DE102017210392A1 - Method and device for the additive production of a component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils (3), bei dem eine Bauteilgeometrie für ein zu fertigendes Bauteil (3) vorgegeben wird, und nacheinander mehrere Materiallagen (12) bereitgestellt und jeweils mit wenigstens einem Energie-, insbesondere Laserstrahl (6) gemäß der vorgegebenen Bauteilgeometrie lokal aufgeschmolzen werden, wobei jeweils eine Lage (12) bereitgestellt und mittels des wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahls (6) aufgeschmolzen und anschließend auf der zuvor aufgeschmolzenen Lage (12) die nächste Lage (12) bereitgestellt und mittels des wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahls (6) aufgeschmolzen wird, wobei die Materiallagen in Form von Folien (12) bereitgestellt werden. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur additiven Herstellung eines Bauteils (3).The invention relates to a method for the additive production of a component (3), in which a component geometry for a component to be manufactured (3) is specified, and several material layers (12) are successively provided and each with at least one energy, in particular laser beam (6). locally melted in accordance with the predetermined component geometry, each provided a layer (12) and melted by means of at least one energy, in particular laser beam (6) and then provided on the previously molten layer (12) the next layer (12) and by means of at least one energy, in particular laser beam (6) is melted, wherein the material layers are provided in the form of films (12). Moreover, the invention relates to a device for the additive production of a component (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils, bei dem

  • - eine Bauteilgeometrie für ein zu fertigendes Bauteil vorgegeben wird, und
  • - nacheinander mehrere Materiallagen bereitgestellt und jeweils mit wenigstens einem Energie-, insbesondere Laserstrahl gemäß der vorgegebenen Bauteilgeometrie lokal aufgeschmolzen werden, wobei jeweils eine Lage bereitgestellt und mittels des wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahls aufgeschmolzen und anschließend auf der zuvor aufgeschmolzenen Lage die nächste Lage bereitgestellt und mittels des wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahls aufgeschmolzen wird.
The invention relates to a method for the additive production of a component, in which
  • - Given a component geometry for a component to be manufactured, and
  • - Provided successively several layers of material and are locally melted with at least one energy, in particular laser beam according to the predetermined component geometry, each provided a layer and melted by means of at least one energy, in particular laser beam and then provided on the previously molten layer, the next layer and is melted by means of the at least one energy, in particular laser beam.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur additiven Herstellung eines Bauteils, umfassend

  • - einen insbesondere oberhalb einer Arbeitsplattform definierten Arbeitsbereich,
  • - Mittel zur Bereitstellung übereinanderliegender Materiallagen in dem Arbeitsbereich, und
  • - eine Energiestrahl-, insbesondere Laserstrahleinrichtung, die ausgebildet und eingerichtet ist, um wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahl zu emittieren und in dem Arbeitsbereich bereitgestellte Materiallagen mit dem wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahl gemäß einer vorgegebenen Bauteilgeometrie lokal aufzuschmelzen.
Moreover, the invention relates to a device for the additive production of a component, comprising
  • a working area defined in particular above a work platform,
  • - means for providing superimposed material layers in the work area, and
  • - An energy beam, in particular laser beam device, which is designed and adapted to emit at least one energy, and laser beam in the work area provided material layers with the at least one energy, especially laser beam locally according to a predetermined component geometry.

Bauteile, insbesondere solche mit komplexen geometrischen Formen, lassen sich durch spanenden Fertigungsverfahren nur vergleichsweise aufwendig bzw. unter Umständen nicht realisieren. Hier haben sich in den vergangenen Jahren als Alternativen additive Fertigungsverfahren hervorgetan.Components, in particular those with complex geometrical shapes, can not be realized comparatively costly or under certain circumstances by machining production methods. In recent years, alternatives have emerged as additive additive manufacturing processes.

Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von Bauteilen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Als Beispiel für ein solches Verfahren sei das selektive Laserschmelzen (englisch: Selective Laser Melting - SLM) aus dem Pulverbett genannt. Hierbei handelt es sich um ein Aufbauverfahren, bei dem nacheinander eine Vielzahl von pulverförmigen Materiallagen übereinanderliegend bereitgestellt und jede Lage mittels eines oder mehrerer Energie-, insbesondere Laserstrahlen gemäß einer vorgegebenen Bauteilgeometrie lokal aufgeschmolzen wird. Dabei werden so viele Lagen bereitgestellt, und jeweils mit dem wenigstens einen Energiestrahl gescannt, bis das herzustellende Bauteil fertiggestellt ist.Method and apparatus for the additive production of components are well known in the prior art. An example of such a method is the selective laser melting (SLM) from the powder bed called. This is a build-up method in which a multiplicity of powdery layers of material are successively provided one above the other and each layer is locally melted by means of one or more energy beams, in particular laser beams, according to a predetermined component geometry. In this case, so many layers are provided, and each scanned with the at least one energy beam until the component to be produced is completed.

Aus der DE 10 2014 222 302 A1 beispielsweise gehen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur additiven Herstellung von Bauteilen durch SLM aus dem Pulverbett hervor. Der schichtweise Aufbau eines Bauteils erfolgt dabei auf einer den Boden eines Fertigungszylinders bildenden höhenverstellbaren Arbeitsplattform und es sind Mittel zur Bereitstellung von Pulverlagen vorgesehen, die einen neben der Arbeitsplattform angeordneten Vorratszylinder mit einem anhebbaren Boden und eine als Rakel ausgebildete Verteileinrichtung, mittels derer Pulver aus dem Vorrats- in den Fertigungszylinder gefördert und glattgezogen werden kann, umfassen. In dem Vorratszylinder bereitgestelltes Pulver wird aus diesem allmählich durch Anheben von dessen Bodens nach oben gedrückt und mit der Rakel schichtweise auf die daneben liegende Bauplattform transferiert und dort verteilt.From the DE 10 2014 222 302 A1 For example, a method and apparatus for additive fabrication of components by SLM is apparent from the powder bed. The layered structure of a component is carried out on a bottom of a manufacturing cylinder forming height-adjustable work platform and means for providing powder layers are provided, which arranged next to the work platform storage cylinder with a liftable floor and a squeegee trained distribution device, by means of which powder from the supply - Can be conveyed into the production cylinder and smoothed, include. Powder provided in the stock cylinder is gradually pushed up from the bottom by lifting the bottom thereof and transferred in layers to the adjacent build platform with the squeegee.

Bei den bekannten SLM-Verfahren wird teilweise als nachteilig erachtet, dass der Aufbau in Schichten bzw. Lagen aus dem Pulverbett vergleichsweise zeitintensiv ist. Dies nicht zuletzt, weil Lagen gleichmäßiger Dicke mit einer ebenen Oberfläche bereitzustellen sind und hierfür geeignete Mittel vorgesehen werden müssen. Weiterhin wird teilweise als nachteilig erachtet, dass beim additven Fertigen von Bauteilen durch selektives Laserschmelzen aus dem Pulverbett die resultierenden mechanischen Eigenschaften von der Aufbaurichtung abhängig sind. Hoch belastete ergometrisch komplexe Bauteile benötigen jedoch mechanische Materialeigenschaften, die in alle Raumrichtung identisch sind.In the case of the known SLM processes, it is sometimes considered disadvantageous that the structure in layers or layers of the powder bed is comparatively time-consuming. This is not least because layers of uniform thickness are to provide a flat surface and this means must be provided. Furthermore, it is sometimes considered to be disadvantageous that the additive mechanical properties of the powder bed are dependent on the construction direction when additive components are produced by selective laser melting from the powder bed. Highly loaded ergometrically complex components, however, require mechanical material properties that are identical in all spatial directions.

Ausgehend von dem Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum additiven Fertigen von Bauteilen anzugeben, welches sich mit gegenüber dem Stand der Technik reduziertem Aufwand durchführen lässt und die Herstellung von Bauteilen mit verbesserten Materialeigenschaften ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, welche zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignet ist.Starting from the prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a method for the additive manufacturing of components, which can be carried out with respect to the prior art reduced effort and allows the production of components with improved material properties. Another object of the present invention is to provide a device which is suitable for carrying out such a method.

Bei einem Verfahren der eingangsgenannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Materiallagen in Form von Folien bereitgestellt werden.In a method of the type mentioned above, this object is achieved in that the material layers are provided in the form of films.

Bei einer Vorrichtung der eingangsgenannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mittel zur Bereitstellung von Materiallagen ausgebildet sind, um Folien als Materiallagen in dem Arbeitsbereich bereitzustellen.In a device of the type mentioned above, the object is achieved in that the means for providing layers of material are formed to provide films as material layers in the work area.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, beim additiven Herstellen durch selektives Laserschmelzen auf das Pulverbett zu verzichten und das Bauteil alternativ dazu aus einer Mehrzahl übereinanderliegender Folien zu generieren. Ein aufwendiger Verteilungsprozess des Pulvers und ein aufwendiges Glattziehen sind im Ergebnis nicht mehr nötig und jeglicher damit verbundener Aufwand wird eingespart. Die erfindungsgemäß alternativ zu Pulverlagen verwendeten Folien werden - völlig analog zu der Vorgehensweise mit pulverförmigem Aufbaumaterial - übereinanderliegend bereitgestellt und jeweils mit wenigstens einem oder mehreren Energie-, insbesondere Laserstrahlen gemäß der vorgegebenen Bauteilgeometrie selektiv geschmolzen.The basic idea of the present invention is therefore to dispense with the additive by selective laser melting on the powder bed and the component alternatively from a plurality of superimposed films to generate. A complex distribution process of the powder and a costly smooth drawing are no longer necessary in the result and any associated effort is saved. The films used according to the invention as an alternative to powder layers are provided completely superimposed, completely analogous to the procedure with pulverulent build-up material, and selectively melted in each case with at least one or more energy beams, in particular laser beams according to the predetermined component geometry.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung bieten eine Vielzahl von Vorteilen. Einerseits wird ein sehr schneller 3D Druck ermöglicht, da durch den Rückgriff auf Folien das vergleichsweise aufwendige Bereitstellen von Pulverschichten vollständig entfällt. Auch Bauteile sehr komplexer Geometrie können generiert werden, wobei selbst Formen mit Überhängen möglich sind, da die Folien - im Gegensatz zu Pulver - fest sind und keiner Stützung über ihre gesamte Unterseite bedürfen. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise eignet sich dabei insbesondere für Bauteile ohne verschlossene Hohlräume. Die Herstellung ist darüber hinaus gegenüber dem konventionellen selektiven Laserschmelzen mit pulverförmigem Aufbaumaterial wirtschaftlich attraktiver, da die Folien-, beispielsweise Metallfolienherstellung, deutlich günstiger als die Pulver-, beispielsweise Metallpulverherstellung ist. Schließlich sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auch umweltfreundlicher, da kein gesundheitsschädliches Pulver, etwa Metallpulver zum Einsatz kommt. Der Bauraum kann in Folge dessen ohne Schutzkleidung geöffnet und das Bauteil sofort herausgenommen werden, ohne dass man Pulver aufwendig absaugen muss.The method according to the invention and the device according to the invention offer a multiplicity of advantages. On the one hand, a very fast 3D printing is made possible because the use of films eliminates the comparatively complicated provision of powder layers. Even components of very complex geometry can be generated, whereby even forms with overhangs are possible because the films - as opposed to powder - are solid and need no support over their entire bottom. The procedure according to the invention is suitable in particular for components without closed cavities. In addition, the production is economically more attractive than the conventional selective laser melting with powdery building material, since the film, for example metal foil production, is significantly cheaper than the powder, for example metal powder production. Finally, the inventive method and device according to the invention are also environmentally friendly, since no harmful powder, such as metal powder is used. The space can be opened as a result without protective clothing and the component can be taken out immediately, without having to suck powder consuming.

Bevorzugter Weise werden im Rahmen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sämtliche zur Herstellung eines Bauteils erforderlichen Materiallagen in Form von Folien bereitgestellt, sodass auf Pulver gänzlich verzichtet werden kann.In the context of carrying out the method according to the invention or when using the device according to the invention, all material layers required for the production of a component are preferably provided in the form of films, so that it is entirely possible to dispense with powder.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zur Herstellung eines Bauteils Folien unterschiedlichen Materials und/oder unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Kontur und/oder unterschiedlicher Größe bereitgestellt werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass zur Fertigung eines Bauteils, das sich von unten nach oben hin verjüngt, nach und nach Folien geringerer Fläche bereitgestellt werden, also der Bauteilform mit der Foliengröße gefolgt und der Verschnitt somit auf einem Minimum gehalten wird. Unter Heranziehung Folien verschiedenen Materials für die Herstellung eines Bauteils können insbesondere auch Bauteile mit gradiertem Werkstoff erhalten werden und/oder Bauteile, die in verschiedenen Abschnitten aus verschiedenen Materialien bestehen.Furthermore, it can be provided that for the production of a component films of different material and / or different thickness and / or different contour and / or different size are provided. It is conceivable, for example, that for producing a component which tapers from the bottom upwards, films of smaller area are gradually provided, that is to say the component shape is followed by the film size and the waste is thus kept to a minimum. Using foils of different material for the production of a component, in particular also components with graded material can be obtained and / or components which consist of different materials in different sections.

Prinzipiell eignen sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Folien aus verschiedenen Materialien, wobei sich besonders Folien aus Metallen bzw. Metalllegierungen bewährt haben. Dabei können praktisch beliebige Metalle und Legierungen zum Einsatz kommen, sofern das Material eine Bereitstellung in Form von Folien ermöglicht. Rein beispielhaft sei Aluminiumfolie genannt. Die Materialwahl wird - völlig analog zum konventionellen selektiven Laserschmelzen aus dem Pulverbett - in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsgebietes der zu fertigenden Bauteile erfolgen. Sind beispielsweise Bauteile aus dem Turbinenbereich zu fertigen, können insbesondere Folien aus solchen Metallen bzw. Metalllegierungen zum Einsatz kommen, die sich für den Turbinenbereich bewährt haben, beispielsweise Superlegierungen. Als weiteres Beispiel neben Metall(legierung)en seien Folien aus Kunststoff genannt.In principle, films of different materials are suitable for carrying out the process according to the invention, with films of metals or metal alloys in particular being proven. In this case, virtually any metals and alloys can be used, provided that the material allows provision in the form of films. By way of example, aluminum foil is mentioned. The choice of material is - completely analogous to the conventional selective laser melting from the powder bed - depending on the particular application of the components to be manufactured. If, for example, components are to be produced from the turbine area, it is possible, in particular, to use films of such metals or metal alloys as have proven themselves for the turbine sector, for example superalloys. As another example in addition to metal (alloy) s are called plastic films.

Was die Dicke der Einsatz kommenden Folien angeht, kann sich diese insbesondere mit den Schichtdicken von konventionellen selektiven Laserschmelzen aus dem Pulverbett orientieren. Foliendicken können zum Beispiel im Bereich von 10 bis 80 µm, insbesondere 20 bis 60 µm liegen, beispielsweise 20 µm, 40 µm oder 60 µm betragen.As far as the thickness of the use of incoming films is concerned, this can be oriented in particular with the layer thicknesses of conventional selective laser melts from the powder bed. Film thicknesses may, for example, be in the range from 10 to 80 .mu.m, in particular from 20 to 60 .mu.m, for example 20 .mu.m, 40 .mu.m or 60 .mu.m.

Die Größe der verwendeten Folien kann sehr unterschiedlich ausfallen und wird sich insbesondere an der Größe des Querschnitts des bzw. der herzustellenden Bauteile orientieren. Dies bereits, um unnötig großen Verschnitt zu vermeiden. Rein beispielshaft und somit keineswegs einschränkend seien Folien genannt, deren Fläche in Quadratmetern derjenigen von DinA10 bis DinA0-Papierblättern entspricht und deren Außenkontur beispielsweise kreisrund, rechteckig oder quadratisch ist.The size of the films used can vary greatly and will be based, in particular, on the size of the cross-section of the component (s) to be produced. This already, to avoid unnecessarily large waste. By way of example and thus by no means limitative films are mentioned whose area in square meters corresponds to those of DinA10 to DinA0 paper sheets and whose outer contour is circular, rectangular or square, for example.

Bevorzugt werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Folien als Materiallagen bereitgestellt, die sich durch eine zumindest im Wesentlichen gleichbleibende Dicke auszeichnen. Toleranzen in gewissem Maße sind selbstverständlich hinnehmbar.In the context of the method according to the invention, films are preferably provided as material layers which are characterized by an at least substantially constant thickness. Tolerances to some extent are of course acceptable.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass abwechselnd eine vorgegeben Anzahl von Folien eines ersten gleichen Materials und eine vorgegeben Anzahl von Folien eines zweiten gleichen Materials, das sich von dem ersten Material unterscheidet, bereitgestellt wird.Furthermore, it can be provided that alternately a predetermined number of foils of a first same material and a predetermined number of foils of a second same material, which is different from the first material, is provided.

Die vorgegebene Anzahl kann dann zum Bespiel immer gleich sein. Rein beispielhaft sei hierzu eine Konfiguration genannt, in der ein Bauteil - von unten nach oben betrachtet - aus 10 Folien eines ersten Werkstoffes gefolgt von 10 Folien eines zweiten Werkstoffes, wiederum gefolgt von 10 Folien des ersten Werkstoffes und erneut 10 Folien des zweiten Werkstoffes aufgebaut wird. Andere Folienanzahlen pro Gruppe sind natürlich gleichermaßen möglich.The predetermined number can then always be the same for example. Purely by way of example, this is called a configuration in which a component - from bottom to top - from 10 Slides of a first material followed by 10 Slides of a second material, again followed by 10 Slides of the first material and again 10 Foils of the second material is constructed. Other numbers of films per group are of course equally possible.

Alternativ dazu kann die vorgegebene Anzahl, was die Folien des ersten Materials angeht, von unten nach oben abnehmen und/oder, was die Folien des zweiten Materials angeht, von unten nach oben zunehmen. Wiederum rein beispielhaft sei hierzu eine Konfiguration genannt, bei der ein Bauteil - von unten nach oben gesehen - aus 10 Folien eines ersten Werkstoffes, gefolgt von einer Folie eines zweiten Werkstoffes, gefolgt von 5 Folien des ersten Werkstoffes, gefolgt von 5 Folien des zweiten Werkstoffes, gefolgt von einer Folie des ersten Werkstoffes, gefolgt von 10 Folien des zweiten Werkstoffes aufgebaut wird. Alternative Konfigurationen sind selbstverständlich gleichermaßen möglich, um einen graduellen Materialübergang zu erzielen.Alternatively, the predetermined number, as regards the films of the first material, decrease from bottom to top and / or, as regards the films of the second material increase from bottom to top. Again purely by way of example, this is called a configuration in which a component - seen from bottom to top - out 10 Films of a first material, followed by a film of a second material, followed by 5 Foils of the first material, followed by 5 Foils of the second material, followed by a foil of the first material, followed by 10 Foils of the second material is constructed. Of course, alternative configurations are equally possible to achieve a gradual material transfer.

In weiterer besonders bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in wenigstens einer, bevorzugt in jeder Materiallage im Bereich der Außenkontur der definierten Bauteilgeometrie mit einer anderen, bevorzugt höheren Energie-, insbesondere Laserstrahl-Intensität Material aufgeschmolzen wird als im verbleibenden aufzuschmelzenden Bereich der Materiallage, um einen - gemäß der vorgegebenen Bauteilgeometrie - nicht zu schmelzenden Restabschnitt der Folie abzutrennen. Gemäß dieser Ausführungsform erfolgt ein Konturieren mit dem wenigstens ein Energie-, insbesondere Laserstrahl durch stärkere Belichtung im Bereich der Körperkante, wodurch sich jeweils die restliche Folie von dem herzustellenden Bauteil trennt. Die infolge der Konturierung abgetrennten Reste der Folien können dann beispielsweise einfach von Hand entfernt werden.In a further particularly preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that material is melted in at least one, preferably in each material layer in the region of the outer contour of the defined component geometry with a different, preferably higher energy, in particular laser beam intensity than in the remaining region of the material layer to be melted in order to separate a residual section of the film which is not to be melted in accordance with the specified component geometry. According to this embodiment, contouring takes place with the at least one energy beam, in particular the laser beam, by stronger exposure in the area of the body edge, whereby in each case the remaining film separates from the component to be produced. The separated as a result of the contouring remnants of the films can then be removed, for example, simply by hand.

Was die Bereitstellung der Folien angeht hat es sich als besonders geeignet erwiesen, diese ähnlich wie Papierblätter in einem Drucker vorzuhalten und zuzuführen.As far as the provision of the films is concerned, it has proven to be particularly suitable to store and supply them in a printer similar to paper sheets.

Entsprechend zeichnet sich eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch aus, dass Folien in wenigstens einer Kassette vorgehalten werden, welcher Einzugsmittel zum Fördern von Folien aus der Kassette in einen Arbeitsbereich zugeordnet sind, und dass Folien aus der wenigstens einen Kassette in den Arbeitsbereich gefördert werden.Accordingly, a further particularly preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that foils are held in at least one cassette, which feeding means for conveying films from the cassette are assigned to a work area, and that conveyed films from the at least one cassette in the work area become.

Die wenigstens eine Kassette ist ausgestaltet, um einen Stapel von Folien aufzunehmen. Die Einzugsmittel umfassen bevorzugt wenigstens eine Rolle zum Fördern von Folien. Sie sind insbesondere analog zu den Einzugsmitteln ausgebildet, die aus Papierdruckern bekannt sind und dazu dienen, Papierblätter aus den einen Papierstapel fassenden Druckerkassetten zu entnehmen und dem Druckbereich zuzuführen. In von herkömmlichen Papierdruckern an sich vorbekannter Weise können dabei Anhebemittel vorgesehen sein, um einen in der wenigstens einen Kassette vorgehaltenen Folienstapel gegen wenigstens eine Rolle der Einzugsmittel anzuheben und so sicherzustellen, dass unabhängig vom Füllgrad der Kassette immer die Oberseite der obersten Folie eines in dieser vorgehaltenen Folienstapels mit der wenigstens einen Rolle der Einzugsmittel in Kontakt steht und durch eine Rotation dieser aus der Kassette heraus- und insbesondere in einen Arbeitsbereich eingezogen werden kann.The at least one cartridge is configured to receive a stack of films. The collection means preferably comprise at least one roll for conveying films. They are designed, in particular, analogously to the drawing-in means which are known from paper printers and serve to take paper sheets out of the paper stacks holding a paper cassette and supply them to the printing area. Lifting means can be provided in a manner known per se from conventional paper printers in order to lift a film stack stored in the at least one cassette against at least one roll of the feed means and thus to ensure that regardless of the filling level of the cassette, the top of the topmost film of one held therein Film stack is in contact with the at least one role of catchment and can be pulled out by a rotation of this out of the cassette and in particular in a work area.

In weiterer bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass Folien verschiedenen Materials und/oder verschiedener Dicke und/oder verschiedener Größe in unterschiedlichen Kassetten vorgehalten und aus diesen in den Arbeitsbereich gefördert werden. Über die Vorhaltung in und Zufuhr aus Kassetten wird es möglich, sehr schnell und komfortabel, insbesondere automatisiert verschiedene Folienarten nacheinander in dem Arbeitsbereich bereitzustellen.In a further preferred embodiment, it is provided that films of different material and / or different thickness and / or different size held in different cassettes and promoted from these in the work area. The provision in and supply from cassettes makes it possible to provide different types of foil one after the other in the work area very quickly and conveniently, in particular automatically.

Die Kassette bzw. die Kassetten mit den Folien sind weiterhin besonders bevorzugt höhenverstellbar gehalten. Damit ist es einerseits möglich, dass die Kassette bzw. Kassetten der aktuell erreichten Bauteilhöhe folgen. Eine Arbeitsplattform, auf welcher die herzustellenden Bauteile beispielsweise aufgebaut werden, muss dann nicht bewegt werden. Darüber hinaus ermöglicht es die Höhenverstellbarkeit in demjenigen Falle, dass mehr als eine Kassette vorgesehen ist, dass Folien aus den mehreren, insbesondere übereinander angeordneten und/oder unterschiedliche Folien enthaltenden Kassetten zügig und einfach dem Arbeitsbereich zugeführt werden können. Dazu werden die Kassetten dann insbesondere immer derart in ihrer Höhe verstellt, bis sich diejenige Kassette mit der gewünschten Folienart auf einer Höhe mit dem Arbeitsbereich bzw. der Oberseite eines in diesem angeordneten, bereits erzeugten Abschnitts eines zu fertigenden Bauteils liegt und dann kann eine Folie insbesondere in horizontaler Richtung auf die zuletzt aufgeschmolzene Lage, bzw., wenn es sich um die allererste Lage handelt, auf eine Arbeitsplattform aufgezogen werden.The cassette or the cassettes with the films are furthermore particularly preferably held vertically adjustable. This makes it possible, on the one hand, for the cassette or cassettes to follow the currently achieved component height. A working platform on which the components to be manufactured, for example, be built, then does not have to be moved. In addition, in the case where more than one cassette is provided, the height adjustment makes it possible for films from the plurality of cassettes, in particular one above the other and / or different films, to be fed quickly and easily to the working area. For this purpose, the cassettes are then in particular always adjusted in height so that the cassette with the desired type of film is level with the work area or the top of an arranged in this, already generated portion of a component to be produced and then a film in particular in the horizontal direction on the last melted layer, or, if it is the very first layer, be mounted on a working platform.

Was die erfindungsgemäße Vorrichtung angeht, kann sich diese - analog zu dem Vorstehend für das Verfahren beschriebene - in vorteilhafter Ausführungsform dadurch auszeichnen, dass die Mittel zur Bereitstellung von Materiallagen wenigstens eine insbesondere seitlich des Arbeitsbereiches angeordnete und/oder höhenverstellbare Kassette zum Vorhalten von Folien umfassen, der Einzugsmittel zum Fördern von Folien aus der Kassette in den Arbeitsbereich zugeordnet sind.As far as the device according to the invention is concerned, in an advantageous embodiment it may be characterized by the fact that the means for providing material layers comprise at least one cassette arranged and / or height-adjustable, in particular laterally of the working area, for holding foils, the feeding means are associated for conveying foils from the cassette into the working area.

Dann sind bevorzugt zwei oder mehr Kassetten mit diesen jeweils zugeordneten Einzugsmitteln vorgesehen, wobei insbesondere an zwei gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsbereiches jeweils wenigstens eine Kassette angeordnet ist. Then, two or more cassettes are preferably provided with these respectively assigned feed means, wherein in particular at least two cassettes are arranged on two opposite sides of the work area.

Alternativ oder zusätzlich können die jeder Kassette zugeordneten Einzugsmittel jeweils wenigstens eine Rolle zur Förderung von Folien umfassen.Alternatively or additionally, the catch means associated with each cassette may each comprise at least one roller for conveying films.

Weiterhin können bevorzugt mehrere übereinander angeordnete Kassetten vorgesehen sein. Sind mehrere Kassetten zum Vorhalten von Folien vorhanden, können diese ferner bevorzugt alle höhenverstellbar gehalten sein.Furthermore, it is preferably possible to provide a plurality of cassettes arranged one above the other. If there are several cassettes for holding films, they can furthermore preferably all be held vertically adjustable.

Schließlich ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete und eingerichtete Steuereinrichtung vorgesehen. Diese ist dann insbesondere sowohl mit den Mitteln zur Bereitstellung übereinanderliegender Materiallagen, insbesondere der oder den Kassetten zum Vorhalten von Folien und zugehörigen Einzugsmitteln einerseits, sowie der Energie-, insbesondere Laserstrahleinrichtung andererseits verbunden und steuert diese zur Generierung von Bauteilen vorgegebener Geometrie aus einer Mehrzahl übereinanderliegender Folien. Die Steuereinrichtung kann auch als Steuer- und Recheneinrichtung ausgebildet und dazu eingerichtet sein, auf Basis einer ihr übergebenen Bauteilgeometrie eine geeignete Konfiguration übereinanderliegender Folien, insbesondere bei unterschiedlichen, zur Verfügung stehenden Folientypen zu ermitteln, beispielsweise für eine sich verjüngendes Bauteil eine Konfiguration zu ermitteln, gemäß derer die Größe der Folien dem Bauteil folgt, so dass der Verschnitt gering gehalten wird.Finally, in a further preferred embodiment of the device according to the invention, a control device designed and configured for carrying out the method according to the invention is provided. This is then connected in particular both with the means for providing superimposed material layers, in particular the cassette or cassettes for holding films and associated catchment means on the one hand, and the energy, in particular laser beam device on the other hand and controls these for generating components of predetermined geometry from a plurality of superimposed films , The control device can also be designed as a control and computing device and be set up to determine a suitable configuration of superimposed films, in particular for different, available film types, for example, to determine a configuration for a tapered component based on a given component geometry of which the size of the films follows the component, so that the waste is kept low.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur additiven Herstellung eines Bauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist

  • 1 eine rein schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur additiven Herstellung eines Bauteils,
  • 2 ein Blockdiagramm mit den Schritten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 eine rein schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften Folienanordnung für ein Bauteil, und
  • 4 eine rein schematische Schnittdarstellung einer weiteren beispielhaften Folienanordnung für ein Bauteil.
Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a method and apparatus for additive manufacturing of a component according to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. That's it
  • 1 a purely schematic sectional view of an inventive device for the additive production of a component,
  • 2 a block diagram with the steps of an embodiment of the method according to the invention,
  • 3 a purely schematic sectional view of an exemplary film assembly for a component, and
  • 4 a purely schematic sectional view of another exemplary film assembly for a component.

Die 1 zeigt in rein schematischer Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst eine Bauplattform 1, oberhalb derer ein Arbeitsbereich 2 definiert wird und auf welcher zu fertigende Bauteile 3 additiv aufgebaut werden. In der 1 ist ein beinahe fertiggestelltes Bauteil 3 auf der Bauplattform 1 zu erkennen.The 1 shows a purely schematic sectional view of an embodiment of a device according to the invention. The device comprises a construction platform 1 above which is a workspace 2 is defined and on which components to be manufactured 3 be built up additive. In the 1 is a nearly finished component 3 on the build platform 1 to recognize.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Laserstrahleinrichtung 4, die einen Laser 5 zum Emittieren eines Laserstrahles 6 und eine Scaneinrichtung 7, mittels derer der Laserstrahl 6 in Richtung des Arbeitsbereiches 2 umgelenkt wird, und seine Lage in an sich bekannter Weise variiert werden kann, umfasst.The device further comprises a laser beam device 4 that have a laser 5 for emitting a laser beam 6 and a scanning device 7 , by means of which the laser beam 6 in the direction of the work area 2 is deflected, and its location can be varied in a conventional manner includes.

Schließlich weist die Vorrichtung Mittel zur Bereitstellung von Materiallagen in dem Arbeitsbereich 2 auf, die vorliegend insgesamt vier Kassetten 8, 9, 10, 11 umfassen, von denen jeweils zwei an gegenüberliegenden Seiten der Bauplattform 1 angeordnet sind, und die jeweils ausgebildet sind, um einen Stapel von Folien, vorliegend Metallfolien 12 aufzunehmen. Jede der vier Kassetten 8, 9, 10, 11 ist an einem in dem Figuren nicht dargestellten Gestell der Vorrichtung höhenverstellbar gehalten, was in der 1 durch Pfeile 13 neben den Kassetten 8, 9, 10, 11 angedeutet ist.Finally, the device has means for providing layers of material in the work area 2 on, the present four cassettes 8th . 9 . 10 . 11 include, two each on opposite sides of the build platform 1 are arranged, and which are each formed to a stack of films, in this case metal foils 12 take. Each of the four cassettes 8th . 9 . 10 . 11 is held vertically adjustable on a not shown in the figures frame of the device, which in the 1 through arrows 13 next to the cassettes 8th . 9 . 10 . 11 is indicated.

In den vier Kassetten 8, 9, 10, 11 befinden sich unterschiedliche Metallfolien 12. In den Kassetten 8, 9 und 10 sind Metallfolien 12 gleicher Dicke jedoch unterschiedlicher Größe vorgehalten, konkret in der Kassette 10 größere und in der Kassette 9 kleinere Folien 12 als in der Kassette 8. In der Kassette 11 befinden sich Folien 12, deren Größe und Dicke denjenigen aus Kassette 10 entspricht, die jedoch aus einer anderen Metalllegierung bestehen. Sämtliche Folien 12 zeichnen sich durch eine zumindest im Wesentlichen gleichbleibende Dicke aus.In the four cassettes 8th . 9 . 10 . 11 There are different metal foils 12 , In the cassettes 8th . 9 and 10 are metal foils 12 the same thickness but held different size, specifically in the cassette 10 bigger and in the cassette 9 smaller slides 12 than in the cassette 8th , In the cassette 11 there are slides 12 whose size and thickness are those of cassette 10 corresponds, but which consist of a different metal alloy. All slides 12 are characterized by an at least substantially constant thickness.

Jeder der vier Kassetten 8, 9, 10, 11 sind jeweils Einzugsmittel zum horizontalen Einziehen von Folien 12 aus der jeweiligen Kassette 8, 9, 10, 11 in den Arbeitsbereich 2 oberhalb der Bauplattform 1 zugeordnet, die ebenfalls zu den Mitteln zur Bereitstellung von Materiallagen gehören. Vorliegend umfassen die Einzugsmittel jeweils eine Rolle 14, mittels derer die jeweils oberste Metallfolie 12 eines in der jeweiligen Kassette 8, 9, 10, 11 vorgehaltenen Stapels von Metallfolien 12 in horizontaler Richtung in den Arbeitsbereich 2 gefördert werden kann, indem die Rolle 14 in Rotation versetzt wird. Hierfür ist jeder Rolle 14 ein in der Figur nicht dargestellter Antrieb zugeordnet. Um sicherzustellen, dass die Rolle 14 unabhängig vom aktuellen Füllstand der jeweiligen Kassette 8, 9, 10, 11 mit der Oberseite der obersten Folie 12 des Stapels in Kontakt steht, sind in jeder Kassette 8, 9, 10, 11 unterhalb des jeweiligen Stapels in der Figur nicht dargestellte Anhebemittel vorgesehen, mittels derer der Stapel gegen die zugehörige Rolle 14 gedrückt wird.Each of the four cassettes 8th . 9 . 10 . 11 are each catchment for horizontal feeding of films 12 from the respective cassette 8th . 9 . 10 . 11 in the workspace 2 above the build platform 1 which also belong to the means for providing material layers. In the present case, the catchment means each comprise a roller 14 , by means of which the uppermost metal foil 12 one in the respective cassette 8th . 9 . 10 . 11 stockpiled stack of metal foils 12 in the horizontal direction in the work area 2 can be promoted by the role 14 is set in rotation. There is every role for this 14 assigned a not shown in the figure drive. To make sure the role 14 regardless of the current level of the respective cassette 8th . 9 . 10 . 11 with the top of the top sheet 12 of the stack are in each cassette 8th . 9 . 10 . 11 provided below the respective stack in the figure, not shown lifting means, by means of which the stack against the associated role 14 is pressed.

Schließlich umfasst die Vorrichtung eine Steuer- und Recheneinrichtung 15, welche mit der Lasereinrichtung 4, den Kassetten 8, 9, 10, 11 und den jeder Kassette 8, 9, 10, 11 zugeordneten Einzugsmitteln verbunden und zu deren Steuerung ausgebildet sowie zur Durchführung des im folgenden beschriebenen Verfahrens zur additiven Herstellung eines Bauteils 3 ausgebildet und eingerichtet ist.Finally, the device comprises a control and computing device 15 , which with the laser device 4 the cassettes 8th . 9 . 10 . 11 and every cassette 8th . 9 . 10 . 11 associated catchment means connected and formed for their control and for carrying out the method described below for the additive production of a component 3 is designed and furnished.

Konkret wird in Schritt S1 eine Geometrie für ein herzustellendes Bauteil 3 in Form eines CAD-Datensatzes bereitgestellt und an die Steuer- und Recheneinrichtung 15 übergeben. Bei dem herzustellenden Bauteil 3 handelt es sich um einen sich nach oben hin verjüngenden Vollkörper.Specifically, in step S1 a geometry for a component to be produced 3 provided in the form of a CAD data set and to the control and computing device 15 to hand over. In the manufactured component 3 it is an upwardly tapering solid body.

Auf Basis der bereitgestellten Geometrie wird in Schritt S2 mittels der Steuer- und Recheneinrichtung 15 ermittelt, welche Anzahl von Folien 12 zur Verfügung stehender Größen jeweils von unten nach oben gesehen idealerweise bereitgestellt werden, um einen möglichst geringen Verschnitt zu erhalten.Based on the provided geometry will be in step S2 by means of the control and computing device 15 determines what number of slides 12 are ideally provided, from bottom to top, to obtain as little waste as possible.

In Schritt S3 wird die Kassette 8 von der Steuer- und Recheneinrichtung 15 zumindest in etwa der Höhe der Bauplattform 1 verfahren, so dass zunächst Folien 12 aus dieser in horizontaler Richtung auf die Bauplattform 1 gezogen werden können.In step S3 becomes the cassette 8th from the control and computing device 15 at least approximately the height of the construction platform 1 procedure, so that first slides 12 out of this in a horizontal direction on the build platform 1 can be pulled.

In Schritt S4 wird mittels der der Kassette 10 zugeordneten Rolle 14 eine Folie 12 aus der Kassette 10 auf die Bauplattform 1 gezogen. Es wird also mit den größten Folien 12 begonnen.In step S4 is done by means of the cassette 10 assigned role 14 a slide 12 out of the cassette 10 on the build platform 1 drawn. So it will be with the biggest slides 12 began.

Die auf der Bauplattform 1 bereitgestellte Folie 12 wird in Schritt S5 mittels des von dem Laser 5 emittierten Laserstrahls 6, der von der Scaneinrichtung 7 entsprechend verfahren wird, gemäß der vorgegebenen Bauteilgeometrie, konkret gemäß dem Querschnitt laut CAD-Datensatz im untersten Bauteilbereich selektiv aufgeschmolzen. Dabei wird im Bereich der Außenkontur der definierten Bauteilgeometrie mit einer höheren Laserstrahl-Intensität Material aufgeschmolzen als im verbleibenden aufzuschmelzenden Bereich der Folie 12, um einen - gemäß der vorgegebenen Bauteilgeometrie - nicht zu schmelzenden Restabschnitt der Folie 12 abzutrennen. Es erfolgt also ein Konturieren.The on the construction platform 1 provided foil 12 will be in step S5 by means of the laser 5 emitted laser beam 6 by the scanning device 7 is moved accordingly, according to the predetermined component geometry, specifically according to the cross section according to CAD dataset in the lowermost component area selectively melted. In this case, material is melted in the outer contour of the defined component geometry with a higher laser beam intensity than in the remaining region of the film to be melted 12 to a - according to the predetermined component geometry - not to be melted residual portion of the film 12 separate. So there is a contouring.

Nachdem das Aufschmelzen der Folie 12 abgeschlossen wurde, wird in Schritt S6 eine weitere Folie 12 aus der Kassette 10 auf die bereits mit dem Laserstrahl 6 bearbeitete Folie 12 aufgelegt und in Schritt S7 auch diese selektiv mit dem Laserstrahl 6 gemäß der Bauteilgeometrie aufgeschmolzen. Auch für diese Folie 12 und für alle noch folgenden Folien 12 gilt, dass ein Konturieren erfolgt, damit Folienreste leicht entfernbar sind.After the melting of the film 12 has been completed, in step S6 another slide 12 out of the cassette 10 on the already with the laser beam 6 processed foil 12 hung up and in step S7 also these selectively with the laser beam 6 melted according to the component geometry. Also for this slide 12 and for all subsequent slides 12 The rule is that a contouring is done so that film residues are easily removable.

Die Schritte S6 und S7 werden noch 8 mal wiederholt, bis also insgesamt 10 Folien 12 der größten Größe nacheinander bereitgestellt und jeweils mit dem Laserstrahl 6 selektiv aufgeschmolzen wurden.The steps S6 and S7 will be repeated 8 times, until a total of 10 films 12 the largest size sequentially provided and each with the laser beam 6 were selectively melted.

Dann wird in Schritt S8 von der Steuer- und Recheneinrichtung 15 die Höhe der Kassette 8 derart eingestellt, dass aus dieser in horizontaler Richtung Folien 12 mit der zugeordneten Rolle 14 auf die oberste Folie 12, die zuvor aus der Kassette 10 entnommen wurde, gezogen werden können und in Schritt S9 wird eine erste Folie 12 aus dieser Kassette 8 auf der letzten bearbeiteten Folie 12 bereitgestellt und in Schritt S10 wiederum mit dem Laserstrahl 6 aufgeschmolzen. Die Schritte S9 und S10 werden noch neun Mal wiederholt, so dass auch zehn Folien 12 mittlerer Größe nacheinander bereitgestellt und aufgeschmolzen werden.Then in step S8 from the control and computing device 15 the height of the cassette 8th set in such a way that from this in a horizontal direction slides 12 with the assigned role 14 on the top sheet 12 previously removed from the cassette 10 was taken, can be pulled and in step S9 becomes a first slide 12 from this cassette 8th on the last edited slide 12 deployed and in step S10 again with the laser beam 6 melted. The steps S9 and S10 are repeated nine times, so that also ten slides 12 medium size provided successively and melted.

Schließlich wird die Kassette 9 mit Folien 12 kleinster Größe in Schritt S11 die richtige Höhe gebracht und aus dieser wird in Schritt S12 eine Folie 12 auf der vorangegangen bearbeiteten Folie 12 bereitgestellt und in Schritt S13 mit dem Laserstrahl 6 aufgeschmolzen. Auch die Schritte S12 und S13 werden noch neun Mal wiederholt und dann ist das Bauteil 3 fertiggestellt.Finally, the cassette 9 with slides 12 smallest size in step S11 brought the right height and out of this is in step S12 a slide 12 on the previous edited slide 12 deployed and in step S13 with the laser beam 6 melted. Also the steps S12 and S13 are repeated nine more times and then the component is 3 completed.

Vorhandene Folienreste können - insbesondere aufgrund des für jede Folie 12 erfolgten Konturierens - auf einfache Weise von Hand entfernt werden.Existing film remnants can - especially because of each film 12 contouring - can be easily removed by hand.

Die Schritte S1 bis S12 können auch dem Blockdiaramm aus 2 entnommen werden.The steps S1 to S12 can also look like the block dyad 2 be removed.

In den 3 und 4 sind - ebenfalls rein schematisch - zwei Folienanordnungen gezeigt, die rein beispielhafte Alternativen zu der vorstehend beschrieben Folienanordnung darstellen.In the 3 and 4 are - also purely schematically - two foil arrangements shown, which represent purely exemplary alternatives to the film arrangement described above.

Die Folienanordnung gemäß 3 umfasst insgesamt 50 Folien 12, die alle die gleiche Dicke und gleiche Größe haben, wobei jedoch 30 Folien 12 aus einem ersten und 20 Folien 12 aus einem hiervon verschiedenen, zweiten Material bestehen. Konkret sind - von unten nach oben betrachtet - zunächst zehn Folien 12 des ersten Materials, darauf zehn Folien 12 des zweiten Materials, darauf wiederum zehn Folien 12 des ersten, dann nochmal zehn Folien 12 des zweiten und abschließend zehn Folien 12 des ersten Materials vorgesehen.The film arrangement according to 3 includes a total of 50 slides 12 all of the same thickness and size, but with 30 sheets 12 from a first and 20 slides 12 consist of a different, second material. Specifically, from the bottom up, there are ten slides at first 12 of the first material, then ten slides 12 of the second material, followed by ten slides 12 the first, then another ten slides 12 of second and finally ten slides 12 provided the first material.

In der 4 ist ferner ebenfalls rein schematisch ein Bespiel für einen graduellen, allmählichen Materialübergag gezeigt. Konkret kommen -von unten nach oben betrachtet - 10 Folien eines ersten Materials, gefolgt von 2 Folien eines zweiten Materials, gefolgt von 8 Folien des ersten, 4 Folien des zweiten, 6 des ersten, 6 des zweiten, 4 des ersten, 8 des zweiten, 2 des ersten und 10 des zweiten Materials. Der Übergang kann selbstverständlich auch weniger graduell sein oder noch gradueller, beispielsweise 10 Folien 12 des ersten Materials, gefolgt von 1 Folie des zweiten, 9 des ersten, 2 des zweiten, 8 des ersten, 3 des zweiten usw.In the 4 Furthermore, an example of a gradual, gradual material overlay is also shown purely schematically. Concretely come - viewed from bottom to top - 10 Slides of a first material followed by 2 Slides of a second material followed by 8th Slides of the first, 4 slides of the second, 6 of the first, 6 of the second, 4 of the first, 8th of the second, 2 of the first and 10 of the second material. Of course, the transition may also be less gradual or even more gradual, for example 10 films 12 of the first material, followed by 1 Foil of the second, 9 of the first, 2 of the second, 8th of the first, 3 of the second, etc.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung bieten eine Vielzahl von Vorteilen. Einerseits wird ein sehr schneller 3D Druck möglich, da durch den Rückgriff auf Folien 12 das vergleichsweise aufwendige Bereitstellen gleichmäßig dicker Pulverschichten mit ebener Oberfläche vollständig entfällt und die Zufuhr aus den Kassetten 8, 9, 10, 11 sehr zügig erfolgen kann. Die Herstellung ist darüber hinaus gegenüber dem konventionellen selektiven Laserschmelzen mit pulverförmigem Aufbaumaterial deutlich günstiger, da die Metallfolienherstellung, deutlich günstiger als die Metallpulverherstellung ist. Schließlich sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auch umweltfreundlicher, da kein gesundheitsschädliches Metallpulver zum Einsatz kommt. Das Bauteil 3 kann sofort herausgenommen werden, ohne dass man Pulver aufwendig absaugen muss.The method according to the invention and the device according to the invention offer a multiplicity of advantages. On the one hand, a very fast 3D printing is possible because of the use of transparencies 12 the comparatively complex provision of evenly thick powder layers with a flat surface is completely eliminated and the supply from the cassettes 8th . 9 . 10 . 11 can be done very quickly. The production is also significantly cheaper compared to the conventional selective laser melting with powdered building material, since the metal foil production is much cheaper than the production of metal powder. Finally, the inventive method and the device according to the invention are also environmentally friendly, since no harmful metal powder is used. The component 3 Can be taken out immediately, without having to suck powder consuming.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014222302 A1 [0005]DE 102014222302 A1 [0005]

Claims (15)

Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils (3), bei dem - eine Bauteilgeometrie für ein zu fertigendes Bauteil (3) vorgegeben wird, und - nacheinander mehrere Materiallagen (12) bereitgestellt und jeweils mit wenigstens einem Energie-, insbesondere Laserstrahl (6) gemäß der vorgegebenen Bauteilgeometrie lokal aufgeschmolzen werden, wobei jeweils eine Lage (12) bereitgestellt und mittels des wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahls (6) aufgeschmolzen und anschließend auf der zuvor aufgeschmolzenen Lage (12) die nächste Lage (12) bereitgestellt und mittels des wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahls (6) aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, dass - die Materiallagen in Form von Folien (12) bereitgestellt werden.Method for the additive production of a component (3), in which - a component geometry for a component to be manufactured (3) is specified, and - successively provided several material layers (12) and in each case with at least one energy, in particular laser beam (6) according to local geometry are melted locally, wherein each provided a layer (12) and melted by means of at least one energy, in particular laser beam (6) and then provided on the previously molten layer (12) the next layer (12) and by means of at least one Energy, in particular laser beam (6) is melted, characterized in that - the material layers are provided in the form of sheets (12). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche zur Herstellung eines Bauteils (3) erforderlichen Materiallagen in Form von Folien (12) bereitgestellt werden.Method according to Claim 1 , characterized in that all material layers required for producing a component (3) are provided in the form of films (12). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Folien (12) unterschiedlichen Materials und/oder Folien (12) unterschiedlicher Dicke und/oder Folien (12) unterschiedlicher Kontur und/oder Folien (12) unterschiedlicher Größe bereitgestellt werden.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that foils (12) of different material and / or foils (12) of different thickness and / or foils (12) of different contours and / or foils (12) of different sizes are provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Folien (12) aus Metall und/oder Kunststoff bereitgestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that films (12) made of metal and / or plastic are provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd eine vorgegebene Anzahl von Folien (12) eines ersten gleichen Materials und eine vorgegeben Anzahl von Folien (12) eines zweiten gleichen Materials, das sich von dem ersten Material unterscheidet, bereitgestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that alternately a predetermined number of foils (12) of a first same material and a predetermined number of foils (12) of a second same material, which differs from the first material is provided. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Anzahl immer gleich ist.Method according to Claim 5 , characterized in that the predetermined number is always the same. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Anzahl, was die Folien (12) des ersten Materials angeht, von unten nach oben abnimmt und/oder, was die Folien (12) des zweiten Materials angeht, von unten nach oben zunimmt.Method according to Claim 5 , characterized in that the predetermined number, as regards the films (12) of the first material decreases from bottom to top and / or, as regards the films (12) of the second material increases from bottom to top. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, bevorzugt jede Folie (12) im Bereich der Außenkontur der definierten Bauteilgeometrie mit einer anderen, bevorzugt höheren Energie-, insbesondere Laserstrahl-Intensität aufgeschmolzen wird als im verbleibenden aufzuschmelzenden Bereich der Folie (12).Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one, preferably each film (12) in the region of the outer contour of the defined component geometry with a different, preferably higher energy, in particular laser beam intensity is melted than in the remaining aufzuschmelzenden area of the film ( 12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Folien (12) in wenigstens einer bevorzugt höhenverstellbar gehaltenen Kassette (8, 9, 10, 11) vorgehalten werden, welcher Einzugsmittel zum Fördern von Folien (12) aus der Kassette in einen Arbeitsbereich (2) zugeordnet sind, die insbesondere wenigstens eine Rolle (14) zum Fördern von Folien (12) umfassen, und dass Folien (12) aus der wenigstens einen Kassette (8, 9, 10, 11) in den Arbeitsbereich (32) gefördert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that foils (12), preferably in at least one height-adjustable held cassette (8, 9, 10, 11) are held, which draw-in means (for conveying sheets (12) from the cartridge into a workspace 2), which in particular comprise at least one roller (14) for conveying foils (12), and in that foils (12) are conveyed from the at least one cassette (8, 9, 10, 11) into the working area (32) , Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Folien (12) verschiedenen Materials und/oder verschiedener Dicke und/oder verschiedener Größe in unterschiedlichen Kassetten (8, 9, 10, 11) vorgehalten und aus diesen in den Arbeitsbereich (2) gefördert werden.Method according to Claim 9 , characterized in that films (12) of different material and / or different thickness and / or different size in different cassettes (8, 9, 10, 11) held and conveyed from these in the work area (2). Vorrichtung zur additiven Herstellung eines Bauteils (3), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend - einen insbesondere oberhalb einer Arbeitsplattform (1) definierten Arbeitsbereich (2), - Mittel zur Bereitstellung übereinanderliegender Materiallagen (12) in dem Arbeitsbereich (2), - eine Energiestrahl-, insbesondere Laserstrahleinrichtung (4), die ausgebildet und eingerichtet ist, um wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahl (6) zu emittieren und in dem Arbeitsbereich (2) bereitgestellte Materiallagen (12) mit dem wenigstens einen Energie-, insbesondere Laserstrahl (6) gemäß einer vorgegebenen Bauteilgeometrie lokal aufzuschmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung von Materiallagen ausgebildet sind, um Folien (12) als Materiallagen in dem Arbeitsbereich (2) bereitzustellen.Device for the additive production of a component (3), in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising - a working area (2) defined in particular above a working platform (1), - means for providing superimposed material layers (12) in the working area ( 2), - an energy beam, in particular laser beam device (4), which is designed and arranged to emit at least one energy, in particular laser beam (6) and in the work area (2) provided material layers (12) with the at least one energy - In particular laser beam (6) according to a predetermined component geometry locally melt, characterized in that the means for providing material layers are formed to provide films (12) as material layers in the work area (2). Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung von Materiallagen wenigstens eine insbesondere seitlich des Arbeitsbereiches (2) angeordnete und/oder höhenverstellbare Kassette (8, 9, 10, 11) zum Vorhalten von Folien (12) umfassen, der Einzugsmittel zum Fördern von Folien (12) aus der Kassette (8, 9, 10, 11) in den Arbeitsbereich (2) zugeordnet sind.Device after Claim 11 , characterized in that the means for providing material layers at least one in particular laterally of the working area (2) arranged and / or height adjustable cassette (8, 9, 10, 11) for holding sheets (12), the feed means for conveying films (12) from the cassette (8, 9, 10, 11) are assigned to the work area (2). Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Kassetten (8, 9, 10, 11) mit diesen jeweils zugeordneten Einzugsmitteln vorgesehen sind, wobei insbesondere an zwei gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsbereiches (2) jeweils wenigstens eine Kassette (8, 9, 10, 11) angeordnet ist und/oder die jeder Kassette (8, 9, 10, 11) zugeordneten Einzugsmittel jeweils wenigstens eine Rolle (14) zur Förderung von Folien (12) umfassen.Device after Claim 12 , characterized in that two or more cassettes (8, 9, 10, 11) are provided with these respectively assigned feed means, wherein in particular on two opposite sides of the working area (2) in each case at least one cassette (8, 9, 10, 11) is arranged and / or each cassette (8, 9, 10, 11) associated catchment means each comprise at least one roller (14) for conveying foils (12). Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere übereinander angeordnete Kassetten (8, 9, 10, 11) vorgesehen sind.Device after Claim 12 or 13 , characterized in that a plurality of superposed cassettes (8, 9, 10, 11) are provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildete und eingerichtete Steuereinrichtung (15) vorgesehen ist.Device according to one of Claims 11 to 14 , characterized in that one for performing the method according to one of Claims 1 to 10 trained and established control device (15) is provided.
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