu dieser Oberfläche erfolgt.
Computerprogrammprodukt, das computerlesbare Anweisungen enthält, die, wenn sie auf einem geeigneten System ausgeführt werden, ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 20 und 33 bis 37 ausführen.