DE102017112849A1

DE102017112849A1 - Verfahren und Vorrichtung zur drahtgebundenen additiven Fertigung

Info

Publication number: DE102017112849A1
Application number: DE102017112849.2A
Authority: DE
Inventors: Igor Haschke
Original assignee: Scansonic Holding Se
Current assignee: Big Holding Se De
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2018-09-20
Also published as: WO2018166555A1; DE102017126354A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtgebundenen additiven Fertigung von lagenweise aufgebauten Formkörpern (5). Der additive Aufbau des Formkörpers (5) erfolgt mittels mehrerer parallel nebeneinander angeordneter, ein Drahtpaket bildender Einzeldrähte (4), die mit jeweils individuellem Drahtvorschub in den Bereich einer Schweißzone gefördert werden. Unter Aufschmelzung und Abscheidung der Drahtwerkstoffe wird die jeweilige Formkörperlage (6) in der Schweißzone gebildet. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gewährleisten eine hohe Prozessstabilität der drahtgebundenen additiven Formkörperherstellung bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur additiven Fertigung eines aus einzelnen Formkörperlagen aufgebauten Formkörpers durch Aufschmelzen und Abscheiden drahtförmiger Werkstoffe mittels eines Energiestrahls, vorzugsweise eines Laser- oder Elektronenstrahls.
Zur additiven Fertigung von Formkörpern - häufig auch als 3D-Druck bezeichnet - haben sich verschiedene Verfahren etabliert, u. a. die aus der Schweißtechnik bekannten Verfahren, bei denen ein abschmelzender Schweißdraht über eine Drahtzuführeinrichtung kontinuierlich nachgeführt wird.
Die additive Fertigung von Formkörpern mittels derartiger drahtgebundener Verfahren erfolgt in bekannter Weise in mehreren Formkörperlagen auf einer Druckplattform bzw. auf den bereits fertiggestellten Formkörperlagen. Der drahtförmige Werkstoff wird mittels einer aus der Schweißtechnik bekannten Drahtzuführeinrichtung in den Bereich der Schweißzone am Spot des Energiestrahls auf der Formkörperoberfläche gefördert, wobei der Drahtwerkstoff infolge des Energieeintrages an der Drahtspitze in den schmelzflüssigen Zustand übergeht. Nach Kontakt des schmelzflüssigen Materials mit der Formkörperoberfläche bildet sich im Bereich der Schweißzone das Schweißgut aus, welches nach seiner Erstarrung Bestandteil des Formkörpers wird. Durch die Relativbewegung des Formkörpers gegenüber der Vorrichtung zur additiven Fertigung entstehen die einzelnen Formkörperlagen aus dem Schweißgut.
Die bekannten drahtgebundenen additiven Fertigungsverfahren besitzen jedoch den Nachteil, dass die Abschmelzleistung und folglich die Geschwindigkeit des Formkörperaufbaus durch den Drahtdurchmesser selbst begrenzt sind. Zudem ist nachteilig, dass die Höhe einer Formkörperlage im Hinblick auf die Stabilität des schmelzflüssigen Schweißgutes nicht beliebig erhöht werden kann.
Die Erhöhung der Auftragsrate ist durch Verwendung von Bändern statt Drähten möglich. Ein solches Bandschweißverfahren ist bekannt aus DE 10 2010 010 148 A1 : Mittels eines Lasers wird ein bandförmiger Lagerwerkstoff aufgeschmolzen und auf die Oberfläche eines zu beschichtenden Bauteils aufgetragen. Dies führt zur signifikanten Erhöhung der Auftragsleistung im Vergleich zur Auftragschweißung mit Einzeldraht.
Durch die Verwendung von Bändern statt Drähten kann die Auftragsrate zwar auch bei der additiven Fertigung deutlich erhöht werden, im Hinblick auf die erforderliche Formgenauigkeit beim endkonturnahen 3D-Druck haben sich Bänder jedoch als nachteilig erwiesen, da die Formanpassung des Bandes mit seiner feststehenden Geometrie an die sich stetig ändernde Geometrie beim additiven Aufbau von Formkörpern nicht möglich ist. Zudem kann es zum Verkanten des zugeführten Bandes beim Aufbau von nebeneinander abgeschiedenen Formkörperlagen kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtgebundenen additiven Fertigung von Formkörpern bereitzustellen, welche eine prozessstabile, endkonturnahe Formkörperherstellung mit hoher Aufbaurate ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen nach den Ansprüchen 1 bzw. 6 gelöst; zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5 sowie 7 bis 13.
Nach Maßgabe der Erfindung wird bei der drahtgebundenen additiven Fertigung eines aus einzelnen Formkörperlagen aufgebauten Formkörpers ein Drahtpaket aus mehreren parallel nebeneinander (kammartig) angeordneten Einzeldrähten mittels einer Drahtzuführvorrichtung in den Bereich einer Schweißzone gefördert, wobei der Drahtvorschub für jeden Einzeldraht im Drahtpaket individuell steuerbar ist. D. h., die Einzeldrähte können mit unterschiedlichen Drahtvorschubgeschwindigkeiten in die Schweißzone gefördert werden. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit der Einzeldrähte kann bei Bedarf komplett gestoppt werden; auch eine negative Drahtvorschubgeschwindigkeit, d. h. das „Zurückziehen“, der Einzeldrähte, ist machbar. Unter individuell steuerbarem Drahtvorschub wird also auch das Stoppen und Zurückfahren der Einzeldrähte verstanden.
Die Einzeldrähte können je nach Anwendungsfall einen kreisförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen. Zudem ist es möglich, unterschiedliche Materialien für die Einzeldrähte zu verwenden, wobei zumindest einer der Drahtwerkstoffe aus dem Werkstoff des herzustellenden Formkörpers besteht.
Der Energieeintrag zum Aufschmelzen der Einzeldrähte und der Formkörperoberfläche erfolgt erfindungsgemäß mittels eines Energiestrahls, vorzugsweise eines Laser- oder Elektronenstrahls, in der Schweißzone am Spot, d. h. an der Auftrefffläche, des Energiestrahls auf der Formkörperoberfläche. Im Bereich der Schweißzone bildet sich nach dem Abscheiden der aufgeschmolzenen Drahtwerkstoffe durch Vermischung mit dem angeschmolzenen Formkörpermaterial an der Formkörperoberfläche das schmelzflüssige Schweißgut aus, welches anschließend zu einer neuen Formkörperlage erstarrt.
Die Vorrichtung zur drahtgebundenen additiven Fertigung weist einen Strahlgenerator zur Erzeugung des Energiestrahls und die Drahtzuführeinrichtung mit mehreren Einzeldrahtförderern auf. Erfindungsgemäß ist jedem Einzeldraht im Drahtpaket ein Einzeldrahtförderer zur individuellen Steuerung des Drahtvorschubes des jeweiligen Einzeldrahtes zugeordnet.
Die Fertigung der Formkörper erfolgt in bekannter Weise auf einer Druckplattfform, auf welcher der Formkörper aufgebaut wird, wobei vorgesehen sein kann, dass die Druckplattform nach Fertigstellung jeweils einer Formkörperlage um die Höhe dieser Formkörperlage in vertikaler Richtung nach unten bewegt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Drahtzuführeinrichtung entsprechend des lagenweisen Wachsens des Formkörpers in der Höhe nachgeführt wird, während die Druckplattform unbewegt ist.
Der Formkörper wird während der additiven Fertigung relativ zur Drahtzuführeinrichtung in der Ebene der Formkörperoberfläche bewegt, zum Beispiel indem die Druckplattform mit dem darauf aufgebauten Formkörper translatorisch oder rotarisch in gleichbleibender Höhe in Bezug zur Drahtzuführvorrichtung verschoben wird. Alternativ kann auch die Drahtzuführeinrichtung gemeinsam mit dem Strahlgenerator relativ zum feststehenden Formkörper bewegt werden.
Die Realisierung aller Bewegungsmöglichkeiten ist durch Implementierung allgemein bekannter Mehrachsbewegungssysteme für Bearbeitungsmaschinen erreichbar.
Durch das Verfahren und die Vorrichtung ist die drahtgebundene additive Formkörperfertigung mit hoher Aufbaurate ermöglicht: Die Formkörperlagen von Wänden des Formkörpers können bei entsprechender Breite des Drahtpaketes in einem Übergang hergestellt werden - im Unterschied zur Fertigung mit einem Einzeldraht, die häufig erfordert, Material in mehreren Bahnen Material abzuscheiden, um die gleiche Fläche zu füllen. Der Aufbau von Formkörpern ist folglich deutlich schneller und wirtschaftlicher realisierbar als mit vergleichbaren Einzeldrahtverfahren und -vorrichtungen.
Gleichfalls wird durch die Individualsteuerung der Einzeldrähte im Drahtpaket ein stabiler Fertigungsprozess gewährleistet. Verkanten - wie bei Bandschweißverfahren - wird aufgrund der Flexibilität des Drahtpaketes vermieden. Die Einzeldrahtsteuerung erlaubt zudem den schnellen Wechsel bei sich ändernden Konturen der Geometrie des Formkörpers. Die Breite der aufgebauten Formkörperlage kann durch die Ab- und Zuschaltung der Einzeldrähte der Sollkontur des Formkörpers angepasst werden; bei gekrümmter Bauteilgeometrie, zum Beispiel bei gebogenen Formkörperwänden, werden die Einzeldrähte im Außenradiusbereich mit höherer Drahtvorschubgeschwindigkeit in die Schweißzone gefördert als im Innenradiusbereich.
Vorteilhafterweise werden die in einer Linie parallel angeordneten Einzeldrähte im Drahtpaket fortwährend senkrecht zur veränderlichen Relativbewegungsrichtung des Formkörpers ausgerichtet, d. h., das Drahtpaket ist während der additiven Formkörperfertigung vorzugsweise immer quer zur Relativbewegung des Formkörpers orientiert. Dadurch wird die Abscheidung des abgeschmolzenen Drahtwerkstoffes in voller Breite des Drahtpaketes ermöglicht. Eine gegenseitige Überlappung der Einzeldrähte wird vermieden.
Die Vorrichtung ist dazu erfindungsgemäß um eine parallel zu den Einzeldrähten angeordnete Achse drehbar gelagert. Bei gewöhnlichem, bestimmungsgemäßem Gebrauch entspricht diese Drehachse der Höhenachse der Vorrichtung, d. h. die Vorrichtung ist um die Normale zur Ebene der Formkörperoberfläche rotierbar. Die rotatorische Lagerung ist zum Beispiel Teil eines Mehrachsbewegungssystems.
Weiterhin kann die Drahtzuführeinrichtung mit vergleichbaren Mitteln - entkoppelt vom Stahlgenerator - um eine parallel zu den Einzeldrähten angeordnete Achse drehbar gelagert sein.
Diese Ausführung der Vorrichtung ermöglicht es, die Einzeldrähte, die im Drahtpaket innerhalb einer Linie parallel zueinander angeordnet sind, schräg zur Relativbewegungsrichtung des Formkörpers auszurichten, wobei die Ausrichtung der Einzeldrahtlinie zur Relativbewegungsrichtung vorzugsweise in einem Winkelbereich von 45° bis 135° verändert wird. Durch Variation der Ausrichtung des Drahtpaketes während der Formkörperfertigung kann die quer zur Relativbewegungsrichtung wirksame Drahtpaketbreite, d. h. die Projektionsbreite des Drahtpaketes in Relativbewegungsrichtung, verändert werden, sodass stufenlose Wanddickenänderungen bei der Formkörperherstellung realisierbar sind.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Scanneroptik umfasst, die es ermöglicht, den Energiestrahl in vorgegebener Weise abzulenken und den Spot des Energiestrahls auf der Formkörperoberfläche gezielt zu positionieren. Bekannte Ausführungen derartiger Scanneroptiken sind zum Beispiel Laserscanner mit beweglichen Spiegeln.
Mittels einer solchen Scanneroptik kann der Spot des Energiestrahls zum Beispiel durch pendelnde Hin- und Herbewegung das Drahtpaket quer zur Relativbewegung überstreichen und die Einzeldrähte punktuell aufschmelzen; es entstehen räumlich eng begrenzte Schweißzonen. Durch die Verringerung des lokalen Schmelzbadvolumens wird die Genauigkeit der Formkörperherstellung ohne Einbuße der Auftragsrate verbessert.
Eine Alternative dazu - mit geringerem gerätetechnischem Aufwand - stellt die Anwendung einer Strahlgenerators dar, der einen Energiestrahl mit linienförmigem, über die gesamte Breite des Drahtpaketes reichendem Spot erzeugt. In dieser Ausführung kann durch Variation der Spotlinienbreite die Energiezufuhr bzw. die Größe der Schweißzone verändert werden.
Weiterhin kann der Strahlgenerator auch derart ausgebildet sein, dass mehrere Energiestrahlen erzeugbar sind, die in separaten Einzelspots auf das Drahtpaket auftreffen. Dies ermöglicht wiederum, die Einzeldrähte punktuell aufschmelzen.
Die Abschmelzrate der Einzeldrähte ist zudem - in bekannter Weise - durch positions- und zeitabhängige Veränderung der Energiestrahlleistung steuerbar.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird jeder Einzeldraht mittels der Drahtzuführeinrichtung vorgebogen. Dazu besitzt die Drahtzuführeinrichtung eine oder mehrere Drahtbiegeeinheiten mittels der die Einzeldrähte in Richtung der Formkörperoberfläche gekrümmt werden. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit wird gleichzeitig so gesteuert, dass jeder der Einzeldrähte die Formkörperoberfläche ununterbrochen im Bereich der Schweißzone unter einem Winkel von weniger als 45° berührt. Dadurch bildet jeder Einzeldraht zwischen Drahtzuführeinrichtung und Formkörper ein Federelement, welches den jeweiligen Einzeldraht an die Formkörperoberfläche anpresst. Der Einzeldraht liegt also stets an der Formkörperoberfläche unter Spannung auf. Durch den individuell einstellbaren Drahtvorschub der Einzeldrähte ist die Andruckkraft jedes Federelementes drahtspezifisch steuerbar. Zudem kann der Biegeradius und damit gleichfalls die Andruckkraft über die Drahtbiegeeinheit verändert bzw. gesteuert werden.
Ein Vorteil bei Anwendung der Drahtbiegeeinheiten ist, dass die vorgebogenen Einzeldrähte stets an der Formkörperoberfläche anliegen; aufwendige Höhenmessungen der aktuellen Formkörpergeometrie, um einen Einzeldraht exakt in Bezug zur Formkörperoberfläche zu positionieren, werden vermieden.
Die Position der Drahtspitze kann ebenso wie der Drahtbiegeradius mittels einer optischen Sensoreinrichtung detektiert werden; die Drahtvorschubgeschwindigkeit ist auf Basis dieser Überwachungsparameter regelbar. Ein optischer Sensor kann zum Beispiel koaxial um den Energiestrahl angeordnet sein.
Durch optische Sensoreinrichtungen ist zudem die Formkörpergeometrie, d. h. die Höhe und Form der einzeln aufgebauten Formkörperlagen, in situ während des Formkörperaufbaus messbar - zum Beispiel im Lichtschnittverfahren. Die Geometriedaten der so ermittelten Ist-Geometrie des Formkörpers können mit Vorgabedaten verglichen werden und ermöglichen auf dieser Basis eine adaptive Prozesssteuerung.
Des Weiteren kann die optische Sensoreinrichtung zum Detektieren der Wärmestrahlung aus dem Bereich der Schweißzone ausgebildet sein, wobei mit deren Hilfe Drahttemperaturen ebenso wie Oberflächentemperaturen des Formkörpers in der Schmelzzone oder angrenzend zur Schmelzzone zwecks Prozessüberwachung oder -regelung bestimmt werden. Auch die zeitabhängigen Temperaturänderungen, zum Bespiel Abkühlraten, sind zur Prozesskontrolle und -regelung geeignet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden nur spezifische Einzeldrähte durch den Energiestrahl aufgeschmolzen. Es ist möglich, die am Rand des Drahtpaketes angeordneten Einzeldrähte unaufgeschmolzen durch die Schweißzone zu fördern und als Stütze für das schmelzflüssige Schweißgut zu verwenden. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit wird dazu zum Beispiel so hoch gewählt, dass die Einzeldrähte beim Passieren der Schweißzone im festen Zustand verbleiben.
Die unaufgeschmolzenen Einzeldrähte können weiterhin nach Berührung des Formkörpers im Bereich der Schweißzone wieder vom Bauteil weggeführt werden, zum Beispiel in eine Kühlvorrichtung oder in eine Oszillationsvorrichtung. Durch gezielte Kühlung bzw. Schwingungsanregung der Einzeldrähte kann verhindert werden, dass die Einzeldrähte eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Schweißgut eingehen oder am bestehenden Formkörper haften. Alternativ können auch Einzeldrähte aus nicht schmelzbaren Werkstoffen, zum Beispiel Keramikdrähte, verwendet werden.
Die beschriebenen Maßnahmen für die Randdrähte des Drahtpaketes zur Stützung des schmelzflüssigen Schweißgutes in der Schweißzone können auch für Einzeldrähte innerhalb des Drahtpaketes angewandt werden. So ist es möglich, Formkörperwände mit Innenkanälen additiv aufzubauen.
Die Druckplattform kann zur Verminderung von Verzug, zur Einsparung von Laserleistung oder zum Spannen von Aufschweißelementen beheizt sein. Die Beheizung ist bevorzugt regelbar ausgeführt; Drahttemperatur, Schweißguttemperatur, Abkühlrate, Formkörperoberflächentemperatur sind geeignete Prozessparameter zur Steuerung der Heizung der Druckplattform. Die Verwendung der beheizten Druckplattform ist förderlich zur Vermeidung von Rissbildung und Verzug sowie zur Ausbildung eines homogenen Werkstoffgefüges.
Das Verfahren und die Vorrichtung zur drahtgebundenen additiven Fertigung sind anhand der folgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Dazu zeigen

1: die Vorrichtung zur additiven Fertigung in Perspektivansicht, und
2: die Vorrichtung mit einer Scanneroptik im Längsschnitt.

Die in einer Linie parallel nebeneinander angeordneten Einzeldrähte 4 des Drahtpaketes werden - gemäß 1 - mittels der Drahtzuführeinrichtung 3 zur Formkörperoberfläche 7 des Formkörpers 5 gefördert. Der mittels des Strahlgenerators 1 erzeugte Energiestrahl 2 pendelt quer zur Relativbewegung 19 des Formkörpers 5 hin und her (vgl. Doppelpfeil). Am Spot des Energiestrahls 2 bildet sich die Schweißzone aus, in der die Einzeldrähte 4 abgeschmolzen werden. Das schmelzflüssige Schweißgut erstarrt zur Formkörperlage 6.
Der Strahlgenerator 1 nach 2 ist ein Laserstrahlgenerator dessen Energiestrahl 2, d. h. der Laserstrahl, über eine Scanneroptik 10 mit der Kollimationseinheit 14, der passiven Ablenkungseinheit 12, der Fokussiereinheit 13 und der aktiven Ablenkungseinheit 11 zur Formkörperoberfläche 7 gelenkt wird. Die Drahtzuführeinrichtung 3 weist die Drahtbiegeeinheiten 9 auf (in 2 ist nur eine der Drahtbiegeeinheiten 9 dargestellt), wobei für jeden Einzeldraht 4 eine separate Drahtbiegeeinheit 9 vorhanden ist, mittels der jeder Einzeldraht 4 gleichzeitig individuell gefördert und gebogen wird. Die Drahtzuführeinrichtung 3 ist federnd an der Aufhängung 8 befestigt.
Nach dem Aufschmelzen der Einzeldrähte 4 in der Schweißzone und dem Abscheiden des aufgeschmolzenen Schweißgutes bildet sich wiederum die Formkörperlage 6 des Formkörpers 5 aus.
Die Messstrahlung 17, d. h. Licht oder Wärmestrahlung, wird mittels der Sensoreinrichtung 18 neben der Scanneroptik 10 und/oder durch die Kamera 16 innerhalb der Scanneroptik 10 detektiert.
Bezugszeichenliste

1: Strahlgenerator
2: Energiestrahl
3: Drahtzuführeinrichtung
4: Einzeldraht
5: Formkörper
6: Formkörperlage
7: Formkörperoberfläche
8: Aufhängung für Drahtzuführeinrichtung
9: Drahtbiegeeinheit
10: Scanneroptik
11: aktive Ablenkungseinheit
12: passive Ablenkungseinheit
13: Fokussiereinheit
14: Kollimationseinheit
15: Kamera-Fokussiereinheit
16: Kamera
17: Messstrahlung
18: Sensoreinrichtung
19: Relativbewegung des Formkörpers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010010148 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur additiven Fertigung eines aus einzelnen Formkörperlagen (6) aufgebauten Formkörpers (5), wobei mittels einer Vorrichtung, aufweisend eine Drahtzuführeinrichtung (3) und einen Strahlgenerator (1) zur Erzeugung eines Energiestrahls (2), drahtförmige Werkstoffe im Bereich einer Schweißzone am Spot des Energiestrahls (2) auf der Formkörperoberfläche (7) unter Ausbildung einer Formkörperlage (6) aufgeschmolzen und abgeschieden werden, wobei der Formkörper (5) gleichzeitig relativ zur Drahtzuführeinrichtung (3) in der Ebene der Formkörperoberfläche (7) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Drahtzuführeinrichtung (1) mehrere parallel nebeneinander angeordnete, ein Drahtpaket bildende Einzeldrähte (4) mit individuell für jeden Einzeldraht (4) gesteuertem Drahtvorschub in den Bereich der Schweißzone gefördert werden.
Verfahren zur additiven Fertigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrähte (4) im Drahtpaket in einer Linie parallel zueinander angeordnet sind, wobei sie fortwährend senkrecht zur Relativbewegungsrichtung des Formkörpers (5) ausgerichtet werden.
Verfahren zur additiven Fertigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrähte (4) im Drahtpaket in einer Linie parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Ausrichtung der Einzeldrahtlinie zur Relativbewegungsrichtung des Formkörpers (5) in einem Winkelbereich von 45° bis 135° während des Formkörperaufbaus verändert wird.
Verfahren zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrähte (4) mittels eines oder mehrerer Drahtbiegeeinheiten (9) so vorgekrümmt und mit einer solchen Drahtvorschubgeschwindigkeit gefördert werden, dass jeder der Einzeldrähte (4) die Formkörperoberfläche (7) ununterbrochen im Bereich der Schweißzone unter einem Winkel von weniger als 45° berührt.
Verfahren zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtvorschubgeschwindigkeit vorgegebener Einzeldrähte (4) des Drahtpaketes derart hoch gewählt wird, dass diese Einzeldrähte (4) die Schweißzone unaufgeschmolzen passieren.
Verfahren zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spot des Energiestrahls (2) mittels einer Scanneroptik (9) quer zum Drahtpaket pendelnd bewegt wird und die Leistung des Energiestrahls (2) so gesteuert wird, dass das durch die Schweißzone geförderte Drahtpaket positionsabhängig aufgeschmolzen wird oder unaufgeschmolzen bleibt.
Vorrichtung zur additiven Fertigung eines aus einzelnen Formkörperlagen (6) aufgebauten Formkörpers (5) durch Aufschmelzen und Abscheiden drahtförmiger Werkstoffe im Bereich einer Schweißzone am Spot eines Energiestrahls (2) auf der Formkörperoberfläche (7), wobei die Vorrichtung eine Drahtzuführeinrichtung (3) und einen Strahlgenerator (1) zur Erzeugung des Energiestrahls (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtzuführeinrichtung (3) mehrere Einzeldrahtförderer aufweist, mittels derer mehrere parallel nebeneinander angeordnete, ein Drahtpaket bildende Einzeldrähte (4) in den Bereich der Schweißzone förderbar sind, wobei der Drahtvorschub jedes Einzeldrahtes (4) mittels des dem jeweiligen Einzeldraht (4) zugeordneten Einzeldrahtförderers individuell steuerbar ist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Scanneroptik (10) zur steuerbaren Ablenkung des Energiestrahls (2), einen Strahlgenerator mit linienförmigen Spot oder einen Strahlgenerator zur Erzeugung mehrerer separater Einzelspots aufweist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung um eine parallel zu den Einzeldrähten (4) angeordnete Achse drehbar gelagert ist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtzuführeinrichtung (3) um eine parallel zu den Einzeldrähten (4) angeordnete Achse drehbar gelagert ist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtzuführeinrichtung (3) eine oder mehrere Drahtbiegeeinheiten (9) zur Krümmung der Einzeldrähte (4) vor deren Förderung in den Bereich der Schweißzone aufweist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine optische Sensoreinrichtung zur Positionsbestimmung der Einzeldrähte (4) auf der Formkörperoberfläche (7), zur geometrischen Vermessung des Formkörpers (5) und/oder zur Detektion von Wärmestrahlung aufweist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine beheizbare Druckplattform zum Aufbau des Formkörpers (5) darauf aufweist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine oder mehrere Kühlvorrichtungen zur Kühlung der Einzeldrähte (4) aufweist.
Vorrichtung zur additiven Fertigung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine oder mehrere Oszillationsvorrichtungen zur Schwingungsanregung der Einzeldrähte (4) aufweist.