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Stand der Technik
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Hydraulische Komponenten wie zum Beispiel Servo-Wegeventile werden konventionell meist in einer Gusskonstruktion ausgeführt. Diese Konstruktionen werden anschließend regelmäßig aufwändig spanend nachbearbeitet. Insbesondere ist es oft erforderlich, feine Fluidleitungen in die gegossenen Bauteile zu bohren. Fluidleitungen können in den entsprechenden Größenordnungen und Aspekt-Verhältnissen meist nicht durch Gießen erhalten werden. Das Aspektverhältnis ist hier das Verhältnis von der Länge der Fluidleitung zum Durchmesser der Fluidleitung. Stattdessen ist es oft notwendig, Fluidleitungen durch kostenintensive Fertigungsverfahren wie zum Beispiel das Tieflochbohren nachträglich zu erzeugen.
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Zusätzlich zu dem hohen Fertigungsaufwand ist die Formgebungsfreiheit durch die konventionelle Herstellung stark eingeschränkt. So können durch die Bohr-Verfahren hergestellte Fluidführungen nur durch geradlinig verschnittene Bohrungen abgebildet werden. Dies hat oft eine eingeschränkte Formgebungsfreiheit und/oder daraus resultierende zusätzliche Dichtstellen zur Folge. Weiterhin besteht ein Nachteil der konventionellen Fertigung in der fluiddynamisch suboptimalen Gestaltung der Kanäle. Folgen können unter anderem Kavitations- und Druckverlust-Probleme sowie Dynamik-Einbußen in einer Ventilansteuerung sein. Die komplexe Funktionsgeometrie der beschriebenen Komponenten erfordern auch bei Strukturen, die gießtechnisch abbildbar sind, einen erhöhten Aufwand. So sind teilweise komplexe Kerne notwendig, die exakt positioniert werden müssen. Eine hohe Variantenvielfalt der einzelnen Modelle sowie innenliegende Strukturen und Hinterschnitte, die weder spanend noch gießtechnisch abgebildet werden können, erfordern teilweise zusätzlich das anschließende dichte Fügen weiterer geometrisch komplexer Komponenten.
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Es ist aber auch bekannt, hydraulische Bauteile additiv herzustellen. So ist aus der
WO 2014/199158 A1 beispielsweise ein Herstellungsverfahren für einen Krümmer eines Servo-Ventils durch additive Herstellung bekannt. Die additive Herstellung kann zwar die oben beschriebenen Nachteile teilweise überwinden. Allerdings ist die additive Fertigung regelmäßig deutlich aufwendiger als beispielsweise ein Gießprozess, insbesondere wenn ein großes Volumen an Material aufgebracht werden muss.
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Offenbarung der Erfindung
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Hier wird ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Produktes vorgestellt. Die abhängigen Ansprüche geben besonders vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens an.
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Das beschriebene Verfahren ist insbesondere dazu geeignet, Hydraulikelemente wie beispielsweise Komponenten von Pumpen oder Ventilen herzustellen. Insbesondere können Komponenten der Industrie- und Mobilhydraulik mit dem beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann das beschriebene Verfahren bei der Herstellung von elektrohydraulischen Servo-Wegeventilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge (Mobile Anwendungen) sowie für stationäre Anwendungen eingesetzt werden.
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Mit dem beschriebenen Verfahren können insbesondere Kanäle in dem herzustellenden Produkt fluiddynamisch optimal geführt werden. Dabei sind aufwendige Fertigungsschritte wie beispielsweise ein Tieflochbohren und/oder eine Montage mit Abdichtung von komplexen Anbauteilen nicht nötig. Auch muss kein besonders komplexer Gusskern verwendet werden.
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Mit dem beschriebenen Verfahren kann das herzustellende Produkt durch eine neuartige Fertigungsweise hergestellt werden. Das ermöglicht insbesondere eine damit einhergehende konstruktive Umgestaltung des herzustellenden Produkts.
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Das beschriebene Verfahren sieht dazu die Kombination von konventionellen und neuen additiven Fertigungstechnologien in Abhängigkeit von der Komplexität des herzustellenden Produkts vor. So kann die Herstellung des herzustellenden Produkts insbesondere mit verbesserter funktionaler Gestaltung und/oder unter Einsparung von kostenintensiven Arbeitsschritten erfolgen.
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Das kann mit dem beschriebenen Verfahren dadurch erreicht werden, dass die funktionale Geometrie nach der fertigungstechnischen Komplexität in Teilbereiche partitioniert wird. Dabei wird das herzustellende Produkt in mindestens zwei Abschnitte (einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt) unterteilt.
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In Schritt a) des beschriebenen Verfahrens wird ein erster Abschnitt des herzustellenden Produkts bereitgestellt, welcher mindestens eine erste Anschlussstelle für einen zweiten Abschnitt des herzustellenden Produkts aufweist.
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Das Bereitstellen des ersten Abschnitts kann dabei insbesondere das Herstellen des ersten Abschnitts umfassen. Es kann aber auch ein außerhalb des beschriebenen Verfahrens hergestellter erste Abschnitt verwendet werden.
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Der erste Abschnitt kann insbesondere durch ein besonders kostengünstiges (bzw. konventionelles) Herstellungsverfahren wie beispielsweise-Gießen, Umformen oder Zerspanen erhalten werden.
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In Schritt b) des beschriebenen Verfahrens wird der zweite Abschnitt durch additive Fertigung erzeugt, wobei die mindestens eine erste Anschlussstelle des ersten Abschnitts als ein Substrat für die additive Fertigung des zweiten Abschnitts verwendet wird.
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Mit dem beschriebenen Verfahren kann insbesondere ausgenutzt werden, dass einerseits einfache Geometrien im ersten Abschnitt durch einfache und kostengünstige (bzw. konventionelle) Herstellungsverfahren erhalten werden können und dass andererseits kompliziertere Geometrien im zweiten Abschnitt durch additive Fertigung erhalten werden können. Gegenüber der additiven Fertigung des gesamten Produkts hat das beschrieben Verfahren den Vorteil, dass zumindest die einfachen Geometrien des ersten Abschnitts auf kostengünstigere Weise erhalten werden können. So kann insbesondere vermieden werden, dass große Volumen an Material additiv aufgebracht werden müssen.
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Ein Abschnitt kann ein zusammenhängender Bereich des herzustellenden Produkts sein. Dabei meint „zusammenhängend“, dass alle Teile des Abschnitts miteinander verbunden sind. Es ist aber auch möglich, dass ein Abschnitt mehrere nicht zusammenhängende Unterabschnitte aufweist. Der erste Abschnitt umfasst alle Teile des herzustellenden Produkts, die gemäß Schritt a) bereitgestellt werden. Der zweite Abschnitt umfasst alle Teile des herzustellenden Produkts, die gemäß Schritt b) erzeugt werden.
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Jeder Unterabschnitt kann eine oder mehrere Anschlussflächen haben. So kann ein Unterabschnitt des ersten Abschnitts mit einem oder mehreren Unterabschnitten des zweiten Abschnitts verbunden sein.
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Der zweite Abschnitt kann durch verschiedene Verfahren der additiven Fertigung erhalten werden, insbesondere durch pulverbettbasierte Verfahren wie Laserstrahlschmelzen oder durch Auftragsschweißen. Beim Laserstrahlschweißen wird ein Pulver aus dem Material des herzustellenden Produkts als eine Pulverschicht auf ein Substrat aufgetragen und lokal selektiv durch einen Laser an den Stellen aufgeschmolzen, an denen das herzustellende Produkt Material aufweisen soll. Wird dies für eine Vielzahl von Pulverschichten wiederholt, kann das herzustellende Produkt schichtweise erhalten werden. Bei Auftragsschweißen (auch „Cladding“ genannt) wird das herzustellende Produkt aus dem Schweißwerkstoff (also beispielsweise dem Schweißdraht oder einem Pulver) hergestellt. Dabei wird der Schweißwerkstoff auf ein Substrat aufgetragen.
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In dem beschriebenen Verfahren dient die mindestens eine erste Anschlussfläche als Substrat für die additive Fertigung. Bei der additiven Fertigung wird das fertige Produkt üblicherweise nach Abschluss der Fertigung von dem Substrat entfernt. Anschließend kann auf dem Substrat das nächste Produkt hergestellt werden. Bei dem beschriebenen Verfahren hingegen bleibt der zweite Abschnitt mit dem Substrat, also mit der mindestens einen ersten Anschlussfläche, verbunden. Insbesondere muss der zweite Abschnitt nicht nach dessen Erzeugung nachträglich mit dem ersten Abschnitt verbunden werden.
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Stattdessen wird der zweite Abschnitt unmittelbar an den ersten Abschnitt anschließend erzeugt.
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Um das beschriebene Verfahren auf eine vorgegebene Geometrie eines herzustellenden Produkts anwenden zu können, kann das herzustellende Produkt insbesondere in den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt unterteilt werden. Diese Unterteilung kann insbesondere bei der Planung der Herstellung erfolgen. So kann beispielsweise eine Konstruktionszeichnung in die einzelnen Abschnitte unterteilt werden. Insbesondere kann die Unterteilung virtuell (beispielsweise in einem Konstruktionsprogramm eines Computers) vor der tatsächlichen Herstellung erfolgen.
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Insbesondere kann die Geometrie des herzustellenden Produkts aber auch an das beschriebene Verfahren angepasst werden. So können insbesondere solche Bereiche des herzustellenden Produkts zusammengelegt werden, die durch additive Fertigung hergestellt werden sollen. Damit ist eine Unterteilung in den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt besonders gut möglich. So kann insbesondere erreicht werden, dass der zweite Abschnitt eine für die additive Fertigung möglichst optimale Teilgeometrie aufweist. Das kann insbesondere der Fall sein, wenn der zweite Abschnitt ein geringes aufzubauendes Volumen und/oder wenige Stützstrukturen aufweist. Durch Umgestalten der Bauteilstruktur des herzustellenden Produkts kann das beschriebene Verfahren also besonders effizient eingesetzt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Abschnitt in Schritt a) durch spanende Bearbeitung eines Ausgangskörpers erhalten.
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Der Ausgangskörper kann insbesondere ein massiver Block sein, aus dem der erste Abschnitt durch spanende Bearbeitung, insbesondere durch Fräsen oder Bohren, erhalten werden kann. Insbesondere kann der Ausgangskörper durch ein Gießverfahren erhalten werden.
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Die mindestens eine erste Anschlussfläche ist vorzugsweise für das jeweilige in Schritt b) verwendete additive Fertigungsverfahren vorbereitet. So ist insbesondere die Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens bevorzugt, in der die mindestens eine erste Anschlussstelle als eine ebene Fläche ausgebildet ist.
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Diese Ausführungsform eignet sich besonders für eine pulverbettbasierte additive Fertigung des zweiten Abschnitts, insbesondere für das Laserstrahlschmelzen. Das liegt daran, dass das Substrat (also hier die mindestens eine erste Anschlussfläche) insbesondere bei einem derartigen additiven Fertigungsverfahren vorzugsweise ebene ist, so dass das Pulver schichtweise auf das Substrat aufgebracht werden kann.
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Insbesondere bei Auftragsschweißverfahren sind hingegen auch freier geformte Anschlussflächen möglich.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist eine geometrische Komplexität des ersten Abschnitts geringer als eine geometrische Komplexität des zweiten Abschnitts.
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Die geometrische Komplexität ist insbesondere ein Maß dafür, mit welchem Herstellungsverfahren der jeweilige Abschnitt unter welchem Aufwand erhalten werden kann. Bei geringer geometrischer Komplexität ist insbesondere ein Herstellen durch ein Gieß-, Umform- oder Zerspanverfahren besonders einfach möglich. Das ist beispielsweise der Fall, wenn der herzustellende Abschnitt keine komplexen innenliegenden Strukturen oder Hinterschnitte aufweist. Eine große geometrische Komplexität kann insbesondere dann vorliegen, wenn eine Herstellung durch Gießen nicht oder nur unter großem Aufwand (beispielsweise unter Verwendung komplexer Gusskerne, die exakt positioniert werden müssen) möglich ist. Aufgrund der größeren geometrischen Komplexität wird der zweite Abschnitt durch die additive Fertigung erzeugt.
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Eine große geometrische Komplexität liegt insbesondere vor, wenn der jeweilige Abschnitt komplex geformte Kanäle aufweist, die insbesondere einen kleinen Durchmesser und/oder eine große Länge haben. Insbesondere liegt eine große geometrische Komplexität vor, wenn ein Abschnitt Kanäle mit großem Aspekt-Verhältnis (also ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser) aufweist.
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Insbesondere daher ist eine weitere Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, in der in dem zweiten Abschnitt mindestens ein Kanal für ein Fluid ausgebildet wird.
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Bei dem Kanal kann es sich insbesondere um eine Hydraulikleitung in einer Hydraulikkomponente wie beispielsweise einem Servo-Wegeventil für ein Kraftfahrzeug oder für eine stationäre Anwendung handeln. Die additive Fertigung des zweiten Abschnitts kann insbesondere eine fluiddynamisch optimierte Kanalführung ermöglichen. Dabei wird die Fertigungskomplexität des ersten Abschnitts nicht gesteigert. Somit kann der erste Abschnitt eine besonders geringe geometrische Komplexität aufweisen, so dass die weiter oben beschriebenen Schwierigkeiten beispielsweise beim Gießen komplizierter Geometrien vermieden werden. Insbesondere sind im ersten Abschnitt vorzugsweise keine Kanäle mit großem Aspekt-Verhältnis vorgesehen. Derartige Kanäle sind stattdessen vorzugsweise im zweiten Abschnitt vorgesehen. Im zweiten Abschnitt können derartige Kanäle durch die additive Fertigung erhalten werden.
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Insbesondere kann die Geometrie des herzustellenden Produkts so gestaltet werden, dass Bereiche hoher geometrischer Komplexität nahe beieinander liegen, so dass diese als der zweite Abschnitt gewählt werden können. Das bedeutet, dass bereits die Gestaltung des herzustellenden Produkts vorzugsweise so erfolgt, dass die Unterteilung in den ersten und zweiten Abschnitt besonders gut möglich ist. Dies kann auch ein Verändern der Anordnung von funktionalen Teilgeometrien innerhalb eines Produkts umfassen. So kann eine Teilgeometrie beispielsweise in den ersten Abschnitt verschoben werden, sofern dies bezüglich der geometrischen Komplexität sinnvoll ist.
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Neben der konventionell gefertigten Teilgeometrie des ersten Abschnitts, deren mindestens eine erste Anschlussfläche als Substrat für den additiven Aufbau des zweiten Abschnitts dient, können weitere Bereiche konventionell gefertigt werden und später gefügt werden. Dazu ist die weitere Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, in der der zweite Abschnitt mindestens eine zweite Anschlussstelle für einen dritten Abschnitt aufweist und in der das Verfahren weiterhin die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- c) Bereitstellen des dritten Abschnitts, und
- d) Verbinden des dritten Abschnitts mit der mindestens einen zweiten Anschlussstelle des zweiten Abschnitts.
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Die Schritte a) bis d) werden vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Schritt c) kann aber auch früher durchgeführt werden.
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Der dritte Abschnitt kann ein zusammenhängender Bereich des herzustellenden Produkts sein. Es ist aber auch möglich, dass der dritte Abschnitt mehrere nicht zusammenhängende Unterabschnitte aufweist. Der dritte Abschnitt umfasst alle Teile des herzustellenden Produkts, die gemäß Schritt c) bereitgestellt und gemäß Schritt d) an den zweiten Abschnitt angebunden werden.
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Das Bereitstellen des dritten Abschnitts kann dabei insbesondere das Herstellen des dritten Abschnitts umfassen. Es kann aber auch ein außerhalb des beschriebenen Verfahrens hergestellter dritter Abschnitt verwendet werden.
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Bei dem dritten Abschnitt kann es sich beispielsweise um ein oder mehrere Anbauteile handeln, die in Schritt d) mit dem zweiten Abschnitt nach dessen Erzeugung gemäß Schritt b) verbunden werden. Der dritte Abschnitt kann insbesondere durch Gießen, Umformen oder Zerspanen erhalten werden. Der dritte Abschnitt weist vorzugsweise ein jeweiliges Gegenstück für jede der zweiten Anschlussflächen auf.
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Das Verbinden des dritten Abschnitts mit dem zweiten Abschnitt in Schritt d) kann insbesondere durch ein Verkleben mit einem geeigneten Klebstoff, durch Schweißen und/oder durch mechanisches Verbinden beispielsweise durch Schrauben oder Nieten erfolgen.
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Wie oben für die Unterteilung des herzustellenden Produkts in den ersten und den zweiten Abschnitt beschrieben kann auch die Unterteilung des herzustellenden Produkts in den ersten, zweiten und dritten Abschnitt insbesondere virtuell erfolgen. Dabei kann ein bestimmtes vorgegebenes herzustellendes Produkt unterteilt werden. Vorzugsweise wird aber die Gestaltung des herzustellenden Produkts bereits an das beschriebene Verfahren angepasst. So können insbesondere Teile des herzustellenden Produkts, die nicht additiv hergestellt werden müssen, die aber auch nicht als Substrat für die additive Fertigung dienen können, als der dritte Abschnitt zusammengefasst werden. Ein Teil kann beispielsweise dann nicht als Substrat für die additive Fertigung geeignet sein, wenn die mindestens eine zweite Anschlussfläche zu klein und/oder zu uneben ist. Auch kann es aufgrund der Geometrie des herzustellenden Produkts sinnvoller sein, die nicht additiv zu fertigenden Teile nicht nur als den ersten Abschnitt zusammenzufassen, sondern stattdessen einen ersten und einen dritten Abschnitt vorzusehen. Das ist beispielsweise der Fall, wenn der zweite Abschnitt zwei gegenüberliegende ebene Flächen aufweist, an die jeweils ein nicht additiv zu fertigender Teil angrenzt. In dem Fall wäre es nicht praktikabel, die beiden angrenzenden nicht additiv zu fertigenden Teile als ersten Abschnitt zusammenzufassen. Eine additive Fertigung geht vorzugsweise von einer ebenen Fläche als Substrat aus. Auch ist es möglich, dass die additive Fertigung von mehreren nicht zusammenhängenden Flächen ausgeht. Dabei ist es aber zumindest bevorzugt, dass die Flächen in einer Ebene liegen oder zumindest nur geringfügig schräg zueinander stehen. Eine additive Fertigung zwischen zwei sich gegenüberliegenden Flächen ist beispielsweise nicht oder nur unter großem Aufwand möglich.
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Am Servoventil kann beispielsweise der Ölfilter anstatt im zweiten Abschnitt im ersten Abschnitt vorgesehen sein, da die Aufnahme für den Ölfilter mit verhältnismäßig geringem Aufwand spanend hergestellt werden kann. Hingegen würde der additive Aufbau der Ölfilter-Aufnahme ein erhebliches Maß an Material, Stützstruktur sowie Aufbauzeit und -kosten bedeuten.
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Entgegen der gemäß Stand der Technik als Anbauteile an hergestellte Produkte angebrachte Komponenten kann der dritte Abschnitt insbesondere eine einfache Geometrie aufweisen, welche aufgrund ihrer geringen Komplexität keinen additiven Aufbau rechtfertigt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der dritte Abschnitt in Schritt c) durch spanende Bearbeitung mindestens eines Ausgangskörpers erhalten.
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Der Ausgangskörper kann insbesondere durch Gießen erhalten werden. Insbesondere in dem Fall, dass der dritte Abschnitt nicht zusammenhängend ausgebildet ist, können mehrere Ausgangskörper vorgesehen sein. So kann beispielsweise jeder Unterabschnitt aus einem jeweiligen Ausgangskörper durch spanende Bearbeitung erhalten werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist eine geometrische Komplexität des dritten Abschnitts geringer als eine geometrische Komplexität des zweiten Abschnitts.
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Aufgrund der geringeren geometrischen Komplexität des dritten Abschnitts ist es günstiger, diesen nicht durch additive Fertigung zu erzeugen. Stattdessen kann, wie beim ersten Abschnitt, eine günstigere Fertigungsmethode wie das Gießen, Umformen oder Zerspanen verwendet werden.
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Die geometrische Komplexität des zweiten Abschnitts ist vorzugsweise größer als die geometrische Komplexität des ersten Abschnitts und des dritten Abschnitts. Nur für den zweiten Abschnitt mit der besonders großen geometrischen Komplexität ist daher die additive Fertigung vorgesehen. Die geometrische Komplexität des dritten Abschnitts kann gegenüber der geometrischen Komplexität des ersten Abschnitts größer, gleich oder kleiner sein.
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Der zweite Abschnitt weist in dieser Ausführungsform eine Aufnahme als die mindestens eine zweite Anschlussstelle auf, in die ein entsprechendes Gegenstück des dritten Abschnitts eingesetzt werden kann. So kann der dritte Abschnitt insbesondere besonders einfach für die Verbindung mit dem zweiten Abschnitt positioniert werden.
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Hier auch beschrieben werden sollen dreidimensionale Produkte umfassend mindestens einen ersten Abschnitt, welcher mindestens eine erste Anschlussstelle aufweist und mindestens einen zweiten, additiv gefertigten Abschnitt und der sich an die mindestens eine erste Anschlussstelle anschließt.
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Ein solches dreidimensionales Produkt kann insbesondere ein Hydraulikelement sein, insbesondere ein Ventil oder eine Pumpe. Möglich ist auch dass ein solches dreidimensionales Produkt einen Teil oder einen Abschnitt von einem Ventil oder einer Pumpe bildet.
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Alle weiter vorne im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale sind auf die dreidimensionalen Produkte anwendbar und übertragbar.
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Solche dreidimensionalen Produkte sind insbesondere mit dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung herstellbar bzw. hergestellt. Es ist aber auch denkbar, dass solche dreidimensionalen Produkte mit anderen Herstellungsverfahren hergestellt sind.
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Weitere Einzelheiten des Verfahrens und der beschriebenen Erzeugnisse und ein Ausführungsbeispiel, auf welches die Offenbarung jedoch nicht beschränkt ist, werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1: eine Darstellung eines dreidimensionalen Produkts, und
- 2: eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Produkts aus 1.
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1 zeigt ein herzustellendes Produkt 1, bei dem es sich um ein Hydraulikelement 2, insbesondere um ein Servo-Wegeventil in einer 4-Wege-Ausführung, handelt. Das Produkt 1 weist einen ersten Abschnitt 3, einen zweiten Abschnitt 4 und einen dritten Abschnitt 5 auf. Der erste Abschnitt 3 ist durch spanende Bearbeitung hergestellt. Der erste Abschnitt 3 weist eine erste Anschlussstelle 6 auf, über die der erste Abschnitt 3 mit dem zweiten Abschnitt 4 verbunden ist. Der zweite Abschnitt 4 ist durch additive Fertigung mit der ersten Anschlussstelle 6 als Substrat hergestellt. Der zweite Abschnitt 4 weist eine zweite Anschlussstelle 7 auf, über die der zweite Abschnitt 4 mit dem dritten Abschnitt 5 verbunden ist. Der dritte Abschnitt 5 ist durch spanende Bearbeitung hergestellt und anschließen mit der zweiten Anschlussfläche 7 verbunden worden. Die zweite Anschlussstelle 7 weist eine Aufnahme 9 auf.
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Der zweite Abschnitt 4 weist eine höhere geometrische Komplexität als der erste Abschnitt 3 und als der dritte Abschnitt 5 auf. Das liegt insbesondere daran, dass der zweite Abschnitt 5 einen Kanal 8 für ein Fluid umfasst.
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Eine vorteilhafte Wahl von Trennlinien 12 zwischen den Abschnitten 3, 4 und 5 kann insbesondere folgende Herstellung ermöglichen: Zunächst wird der spanend zu verarbeitende erste Abschnitt 3 gefertigt. Der erste Abschnitt 3 weist die für das additive Fertigungsverfahren vorbereitete erste Anschlussstelle 6 auf. Für die pulverbettbasierte additive Fertigung ist die erste Anschlussstelle 6 beispielsweise als eine ebene Fläche ausgeführt. Auf den ersten Abschnitt 3 bzw. auf die erste Anschlussstelle 6 wird anschließend im additiven Aufbau die komplexe Teilgeometrie des zweiten Abschnitts 4 erzeugt.
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In einem Gehäuse 10 des Servo-Wegeventils können so hinsichtlich der Komplexität zum Beispiel Flansche zum Stellmotor sowie zum hydraulischen Anschlussbild im dritten Abschnitt 5 separat von der restlichen Funktionsstruktur insbesondere im ersten Abschnitt 3 hergestellt werden. Der erste Abschnitt 3 und der dritte Abschnitt 5 bestehen - isoliert betrachtet - jeweils aus für die konventionelle spanende Bearbeitung prädestinierten Geometrien. Die komplexen Funktionsstrukturen hingegen liegen im zweiten Abschnitt 4.
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Am Beispiel des dritten Abschnitts 5 wird deutlich, dass durch die an den generativen Fertigungsprozess angeschlossene Montage eines oberen Flansches 11 eine erhebliche Steigerung der Fertigungseffizienz möglich ist. So muss statt der kompletten Abstützung des Flansches 11 im Zuge der generativen Fertigung lediglich eine Aufnahme 9 für den dritten Abschnitt 5 als ein Anbauteil vorgesehen werden. Anders als im Stand der Technik ist der dritte Abschnitt 5 dabei ein Anbauteil mit einfacher Geometrie, welche zudem aufgrund ihrer geringen Komplexität keinen additiven Aufbau rechtfertigt.
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2 zeigt eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Produkts 1 aus 1. Das beschriebene Verfahren ist neben dem in 1 gezeigten Servo-Wegeventil auch auf andere Produkte und insbesondere auf andere hydraulische Komponenten übertragbar.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen des ersten Abschnitts 3 des herzustellenden Produkts 1, welcher die Anschlussstelle 6 für den zweiten Abschnitt 4 des herzustellenden Produkts 1 aufweist,
- b) Erzeugen des zweiten Abschnitts 4 durch additive Fertigung, wobei die erste Anschlussstelle 6 des ersten Abschnitts 3 als ein Substrat für die additive Fertigung des zweiten Abschnitts 4 verwendet wird,
- c) Bereitstellen des dritten Abschnitts 5, und
- d) Verbinden des dritten Abschnitts 5 mit der zweiten Anschlussstelle 7 des zweiten Abschnitts 4.
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Die Schritte a) bis d) werden in diesem Beispiel in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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