DE102018112128A1 - Method for the generative production of a component, device for carrying out the method and motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen.In einem Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils (12) wird ein Pulver (20) eines Materials (22) aufgetragen und zumindest teilweise geschmolzen und das geschmolzene Material (22) erstarrt zwecks zumindest bereichsweiser Ausbildung des Bauteils (12). Aufgetragenes Pulver (20) wird zwecks Herstellung eines Pulververbunds verdichtet, sodass ein Anteil im Pulververbund enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs zwecks Steigerung der mechanischen Festigkeit des Pulverbunds verringert wird.The invention relates to a method for the generative production of at least one component, a device for carrying out the method and a motor vehicle, in particular a passenger car. In a method for the generative production of at least one component (12), a powder (20) of a material (22) is applied and at least partially melted and the molten material (22) solidifies for the purpose of at least partially forming the component (12). Applied powder (20) is compacted for the purpose of producing a powder composite, so that a proportion of gas or gas mixture contained in the powder composite is reduced in order to increase the mechanical strength of the powder composite.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen.The invention relates to a method for the generative production of at least one component, a device for carrying out the method and a motor vehicle, in particular a passenger car.

Generative Fertigungsverfahren, auch als additive Fertigungsverfahren bezeichnet, haben aufgrund zahlreicher Vorteile in unterschiedliche Bereiche der industriellen Produktion Einzug gehalten. Insbesondere die Flexibilität dieser Verfahren, die das Herstellen von Bauteilen ohne Formwerkzeuge ermöglichen und somit ohne teure bzw. aufwendige Änderungen für die Herstellung neuer bzw. geänderter Bauteile genutzt werden können, qualifiziert sie für breite Anwendungsbereiche.Generative manufacturing processes, also referred to as additive manufacturing processes, have found their way into various areas of industrial production due to numerous advantages. In particular, the flexibility of these methods, which allow the production of components without molds and thus can be used without expensive or costly changes for the production of new or modified components, qualifies them for a wide range of applications.

Bei den Pulverbettverfahren erfolgt dabei ein schichtweiser Aufbau, bei dem eine Pulverschicht aufgetragen wird und die einzelnen Pulverpartikel lokal verbunden werden. Dies erfolgt beim selektiven Laserschmelzen beispielsweise durch lokales Aufschmelzen mittels Laserstrahlung. Beim Binder Jetting werden die Partikel dagegen mittels eines Bindemittels miteinander verklebt und es wird auf diese Weise das Bauteil hergestellt. Diesen Verfahren ist gemein, dass eine Oberfläche eines Pulverbettes zwecks Verbindung der Pulverpartikel bereichsweise bearbeitet wird. Das lose Pulver aus nicht bearbeiteten Bereichen kann zum Abstützen folgender zu verbindender Pulverschichten genutzt werden und wird typischerweise nach Herstellung des Bauteils wieder entfernt. Mit derartigen Verfahren sind Bauteile mit Überhängen von bis zu 15° herstellbar.In the case of the powder bed processes, a layered structure takes place in which a powder layer is applied and the individual powder particles are locally connected. This occurs during selective laser melting, for example by local melting by means of laser radiation. In binder jetting, on the other hand, the particles are bonded together by means of a binder and the component is produced in this way. This method has in common that a surface of a powder bed for the purpose of connecting the powder particles is processed in areas. The loose powder from unprocessed areas can be used to support the following powder layers to be joined and is typically removed after fabrication of the component. With such methods, components with overhangs of up to 15 ° can be produced.

Bei den bisher bekannten Verfahren erfolgt im Anschluss an das Verbinden von Pulverpartikeln einer Schicht eine Absenkung des Pulverbettes um eine Schichthöhe und das Auftragen einer weiteren Schicht losen Pulvers.In the previously known methods, following the joining of powder particles of a layer, the powder bed is lowered by one layer height and the application of another layer of loose powder.

Die DE 10 2013 011 675 A1 beschreibt ein Verfahren zur generativen Bauteilfertigung, bei dem ein pulverförmiger Werkstoff schichtweise mittels Laserstrahlung aufgeschmolzen wird. Dieses wird auch als selektives Laserschmelzen bezeichnet. Die Intensität der Laserstrahlung ist dabei innerhalb der Bearbeitungsebene räumlich und/oder zeitlich veränderbar. In einem ersten Bereich ist die Intensität derart eingestellt, dass die Schmelztemperatur des Werkstoffs erreicht bzw. überschritten wird. In mehreren außerhalb liegenden zweiten Bereichen wird jeweils eine geringere Intensität eingestellt. Die Intensitäten sind unabhängig voneinander einstellbar. Insbesondere kann eine Vorwärmung des Werkstoffs vor dem Aufschmelzen realisiert werden.The DE 10 2013 011 675 A1 describes a method for the generative component production, in which a powdery material is melted in layers by means of laser radiation. This is also called selective laser melting. The intensity of the laser radiation is spatially and / or temporally changeable within the processing plane. In a first range, the intensity is set such that the melting temperature of the material is reached or exceeded. In several outlying second areas each set a lower intensity. The intensities can be set independently of each other. In particular, a preheating of the material can be realized before melting.

Die EP 3 034 205 A2 offenbart eine Vorrichtung zur generativen Herstellung eines Bauteils auf einer Baufläche mit einem Beschichter zum Erzeugen einer Pulverschicht und einem Laser zum lokalen Aufschmelzen der Pulverschicht. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Ablenkeinrichtung zum Ablenken des Laserstrahls auf unterschiedliche Bereiche der Pulverschicht bzw. zum Fokussieren des Laserstrahls sowie eine Ausgleichseinrichtung zur Ausrichtung der Baufläche und einer Fokusfläche des Laserstrahls zueinander. Dies ermöglicht die Korrektur einer während des Herstellungsprozess verstellten Fokuslage und dient somit der Einstellung der gewünschten lokalen Energiedichte des Laserstrahls. Beispielsweise kann dazu ein Messsystem im Strahlengang des Lasers angeordnet sein, um Form und Größe des Laserspots abzubilden und anhand dessen zu ermitteln, ob der Laser fokussiert ist. Die Ablenkeinrichtung kann eine F-Theta-Objektiv umfassen, um eine planare Fokusfläche zu gewährleisten.The EP 3 034 205 A2 discloses an apparatus for generatively producing a component on a building surface with a coater for producing a powder layer and a laser for locally melting the powder layer. Furthermore, the device comprises a deflection device for deflecting the laser beam to different areas of the powder layer or for focusing the laser beam and a compensation device for aligning the construction surface and a focal surface of the laser beam to each other. This allows the correction of an adjusted during the manufacturing process focus position and thus serves to set the desired local energy density of the laser beam. For example, a measuring system may be arranged in the beam path of the laser to image the shape and size of the laser spot and to determine on the basis of whether the laser is focused. The deflector may include an F-theta lens to provide a planar focus area.

Die DE 10 2015 103 127 A1 beschreibt ein Laser-basiertes Bestrahlungssystem für eine Vorrichtung zur generativen Fertigung mit einer ersten Strahlquelle und einer zweiten Strahlquelle. Das Bestrahlungssystem weist weiterhin eine gemeinsame Scanneroptik zur Fokussierung der beiden Laserstrahlen und einen Strahlenkombinierer zur Überlagerung der beiden Strahlen auf. Damit können aufgeteilte Laserstrahlen oder verschiedene Laserstrahlen in eine einzige Transportfaser eingekoppelt werden und gemeinsam mittels einer Scanneroptik über einen aufzuschmelzenden Bereich der Pulverschicht bewegt werden. Strahlung aus einer ringförmigen Faserhülle einer Transportfaser, welche einen größeren Fokusdurchmesser aufweist, kann das Pulver großflächig auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt erwärmen und der Laserstrahl aus dem Faserkern der Transportfaser dient dem Aufschmelzen des Pulvers.The DE 10 2015 103 127 A1 describes a laser-based irradiation system for a device for additive manufacturing with a first beam source and a second beam source. The irradiation system furthermore has a common scanner optics for focusing the two laser beams and a beam combiner for superimposing the two beams. Thus, split laser beams or different laser beams can be coupled into a single transport fiber and moved together by means of a scanner optics over a region of the powder layer to be melted. Radiation from an annular fiber sheath of a transport fiber having a larger focus diameter can heat the powder over a large area to a temperature near the melting point, and the laser beam from the fiber core of the transport fiber serves to melt the powder.

Bei weiteren bisherig bekannten 3-D Druckern zur Herstellung von Metallbauteilen teilen sich mehrere Laserscannereinheiten mit jeweiligen Laserquellen die Oberfläche eines Pulverbettes und sind somit in der Lage, jeweils Bereiche von gemeinsam zu fertigenden Bauteilen oder separate Bauteile herzustellen. Auf diese Weise werden beispielsweise Bremssattel hergestellt. Hierbei kann die Geschwindigkeit deutlich erhöht werden, da mehrere Laserscannereinheiten ein Bauteil gleichzeitig herstellen können. Nachteilig ist, dass alle Scanner die Herstellung ihres zugeordneten Bereichs abgeschlossen haben müssen, bevor eine neue Pulverschicht aufgetragen werden kann und der Prozess erneut beginnt.In other previously known 3-D printers for the production of metal components, several laser scanner units with respective laser sources divide the surface of a powder bed and are thus able to produce areas of components to be manufactured together or separate components. In this way, for example, calipers are produced. In this case, the speed can be increased significantly, since several laser scanner units can produce a component simultaneously. The disadvantage is that all scanners must have completed the production of their assigned area before a new layer of powder can be applied and the process begins again.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die generative Herstellung wenigstens eines Bauteils auf besonders einfache und kostengünstige Weise möglich ist.It is the object of the invention to provide a method and a device, by means of which the generative production at least one component is possible in a particularly simple and cost-effective manner.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 7. Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2-6 angegeben, Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 8 und 9 angegeben. Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.The object is achieved by the method for the generative production of at least one component according to claim 1 and by the device for carrying out the method according to claim 7. Embodiments of the method are specified in the dependent claims 2-6, embodiments of the device are in the subclaims 8 and 9 specified. Furthermore, a motor vehicle, in particular a passenger car, according to claim 10 is provided.

Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils, bei dem ein Pulver eines Materials aufgetragen und zumindest teilweise geschmolzen wird und das geschmolzene Material zwecks zumindest bereichsweiser Ausbildung des Bauteils erstarrt. Aufgetragenes Pulver wird zwecks Herstellung eines Pulververbunds verdichtet, sodass ein Anteil im Pulververbund enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs zwecks Steigerung der mechanischen Festigkeit des Pulverbunds verringert wird.A first aspect of the invention is a method for the generative production of at least one component, in which a powder of a material is applied and at least partially melted and the molten material solidifies for the purpose of at least partially forming the component. Applied powder is compressed to produce a powder composite, so that a proportion of the gas mixture or gas mixture contained in the powder composite is reduced in order to increase the mechanical strength of the powder composite.

Beispielsweise kann das Erhitzen mittels Bestrahlung durch Laserstrahlung realisiert werden. Dabei erhitzt diese das in dem Bereich befindliche Pulver, sodass es zumindest teilweise geschmolzen wird. Laserstrahlung wird dazu unter Ausbildung eines Auftrittspunkts auf eine Oberfläche des Pulvers gerichtet. Selbstverständlich ist der Auftrittspunkt kein Punkt im mathematischen Sinne sondern vielmehr eine Auftrittsfläche. Dabei wird die Oberfläche und ggf. auch darunter befindliches Pulver erhitzt bzw. geschmolzen.For example, the heating can be realized by means of irradiation by laser radiation. In doing so, it heats the powder in the area so that it is at least partially melted. Laser radiation is directed to a surface of the powder to form a point of impact. Of course, the entry point is not a point in the mathematical sense, but rather a performance surface. In the process, the surface and possibly also powder underneath are heated or melted.

Insbesondere beschreibt das erfindungsgemäße Verfahren ein Verfahren zum selektiven Laserschmelzen, typischerweise mit SLM abgekürzt, jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren auch als 3D-Druck, auch als Binder Jetting bezeichnet, realisierbar. Neben Laserstrahlung sind unterschiedlichste bekannte Verfahren zum Erhitzen des Pulvers möglich, die den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden können.In particular, the method according to the invention describes a method for selective laser melting, typically abbreviated SLM, but the method according to the invention can also be implemented as 3D printing, also referred to as binder jetting. In addition to laser radiation a variety of known methods for heating the powder are possible, which can be selected according to the respective requirements.

Ein Pulver im Sinne der Erfindung ist ein in Form von Feststoffpartikeln vorliegendes Material. Die Partikelgröße beträgt typischerweise ≤ 0,5 mm. Es können jedoch auch granulatförmige Stoffe bzw. Stoffgemische mit größeren Partikeln genutzt werden. Insbesondere werden metallische Materialien genutzt. Die Erfindung ist allerdings nicht darauf beschränkt, da ebenso thermische Kunststoffe bzw. kunststoffummantelte Metallpartikel, wie sie aus dem Binderjet-Verfahren bekannt sind, verarbeitet werden können. Letztere werden insbesondere im Anschluss an den schichtweisen Aufbau des Bauteils, bei welchem der Kunststoff zur mechanischen Verbindung der einzelnen Pulverkörner zumindest teilweise aufgeschmolzen wird, bei höheren Temperaturen in einem Ofen gesintert, um ein metallisches Gefüge mit einer höheren Festigkeit zu erzeugen.A powder in the sense of the invention is a material in the form of solid particles. The particle size is typically ≤ 0.5 mm. However, it is also possible to use granular substances or substance mixtures with larger particles. In particular, metallic materials are used. However, the invention is not limited thereto since it is also possible to process thermal plastics or plastic-coated metal particles, as known from the binder jet process. The latter are sintered at higher temperatures in an oven, in particular following the layered construction of the component, in which the plastic for the mechanical connection of the individual powder grains is at least partially melted, to produce a metallic structure with a higher strength.

Das Pulver wird zwecks Herstellung eines Pulverbettes insbesondere eben aufgetragen. Dies erfolgt typischerweise auf eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Pulvers und/oder auf Material, welches zuvor zumindest teilweise geschmolzen und insbesondere wieder erstarrt ist.The powder is especially applied for the purpose of producing a powder bed. This is typically done on a receiving device for receiving a powder and / or on material which has previously been at least partially melted and in particular solidifies again.

Nach dem Erstarren des in dem Bereich befindlichen, zuvor aufgeschmolzenen Pulvers erfolgt insbesondere ein erneutes Auftragen von Pulver, sodass das Bauteil auf diese Weise schichtweise hergestellt wird.After solidification of the previously melted powder located in the region, in particular a renewed application of powder takes place, so that the component is produced in layers in this manner.

Typischerweise wird in einer Schicht angeordnetes Pulver bzw. eine Oberfläche ausbildendes Pulver teilweise geschmolzen. Das bedeutet, dass nur Bereiche der Schicht geschmolzen werden, sodass nur in den geschmolzenen Bereichen das Bauteil hergestellt wird, und andere Bereiche der Schicht nicht geschmolzen werden und somit weiterhin als Pulver vorliegen. Das zumindest teilweise Schmelzen des Pulvers meint ggf. auch, dass einzelne Partikel des Materials lediglich teilweise geschmolzen werden, insbesondere in den jeweiligen Randbereichen der Partikel, sodass keine durchgehende flüssige Phase vorliegt. Auch auf diese Weise ist ein Verschmelzen der einzelnen Partikel unter Ausbildung einer im Wesentlichen festen Schicht möglich. Mit anderen Worten können einzelne Partikel vollständig geschmolzen werden, einzelne Partikel können teilweise, beispielsweise in Randbereichen, geschmolzen werden und/oder einzelne Partikel können nicht geschmolzen werden bzw. fest bleiben.Typically, powder or surface forming powder disposed in a layer is partially melted. This means that only areas of the layer are melted, so that only in the molten areas, the component is produced, and other areas of the layer are not melted and thus continue to exist as a powder. The at least partial melting of the powder possibly also means that individual particles of the material are only partially melted, in particular in the respective edge regions of the particles, so that there is no continuous liquid phase. In this way, a fusion of the individual particles to form a substantially solid layer is possible. In other words, individual particles can be completely melted, individual particles can be partially melted, for example in edge regions, and / or individual particles can not be melted or remain solid.

Der Anteil des Gases bzw. Gasgemischs meint dessen Anteil am gesamten Volumen des Pulvers und kann auch als Hohlraumanteil bezeichnet werden. Er meint dasjenige Gas bzw. Gasgemisch, welches zwischen den Pulverkörnern bzw. außerhalb der Pulverkörner vorhanden ist. Dieses wird durch die Verdichtung wenigstens teilweise entfernt, was eine Volumenreduktion des Pulvers bewirkt.The proportion of the gas or gas mixture means its share of the total volume of the powder and can also be referred to as a void fraction. He means that gas or gas mixture which is present between the powder grains or outside the powder grains. This is at least partially removed by the compression, which causes a volume reduction of the powder.

Das Pulver kann darüber hinaus derart verdichtet werden, dass Pulverkörner verformt werden. Mit anderen Worten wird die Streckgrenze zumindest einiger Pulverkörner zumindest bereichsweise überschritten, sodass auch ohne Entfernung bzw. nach der Entfernung entsprechender Gas- bzw. Gasgemischvolumina eine Volumenreduktion des Pulvers erfolgt. Beispielsweise verhaken sich Pulverkörner ineinander bzw. schmiegen sich aneinander an. Auf diese Weise wird ebenfalls die mechanische Festigkeit des resultierenden Pulververbunds gesteigert.In addition, the powder can be densified so that powder grains are deformed. In other words, the yield strength of at least some powder grains is at least partially exceeded, so that even without removal or after the removal of corresponding gas or gas mixture volume, a volume reduction of the powder takes place. For example, powder grains interlock or nestle against one another. In this way, the mechanical strength of the resulting powder composite is also increased.

Insbesondere ist ein mechanisches Verdichten gemeint, also ein Einbringen von Kraft in das Pulver zwecks Minimierung des Anteils des Gases bzw. Gasgemischs bzw. zwecks Kompression des Pulvers. In particular, a mechanical compression is meant, ie an introduction of force into the powder in order to minimize the proportion of the gas or gas mixture or for the purpose of compression of the powder.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch die Verdichtung des Pulvers Bauteile mit auskragenden Bereichen bzw. Überhängen jeden Winkels ohne die Notwendigkeit von Stützstrukturen herstellbar sind. Die Festigkeit des verdichteten und nicht aufgeschmolzenen Pulververbunds ist dazu geeignet, aufgeschmolzenes Material zu tragen. Die für diese Zwecke bisher notwendigen Stützstrukturen erforderten bislang eine ggf. aufwendige Nachbearbeitung hergestellter Bauteile zur Abtrennung und Entfernung der Stützstrukturen. In diesem Zusammenhang können durch das ordnungsgemäße Verfahren die Geschwindigkeit der Herstellung von Bauteilen sowie der Anteil wiederverwendbaren Pulvers erhöht werden. Darüber hinaus ist der Pulververbund unempfindlich gegenüber Erschütterungen. Der Pulververbund meint das verdichtete Pulver.A significant advantage of the method according to the invention is that the compaction of the powder makes it possible to produce components with projecting regions or overhangs of any angle without the need for supporting structures. The strength of the compacted and unfused powder composite is suitable for carrying molten material. The hitherto necessary support structures for these purposes have hitherto required a possibly complicated post-processing of manufactured components for the separation and removal of the support structures. In this context, the proper process can increase the speed of manufacturing components and the proportion of reusable powder. In addition, the powder composite is insensitive to vibration. The powder composite means the compacted powder.

Auch werden höhere Schichtdicken möglich, die - bei geeigneter Geometrie der herzustellenden Bauteile - gegebenenfalls eine weitere deutliche Geschwindigkeitszunahme und Effizienzsteigerung der Herstellung mit sich bringen. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass die Wärmeleitung im verdichteten Pulververbund besser ist als im nicht verdichteten Pulver und somit, beispielsweise durch Bestrahlung mittels Laserstrahlung, ein Aufschmelzen dickerer Schichten des Pulververbunds möglich ist.Also, higher layer thicknesses are possible, which - with suitable geometry of the components to be produced - possibly bring about a further significant increase in speed and efficiency of production. This is partly due to the fact that the heat conduction in the compressed powder composite is better than in the non-compacted powder and thus, for example, by irradiation by laser radiation, a melting thicker layers of the powder composite is possible.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass beim Schmelzen eine geringere Volumenschrumpfung erfolgt, da der Anteil gasförmiger Stoffe zwischen den Pulverkörnern verringert ist. Auf diese Weise sind Bauteile mit höherer Qualität herstellbar.Another advantage of the method according to the invention is that a smaller volume shrinkage occurs during melting, since the proportion of gaseous substances between the powder grains is reduced. In this way, components with higher quality can be produced.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird auf einen dritten Bereich des Pulvers bzw. Pulververbunds, welcher einem zwecks Ausbildung des Bauteils geschmolzenen Bereich benachbart ist, Pulver aufgetragen, ggf. verdichtet und zumindest teilweise geschmolzen, sodass ein auskragender bzw. überhängender Bereich des herzustellenden Bauteils lediglich auf dem verdichteten Pulver und somit ohne die Nutzung eines Abstützelements wie beispielsweise einer Stützstruktur ausgebildet wird. Mit anderen Worten wird an einer beliebigen Position ein Bereich des herzustellenden Bauteils derart ausgebildet, dass es lediglich von verdichtetem Pulver getragen wird.In one embodiment of the method, powder is applied to a third region of the powder or powder composite which is adjacent to a region melted for the purpose of forming the component, optionally compressed and at least partially melted, so that a projecting or overhanging region of the component to be produced only the compacted powder and thus without the use of a supporting element such as a support structure is formed. In other words, at any position, a portion of the component to be manufactured is formed such that it is supported only by compacted powder.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Verdichten ein relativ zum Pulver bewegliches Verdichtungselement zwecks Zusammendrückens zumindest eines Bereichs des Pulvers eine Kraft auf den Bereich des Pulvers ausübt. Insbesondere bringt das Verdichtungselement Schwingungen in das Pulver ein.An embodiment of the method for the generative production of at least one component is characterized in that, for compacting, a compression element movable relative to the powder exerts a force on the region of the powder for compressing at least one region of the powder. In particular, the compression element introduces vibrations into the powder.

Beispielsweise führt das Verdichtungselement Schwingungen in Bezug zum Pulver aus und bringt diese in das Pulver ein. Typischerweise kontaktiert das Verdichtungselement das Pulver zum Ausüben der Kraft und drückt es zusammen. Das Verdichtungselement kann somit als Verdichtungsstempel ausgestaltet sein.For example, the compacting element vibrates with respect to the powder and introduces it into the powder. Typically, the compacting member contacts the powder to apply the force and compress it. The compression element can thus be configured as a compression ram.

Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass die Verdichtung des Pulvers auf besonders einfache, effiziente und wenig fehleranfällige Weise realisiert wird.This embodiment has the advantage that the compaction of the powder is realized in a particularly simple, efficient and less error-prone manner.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils ist dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verdichten eine im Wesentlichen ebene Oberfläche des Pulvers hergestellt wird, insbesondere durch Abstreifen überschüssigen Pulvers.A further embodiment of the method for the generative production of at least one component is characterized in that a substantially flat surface of the powder is produced prior to compacting, in particular by stripping off excess powder.

Es kann eine gleichmäßige, gegebenenfalls ebene, Oberfläche hergestellt werden, beispielsweise mittels einer Rakel, um ein gleichmäßiges Erhitzen des Pulvers zu gewährleisten. Eine ebene Oberfläche im Sinne der Erfindung meint eine entlang einer nicht gekrümmten Ebene verlaufende Oberfläche.It can be a uniform, optionally flat, surface are prepared, for example by means of a doctor blade to ensure a uniform heating of the powder. A flat surface according to the invention means a surface running along a non-curved plane.

Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass auf besonders einfache Weise definierte Schichtdicken einstellbar sind und somit eine hohe Maßhaltigkeit der hergestellten Bauteile erreicht wird.This embodiment has the advantage that defined layer thicknesses can be set in a particularly simple manner and thus a high dimensional accuracy of the manufactured components is achieved.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils beträgt nach der Verdichtung der volumetrische Anteil im Pulververbund enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs weniger als 20% und insbesondere weniger als 10%.In one embodiment of the method for the generative production of at least one component, the volumetric fraction of the gas or gas mixture contained in the powder composite after compaction is less than 20% and in particular less than 10%.

Wie beschrieben ist damit der volumetrische Anteil zwischen den Pulverkörnern befindlichen Gases bzw. Gasgemischs am gesamten Volumen des Pulvers bzw. Pulververbunds gemeint. Beispielsweise beträgt der volumetrische Anteil des Gases bzw. Gasgemischs etwa 5%. Ohne Verdichtung liegt der Anteil beispielsweise bei etwa 30%.As described, this means the volumetric fraction between gas or gas mixture located between the powder grains and the total volume of the powder or powder composite. For example, the volumetric proportion of the gas or gas mixture is about 5%. Without compression, for example, the proportion is about 30%.

Es hat sich herausgestellt, dass der Anteil unterhalb von 20% und insbesondere unterhalb von 10% vorteilhaft ist, da er unter Nutzung vergleichsweise geringer Energie für die Verdichtung des Pulvers eine besonders gute mechanische Festigkeit des resultierenden Pulverbettes ermöglicht.It has been found that the proportion below 20% and in particular below 10% is advantageous because it allows using comparatively low energy for the compression of the powder, a particularly good mechanical strength of the resulting powder bed.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenbereich des Pulvers, welcher einem zwecks Ausbildung des Bauteils zu schmelzenden bzw. geschmolzenen Teil des Pulvers benachbart ist, erhitzt wird. Durch das Erhitzen wird mittels Verringerung von Temperaturdifferenzen zwischen zu schmelzendem bzw. geschmolzenem Pulver und dem Nebenbereich des Pulvers eine Ableitung von Wärme aus dem zu schmelzenden bzw. geschmolzenen Pulver minimiert. A further embodiment of the method is characterized in that a secondary region of the powder, which is adjacent to a part of the powder to be melted or melted for the purpose of forming the component, is heated. The heating minimizes dissipation of heat from the molten powder by reducing temperature differences between the molten powder and the minor portion of the powder.

Durch die Minimierung der Temperaturdifferenz und der damit verbundenen Minimierung der Wärmeableitung wird die Gesamttemoeratur des Pulverbettes bzw. des herzustellenden Bauteils erhöht. Mit anderen Worten wird ein Wärmestau erzeugt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der thermische Verzug minimiert wird, der aus der Volumenschrumpfung des erstarrenden bzw. sich abkühlenden Materials resultiert. Die Abkühlung wird verlangsamt und vergleichmäßigt. In der Folge werden die im Bauteil entstehenden Spannungen, insbesondere Zugspannungen, wie sie bei herkömmlichen Verfahren bekannt sind, minimiert. In einer Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt eine thermische Isolierung des Pulvers. Auf diese Weise wird ein Abkühlen des Pulvers verlangsamt und vergleichmäßigt.By minimizing the temperature difference and the associated minimization of heat dissipation, the total temperature of the powder bed or of the component to be produced is increased. In other words, a heat accumulation is generated. This has the advantage of minimizing thermal distortion resulting from volume shrinkage of the solidifying or cooling material. The cooling is slowed down and evened out. As a result, the stresses arising in the component, in particular tensile stresses, as are known in conventional methods, minimized. In one embodiment of the method, thermal insulation of the powder takes place. In this way, cooling of the powder is slowed down and evened out.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver entlang einer Vorschubrichtung bewegt wird, wobei das Auftragen des Pulvers, das Verdichten des Pulvers und insbesondere das Schmelzen des Pulvers zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich an unterschiedlichen Positionen entlang der Vorschubrichtung erfolgen.A further embodiment of the method is characterized in that the powder is moved along a feed direction, wherein the application of the powder, the compacting of the powder and in particular the melting of the powder at least in time sections at the same time take place at different positions along the feed direction.

Die Bewegung erfolgt insbesondere relativ zu einer Auftrageinrichtung zum Auftragen des Pulvers auf eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Pulvers und/oder auf Material, welches zuvor zumindest teilweise geschmolzenen und insbesondere wieder erstarrt sein kann, zu einer Verdichtungseinrichtung zum Verdichten des Pulvers und/oder zu wenigstens einer Schmelzeinrichtung zur Erhitzung des Pulvers zwecks zumindest teilweisen Schmelzens des Pulvers, wie beispielsweise einer Laserquelle zur Ausgabe von Laserstrahlung.The movement takes place in particular relative to an application device for applying the powder to a receiving device for receiving a powder and / or material, which may be previously at least partially melted and in particular solidified again, to a compacting device for compacting the powder and / or at least one Melting device for heating the powder for the purpose of at least partially melting the powder, such as a laser source for emitting laser radiation.

Typischerweise wird das Pulver linear bewegt. Es kann beispielsweise auf einem Förderband angeordnet sein, um mittels diesem bewegt zu werden. Dabei kann das Pulver selbstverständlich auch in Zeitabschnitten ohne Bestrahlung bewegt werden.Typically, the powder is moved linearly. It may for example be arranged on a conveyor belt to be moved by means of this. Of course, the powder can also be moved in time periods without irradiation.

Mit anderen Worten wird ein kontinuierliches Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils zur Verfügung gestellt. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise eine besonders schnelle und kostengünstige Herstellung von Bauteilen.In other words, a continuous process for the generative production of at least one component is provided. This advantageously allows a particularly fast and cost-effective production of components.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmelzen eines in einer ersten Ebene angeordneten ersten Bereichs des Pulvers des Materials erfolgt. Zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich wird auf einen zuvor zumindest teilweise geschmolzenen und insbesondere wieder erstarrten, in der ersten Ebene angeordneten zweiten Bereich des Materials ein Pulver eines Materials in einer zur ersten Ebene beabstandeten zweiten Ebene aufgetragen, ggf. verdichtet und zumindest teilweise geschmolzen. Auf diese Weise erfolgt zeitgleich eine Ausbildung mehrerer Ebenen eines Bauteils.A further embodiment of the method is characterized in that melting of a first region of the powder of the material arranged in a first plane takes place. At least at certain times at the same time, a powder of a material in a second plane spaced from the first plane is applied to a previously at least partially molten and especially again solidified second region of the material arranged in the first plane, optionally compressed and at least partially melted. In this way, at the same time an education several levels of a component takes place.

Insbesondere sind die erste und die zweite Ebene parallel zueinander ausgerichtet. Typischerweise wird in der zweiten Ebene dasselbe Material aufgetragen wie in der ersten Ebene.In particular, the first and the second plane are aligned parallel to one another. Typically, the same material is applied in the second level as in the first level.

Mit anderen Worten werden mehrere parallele Ebenen wenigstens eines Bauteils zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich hergestellt. Es erfolgt eine kontinuierliche, stufenförmige Herstellung mehrerer Schichten wenigstens eines Bauteils. Auf diese Weise kann ein gesamtes Bauteil bzw. eine Vielzahl von Bauteilen vollständig in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt werden. Durch die räumliche Nähe der Wirkbereiche der jeweiligen Laserstrahlung, die im kontinuierlichen Verfahren ggf. einhergeht mit rasch aufeinanderfolgenden Bestrahlungen durch die einzelnen Laserquellen, werden Wärmegradienten zwischen einzelnen Bereichen des herzustellenden Bauteils und/oder des Pulverbettes verringert, sodass ein langsames und gleichmäßiges Abkühlen erfolgen kann, was thermischen Verzug minimiert, sodass auf besonders einfache Weise Bauteile höherer Qualität herstellbar sind.In other words, a plurality of parallel planes of at least one component are produced at least in sections at the same time. There is a continuous, step-shaped production of several layers of at least one component. In this way, an entire component or a plurality of components can be produced completely in a continuous process. Due to the spatial proximity of the effective ranges of the respective laser radiation, which is possibly accompanied in the continuous process with rapidly successive irradiations by the individual laser sources, thermal gradients between individual regions of the component to be produced and / or the powder bed are reduced, so that a slow and uniform cooling can take place, which minimizes thermal distortion so that components of higher quality can be produced in a particularly simple manner.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich in wenigstens zehn Ebenen, insbesondere wenigstens fünfzig Ebenen, und in einer Ausgestaltung in wenigstens einhundert Ebenen Pulver aufgetragen, erhitzt und zumindest teilweise geschmolzen.In one embodiment of the method, powder is applied, heated and at least partially melted at least in sections of time in at least ten levels, in particular at least fifty levels, and in one embodiment in at least one hundred levels.

Insbesondere beträgt ein entlang einer Vorschubrichtung des Pulvers gemessener Abstand zwischen einem Auftrittspunkt der Laserstrahlung auf den ersten Bereich des Pulvers und einem Auftrittspunkt der Laserstrahlung auf das auf den zweiten Bereich aufgetragene Pulver weniger als 10 cm, insbesondere weniger als 3 cm. Dies ist erreichbar durch die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens realisierbare hohe Qualität der Laserstrahlung, also durch die hohe Strahlgüte bzw. Strahlqualität sowie gegebenenfalls durch qualitativ hochwertige Polygonspiegel und lange Brennweiten der verwendeten Linsen. Auf diese Weise kann eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mittels welcher aus mehreren hundert Schichten aufgebaute Bauteile herstellbar sind, auf vergleichsweise geringem Bauraum bzw. mit einer vergleichsweise kurzen Strecke hergestellt werden.In particular, a distance measured along an advancing direction of the powder between an occurrence point of the laser radiation on the first region of the powder and an occurrence point of the laser radiation on the powder applied to the second region is less than 10 cm, in particular less than 3 cm. This can be achieved by the high quality of the laser radiation which can be realized by means of the method according to the invention, that is to say by the high beam quality or beam quality and optionally by high-quality polygon mirrors and long focal lengths of the lenses used. In this way, an apparatus for carrying out the method can be produced by means of which components constructed from several hundred layers are produced on a comparatively small space or with a relatively short distance.

Insbesondere erfolgt der Auftrag des Pulvers in einer Dicke zwischen 50 µm und 1 mm. In einer Ausgestaltung wird eine Schichtdicke zwischen 50 µm und 1 mm hergestellt.In particular, the powder is applied in a thickness of between 50 μm and 1 mm. In one embodiment, a layer thickness between 50 microns and 1 mm is produced.

In einer Ausgestaltung weist das erstarrte Material des zweiten Bereichs der ersten Ebene bei dem Auftrag des Pulvers in der zweiten Ebene eine Temperatur zwischen 500 °C und 1500 °C, insbesondere zwischen 700 °C und 1000 °C auf. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils, bei denen jede aufgeschmolzene Schicht vor dem Auftragen einer weiteren Pulverschicht weitgehend abkühlt, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf diese Weise der durch Volumenschrumpfung bedingte thermische Verzug und somit die im Bauteil verbleibenden bzw. in das Bauteil eingetragenen Zugspannungen minimiert. Mit anderen Worten wird ein mehrere gedruckte Schichten umfassender Wärmestau realisiert, der ein langsames und gleichmäßiges Abkühlen ermöglicht.In one embodiment, the solidified material of the second region of the first plane during the application of the powder in the second plane at a temperature between 500 ° C and 1500 ° C, in particular between 700 ° C and 1000 ° C. Compared to conventional methods for the generative production of at least one component in which each molten layer largely cools before applying a further powder layer, in the inventive method in this way caused by volume shrinkage thermal distortion and thus remaining in the component or in the Component registered tensile stresses minimized. In other words, a heat build-up comprising multiple printed layers is realized, allowing slow and even cooling.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese umfasst eine Auftrageinrichtung zum Auftragen eines Pulvers und eine Verdichtungseinrichtung zum Verdichten des aufgetragenen Pulvers zwecks Herstellung eines Pulververbunds mit einem verringerten Anteil im Pulververbund enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs zur Steigerung der mechanischen Festigkeit des Pulververbunds. Die Vorrichtung umfasst weiterhin wenigstens eine Schmelzeinrichtung, insbesondere eine Laserquelle, zum zumindest teilweisen Schmelzen des verdichteten Pulvers.A second aspect of the invention is an apparatus for carrying out the method according to the invention. This comprises an application device for applying a powder and a compacting device for compacting the powder applied in order to produce a powder composite with a reduced proportion of gas or gas mixture contained in the powder composite for increasing the mechanical strength of the powder composite. The apparatus further comprises at least one melting device, in particular a laser source, for at least partial melting of the compacted powder.

Die Auftrageinrichtung dient insbesondere dem Auftragen des Pulvers auf eine Aufnahme- und Bewegungseinrichtung bzw. auf zuvor zumindest teilweise geschmolzenem und insbesondere wieder erstarrtem Material.The application device is used in particular for applying the powder to a receiving and moving device or to previously at least partially melted and in particular again solidified material.

Die Schmelzeinrichtung ist insbesondere Laserquelle zur Realisierung von Laserstrahlung auf wenigstens einen Bereich des Pulvers zum Erhitzen des Pulvers. Allerdings kann sie alternativ oder ergänzend eine beliebige bekannte Einrichtung zum Erhitzen des Pulvers umfassen, die den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden kann.The melting device is in particular a laser source for realizing laser radiation on at least one region of the powder for heating the powder. However, it may alternatively or additionally comprise any known device for heating the powder, which can be selected according to the respective requirements.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach und kostengünstig und dient der besonders effizienten generativen Herstellung von Bauteilen. Sie ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und weist demnach die oben beschriebenen Vorteile der Herstellung beliebig auskragender bzw. überhängender Formen ohne Stützstrukturen, der höheren möglichen Schichtdicken sowie der geringen Volumenschrumpfung auf.The device according to the invention is simple and inexpensive and serves the particularly efficient generative production of components. It is suitable for carrying out the method according to the invention and therefore has the above-described advantages of producing arbitrarily cantilevered or overhanging molds without support structures, the higher possible layer thicknesses and the low volume shrinkage.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungseinrichtung ein beweglich angeordnetes Verdichtungselement mit einer Verdichtungsfläche zum Ausüben einer Kraft auf zumindest einen Bereich des Pulvers entlang einer Kraftausübungsrichtung zwecks Herstellung einer verdichteten Oberfläche umfasst.An embodiment of the device for carrying out the method is characterized in that the compression device comprises a movably arranged compacting element with a compacting surface for exerting a force on at least one region of the powder along a force-exerting direction for producing a compacted surface.

Insbesondere ist Verdichtungsfläche eben, sodass sie zur Herstellung eines Pulververbunds mit einer ebenen Oberfläche geeignet ist. Die Verdichtungseinrichtung kann weiterhin einen Verdichtungsantrieb zur Bewegung des Verdichtungselements in Bezug zum Pulver zwecks Verdichtung des Pulvers aufweisen. Dieser kann beispielsweise als Schwingungsantrieb ausgestaltet sein, um das Verdichtungselement in Schwingungen in Bezug zum Pulver zu versetzen. Somit kann das Verdichtungselement nach dem Prinzip der Rüttelplatte wirken.In particular, the compacting surface is flat, so that it is suitable for producing a powder composite with a flat surface. The compacting device may further comprise a compression drive for moving the compacting element relative to the powder for compacting the powder. This can be configured, for example, as a vibration drive in order to vibrate the compression element in relation to the powder. Thus, the compression element according to the principle of the vibrating plate act.

Das Verdichtungselement kann beispielsweise als Stempel ausgeführt sein, welcher Schwingungen in Bezug zum Pulver ausführt und diese zum Zusammendrücken des Pulvers in dieses einbringt.The compacting element can be designed, for example, as a stamp, which executes vibrations in relation to the powder and introduces these into the powder for compression.

Insbesondere ist das Verdichtungselement derart eingerichtet bzw. angeordnet, dass seine Hubhöhe einstellbar ist, um auf diese Weise eine definierte Schichtdicke herstellen zu können.In particular, the compression element is set up or arranged such that its lifting height is adjustable in order to be able to produce a defined layer thickness in this way.

In einer Ausgestaltung erstreckt sich die Verdichtungsfläche entlang einer Verdichtungsebene und das Verdichtungselement weist eine Einführfläche auf, welche mit der Verdichtungsebene eine gemeinsame Kante ausbildet und zur Verdichtung von Pulver zwecks Einführens des Pulvers unter die Verdichtungsfläche bei einer Relativbewegung zwischen dem Pulver und dem Verdichtungselement senkrecht zur Kraftausübungsrichtung geeignet ist.In one embodiment, the compression surface extends along a compression plane and the compression element has an insertion surface which forms a common edge with the compression plane and for compacting powder to introduce the powder below the compression surface upon relative movement between the powder and the compression element perpendicular to the force application direction suitable is.

Die Einführfläche ist insbesondere eine ebene Fläche, die winklig in Bezug zur Verdichtungsfläche und außerhalb der Verdichtungsfläche angeordnet ist. Die Einführfläche ist der Verdichtungsebene sowie dem zu verdichtenden Pulver zugewandt. Mit anderen Worten verdichtet die Einführfläche bei der beschriebenen Relativbewegung zwischen dem Pulver und dem Verdichtungselement das noch nicht verdichtete Pulver und komprimiert die Oberfläche des Pulvers, sodass sie auf einfache Weise unter die Verdichtungsebene der Einführfläche bewegbar ist. Dies kann auch als Vorverdichtung bezeichnet werden. Insbesondere ist die Einführfläche als Einführschräge ausgestaltet.The insertion surface is in particular a flat surface which is arranged at an angle with respect to the compression surface and outside the compression surface. The insertion surface faces the compression plane and the powder to be compacted. In other words, in the described relative movement between the powder and the compression element, the insertion surface compacts the powder which has not yet been compacted and compresses the surface of the powder, so that it can be moved in a simple manner below the compression plane of the insertion surface. This can also be referred to as pre-compaction. In particular, the insertion surface is designed as an insertion bevel.

Die Einführfläche kann hinsichtlich ihrer Länge sowie ihres Winkels zur Verdichtungsebene in Abhängigkeit der Verdichtungseigenschaften des zu verdichtenden Pulvers gewählt werden. Beispielsweise können darüber hinaus die Vorschubgeschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Pulver und Verdichtungselement senkrecht zur Kraftausübungsrichtung sowie die Hubfrequenz aufeinander abgestimmt sein, sodass jeder Bereich des Pulvers während einer definierten Anzahl an Hüben unterhalb des Verdichtungselements angeordnet ist und somit jeder Bereich gleichmäßig verdichtet wird. The insertion surface can be selected in terms of their length and their angle to the compression plane depending on the compression properties of the powder to be compacted. For example, moreover, the feed rate of the relative movement between the powder and the compression element perpendicular to the direction of force and the stroke frequency can be coordinated so that each area of the powder is arranged below the compression element during a defined number of strokes and thus each area is uniformly compressed.

Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass die Vorrichtung zur besonders einfachen und wenig störungsanfälligen Verdichtung des Pulvers geeignet ist.This embodiment has the advantage that the device is suitable for particularly simple and less susceptible to damage compaction of the powder.

Die Vorrichtung kann eine Einrichtung zur Herstellung einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Pulvers aufweisen, insbesondere eine Rakel zum Abstreifen überschüssigen Pulvers.The apparatus may comprise means for producing a substantially planar surface of the powder, in particular a squeegee for scraping off excess powder.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst diese eine Aufnahme- und Bewegungseinrichtung zur Aufnahme eines Pulvers und Bewegung des Pulvers entlang einer Vorschubrichtung sowie mehrere Generationseinrichtungen zur generativen Herstellung jeweils einer Materialschicht wenigstens eines Bauteils. Jede Generationseinrichtung umfasst eine Auftrageinrichtung zum Auftragen des Pulvers zwecks Anordnung des Pulvers auf der Aufnahme- und Bewegungseinrichtung bzw. auf zuvor zumindest teilweise geschmolzenem und insbesondere wieder erstarrtem Material. Jede Generationseinrichtung umfasst weiterhin eine Verdichtungseinrichtung und eine Schmelzeinrichtung.In a further embodiment of the device, this comprises a receiving and moving device for receiving a powder and movement of the powder along a feed direction and a plurality of generative devices for the generative production of a respective material layer of at least one component. Each generation device comprises an application device for applying the powder for the purpose of arranging the powder on the receiving and moving device or on material which has previously been at least partially melted and in particular again solidified. Each generation device further comprises a compression device and a melting device.

Insbesondere sind die Generationseinrichtungen hintereinander entlang der Vorschubrichtung des Pulvers angeordnet.In particular, the generation devices are arranged one behind the other along the feed direction of the powder.

Insbesondere dient jede Generationseinrichtung dem Auftragen, wenigstens teilweisen Schmelzen und Erstarren einer Schicht Pulver, sodass eine Schicht des Bauteils hergestellt wird. Die Anzahl der Generationseinrichtungen entspricht somit der Anzahl der herstellbaren Schichten. In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung wenigstens zehn, insbesondere wenigstens fünfzig, und in einer Ausgestaltung in wenigstens einhundert Generationseinrichtungen auf, welche entlang der Vorschubrichtung hintereinander angeordnet sind.In particular, each generation means serves to apply at least partial melting and solidification of a layer of powder so that a layer of the component is produced. The number of generation devices thus corresponds to the number of layers that can be produced. In one embodiment, the device has at least ten, in particular at least fifty, and in one embodiment at least one hundred generation devices, which are arranged one behind the other along the feed direction.

Jede Generationseinrichtung kann eine Einrichtung zur Herstellung einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Pulvers aufweisen.Each generation means may comprise means for producing a substantially planar surface of the powder.

Ein dritter Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen. Dieses umfasst wenigstens ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Bauteil. Insbesondere handelt es sich um ein Metallbauteil.A third aspect of the invention is a motor vehicle, in particular a passenger car. This comprises at least one component produced by the method according to the invention. In particular, it is a metal component.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, die unterschiedliche Aspekte und Ausgestaltungen illustrieren.The invention is explained below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings, which illustrate different aspects and embodiments.

Es zeigen

  • 1: eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung einer Vorrichtung,
  • 2: eine erste Ausgestaltung einer Leitungs- und Ausgabeeinrichtung zur Nutzung in einer Vorrichtung,
  • 3: eine schematische Darstellung der Funktion der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung aus 2,
  • 4: eine zweite Ausgestaltung einer Leitungs- und Ausgabeeinrichtung zur Nutzung in einer Vorrichtung,
  • 5: eine schematische Darstellung der Funktion der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung aus 4,
  • 6: eine erste Multispotanordnung von Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen zur Nutzung in einer Vorrichtung,
  • 7: eine schematische Darstellung der Nutzung der ersten Multispotanordnung aus 6,
  • 8: eine schematische Darstellung der Nutzung von Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen,
  • 9: eine schematische Darstellung eines in der Vorrichtung nutzbaren Lichtleiters,
  • 10: eine erste Multispotanordnung in der Vorrichtung nutzbarer Lichtleiter,
  • 11: eine zweite Multispotanordnung in der Vorrichtung nutzbarer Lichtleiter,
  • 12: eine dritte Multispotanordnung in der Vorrichtung nutzbarer Lichtleiter,
  • 13: eine erste perspektivische Darstellung eines Details einer Vorrichtung,
  • 14: eine zweite perspektivische Darstellung eines Details der in 13 gezeigten Vorrichtung, sowie
  • 15: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung.
Show it
  • 1 : a schematic representation of an embodiment of a device,
  • 2 : a first embodiment of a line and output device for use in a device,
  • 3 : a schematic representation of the function of the line and output device from 2 .
  • 4 : a second embodiment of a line and output device for use in a device,
  • 5 : a schematic representation of the function of the line and output device from 4 .
  • 6 a first multi-spot arrangement of line and output devices for use in a device,
  • 7 : a schematic representation of the use of the first multi-spot arrangement 6 .
  • 8th : a schematic representation of the use of line and output devices,
  • 9 : a schematic representation of a usable in the device light guide,
  • 10 a first multi-spot arrangement in the device of usable optical fibers,
  • 11 a second multi-spot arrangement in the device of usable optical fibers,
  • 12 a third multi-spot arrangement in the device of usable optical fibers,
  • 13 : a first perspective view of a detail of a device,
  • 14 : a second perspective view of a detail of the 13 shown device, as well
  • 15 : a schematic representation of a further embodiment of the device.

1 zeigt einen Teil einer Ausgestaltung einer Vorrichtung zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils. Es wird jeweilige Laserstrahlung 30 aus vier Laserquellen 34 überlagert, um einen Bereich 25 eines in einer Ebene angeordneten Pulvers 20 eines Materials 22 bzw. dessen Oberfläche 26 zu bestrahlen und auf diese Weise zu erhitzen und zumindest teilweise zu schmelzen. Nach Beendigung der Bestrahlung mittels der Laserstrahlung 30 erstarrt das geschmolzene Material 22 zur zumindest bereichsweisen Ausbildung wenigstens eines Bauteils. 1 shows a part of an embodiment of a device for the generative production of at least one component. There will be respective laser radiation 30 from four laser sources 34 overlaid to an area 25 a arranged in a plane powder 20 of a material 22 or its surface 26 to irradiate and heat in this way and at least partially melt. After completion of the irradiation by means of the laser radiation 30 solidifies the molten material 22 for the at least regional formation of at least one component.

Die dargestellte Lasereinheit 32 umfasst vier linear hintereinander angeordnete Laserquellen 34, wobei jeweilige Spiegel 135 derart angeordnet sind, dass die jeweilige Laserstrahlung 30 in Richtung auf das zu bestrahlende Pulver 20 überlagert wird und somit die kumulierte Laserstrahlung 30 aller Laserquellen 34 gleichzeitig auf das Pulver 20 auftrifft. Auf diese Weise kann eine Vielzahl geringer dimensionierter Laserquellen 34 genutzt werden, um in der Summe eine hohe Strahlungsleistung zu erzielen. Die überlagerte Laserstrahlung 30 wird mittels optischer Elemente 132, nämlich einem Spiegel und einer Sammellinse, abgelenkt und fokussiert.The illustrated laser unit 32 comprises four linear laser sources arranged one behind the other 34 where respective mirrors 135 are arranged such that the respective laser radiation 30 in the direction of the powder to be irradiated 20 is superimposed and thus the cumulative laser radiation 30 all laser sources 34 at the same time on the powder 20 incident. In this way, a plurality of smaller sized laser sources 34 be used in total to achieve a high radiation power. The superimposed laser radiation 30 is by means of optical elements 132 namely a mirror and a condenser lens, distracted and focused.

Es ist eine Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70, nämlich ein einen Kreisquerschnitt aufweisender Lichtleiter 72 dargestellt, durch welchen die Laserstrahlung 30 abschnittsweise zum Material 22 geleitet wird. Am links dargestellten Ende der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 tritt die Laserstrahlung zwecks Ablenkung bzw. Fokussierung mittels der optischen Elemente 132 aus der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 aus. Am rechts dargestellten Ende tritt die Laserstrahlung 30 aller vier Laserquellen 34 in die Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 ein. Eine derartige Überlagerung mehrerer Laserquellen 34 bzw. deren jeweiliger Laserstrahlung 30 kann bei jeder der im Folgenden beschriebenen Lichtleiter 72 bzw. Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 realisiert sein.It is a line and output device 70 namely, a circular cross-section having optical fiber 72 represented by which the laser radiation 30 in sections to the material 22 is directed. At the end of the line and output device shown on the left 70 the laser radiation occurs for the purpose of deflection or focusing by means of the optical elements 132 from the line and output device 70 out. At the end shown on the right, the laser radiation occurs 30 all four laser sources 34 in the line and output device 70 on. Such a superposition of several laser sources 34 or their respective laser radiation 30 can be used with any of the light guides described below 72 or line and output device 70 be realized.

Im inneren Bereich 75 des Lichtleiters 72 wird eine Information bezüglich der Temperatur des bestrahlten Materials 22, nämlich eine Wärmestrahlung 60, in entgegengesetzter Richtung zur Laserstrahlung 30 geleitet. Diese strahlt von der mittels Laserstrahlung 30 bestrahlten Oberfläche 26 ab, durchläuft dieselben optischen Elemente 132 wie auch die Laserstrahlung und wird mittels eines weiteren Spiegels 137 zu einer Erfassungseinrichtung 62 geleitet. Diese dient der Erfassung der Wärmestrahlung 60 zwecks Beeinflussung der Laserintensität.In the inner area 75 of the light guide 72 is an information regarding the temperature of the irradiated material 22 , namely a heat radiation 60 , in the opposite direction to the laser radiation 30 directed. This radiates from the laser radiation 30 irradiated surface 26 goes through the same optical elements 132 as well as the laser radiation and is by means of another mirror 137 to a detection device 62 directed. This serves to detect the heat radiation 60 for influencing the laser intensity.

Zu diesem Zweck sind sowohl die Erfassungseinrichtung 62 als auch die Laserquellen 34 mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 140 verbunden, welche eine Temperaturauswertungseinrichtung 142 sowie eine Laserquellensteuerung 144 umfasst. Die Erfassungseinrichtung 62 steht zwecks Auswertung der auf der Oberfläche 26 herrschenden Temperatur in steuerungstechnischer Verbindung mit der Temperaturauswertungseinrichtung 142. Diese gibt entsprechende Signale an die Laserquellensteuerung 144 aus, welche dazu eingerichtet ist, auf der Basis der erhaltenen Signale eine oder mehrere Laserquellen 34 hinsichtlich ihrer jeweiligen Laserintensität zu beeinflussen. Auf diese Weise kann eine zu hohe oder zu geringe Bestrahlung erkannt und entsprechend ausgeglichen werden.For this purpose, both the detection device 62 as well as the laser sources 34 with a control and / or regulating device 140 connected, which a temperature evaluation device 142 and a laser source controller 144 includes. The detection device 62 stands for evaluation on the surface 26 prevailing temperature in control connection with the temperature evaluation device 142 , This gives corresponding signals to the laser source control 144 which is adapted to receive one or more laser sources based on the received signals 34 in terms of their respective laser intensity. In this way, too high or too low irradiation can be detected and compensated accordingly.

Weiterhin ist ein Signal einer Störstrahlung 130 dargestellt, welches von einem dem bestrahlten Bereich 25 der Oberfläche 26 benachbarten Bereich abgestrahlt wird und ebenfalls durch die optischen Elemente 133, den Lichtleiter 72 und den Spiegel 137 gebrochen bzw. abgelenkt wird. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Störstrahlung 130 nicht von der Erfassungseinrichtung 62 erfasst wird und somit keinen Einfluss auf die Laserintensität hat. Mit anderen Worten trifft lediglich das Temperatursignal aus der Mitte des Auftrittspunkts auf die Erfassungseinrichtung 62 und wird zur somit Beeinflussung der Laserintensität genutzt. Durch die geeignete Ausgestaltung der optischen Elemente 132, des Spiegels 137 und der Erfassungseinrichtung 62 wird sichergestellt, dass keine Störstrahlung 130 eine derartige Regelung der Laserintensität behindert.Furthermore, a signal of interference radiation 130 represented, which of a the irradiated area 25 the surface 26 adjacent area is radiated and also through the optical elements 133 , the light guide 72 and the mirror 137 is broken or distracted. However, it can be seen that the interfering radiation 130 not from the detector 62 is detected and thus has no influence on the laser intensity. In other words, only the temperature signal from the center of the point of occurrence hits the detection device 62 and is used to thus influence the laser intensity. Due to the suitable design of the optical elements 132 , the mirror 137 and the detection device 62 ensures that no interference 130 prevents such regulation of the laser intensity.

2 zeigt eine Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 zur Leitung und Ausgabe von Laserstrahlung mit einem Lichtleiter 72 zur Nutzung in einer Vorrichtung zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils. Die vordere, unten links dargestellte Stirnfläche der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 bzw. des Lichtleiters 72 dient der Ausgabe der Laserstrahlung zwecks Bestrahlung des Pulvers. Der innere Bereich 75 des Lichtleiters 72, einer Lichtleitfaser, ist als Glaskörper 76 ausgestaltet und dient der Übertragung der vom bestrahlten bzw. zu bestrahlenden Material abgegebenen Wärmestrahlung in Richtung auf eine Erfassungseinrichtung der Vorrichtung. 2 shows a line and output device 70 for conducting and outputting laser radiation with a light guide 72 for use in a device for the generative production of at least one component. The front, bottom left end face of the line and output device 70 or of the light guide 72 serves to output the laser radiation for the purpose of irradiating the powder. The inner area 75 of the light guide 72 , an optical fiber, is as a glass body 76 configured and serves to transmit the heat radiation emitted by the irradiated or irradiated material in the direction of a detection device of the device.

In alternativer Ausgestaltung ist der innere Bereich 75 des Lichtleiters 72 hohl ausgebildet. Dies hat den Vorteil gegenüber der Ausgestaltung in Glas, dass die Wärmestrahlung auch in Spektralbereichen erfassbar ist, in denen Glas nicht in der Lage ist, die Wärmestrahlung zu leiten, da Glas in diesen Bereichen nicht mehr transparent ist.In an alternative embodiment, the inner area 75 of the light guide 72 hollow. This has the advantage over the design in glass that the heat radiation can be detected even in spectral regions in which glass is not able to conduct the heat radiation, since glass is no longer transparent in these areas.

Mit anderen Worten ist der innere Bereich 75 zur Leitung bzw. Übertragung von Wärmestrahlung ausgestaltet. Die hier gezeigte Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 wird auch als Dualkernfaser bezeichnet.In other words, the inner area 75 configured for conducting or transmitting heat radiation. The line and output device shown here 70 is also called dual-core fiber.

Der Lichtleiter 72 dient der zumindest abschnittsweisen Leitung der Laserstrahlung von einer Laserquelle zum zu bestrahlenden Material. Das bedeutet, dass die von der Laserstrahlung zurückzulegende Wegstrecke von der Laserquelle bis zum Auftrittspunkt auf dem Pulver nicht notwendigerweise vollständig durch den Lichtleiter 72 realisiert wird. Der Lichtleiter 72 und sein innerer Bereich 75 weisen jeweils koaxial angeordnete kreisförmige Querschnitte auf. Auf diese Weise kann exakt diejenige vom bestrahlten Bereich des Materials abgegebene Wärmestrahlung zwecks Beeinflussung der Laserintensität zur Erfassungseinrichtung geleitet werden. Die jeweiligen Materialien des Lichtleiters 72 sowie seines inneren Bereichs 75 weisen unterschiedliche Brechungsindizes auf. Der innere Bereich 75 des Lichtleiters ist von einer Glasfläche begrenzt. Ein äußerer Durchmesser D1 der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 bzw. des Lichtleiters 72 beträgt zwischen 50 µm und 1000 µm. Insbesondere für größere Anlagen bietet es sich an, einen äußeren Durchmesser D1 im Bereich von 500 µm -1000 µm zu realisieren.The light guide 72 serves the at least partially guide the laser radiation from a laser source to be irradiated material. This means that the distance traveled by the laser radiation from the laser source to the point of impact on the powder is not necessarily completely through the light guide 72 is realized. The light guide 72 and his inner realm 75 each have coaxially arranged circular cross sections. In this way, exactly that emitted from the irradiated region of the material heat radiation for the purpose of influencing the laser intensity can be passed to the detection device. The respective materials of the light guide 72 as well as its inner area 75 have different refractive indices. The inner area 75 of the light guide is bounded by a glass surface. An outer diameter D1 the line and output device 70 or of the light guide 72 is between 50 μm and 1000 μm. Especially for larger systems, it makes sense to have an outer diameter D1 in the range of 500 microns to 1000 microns to realize.

Dabei ist vorteilhafterweise ein Verhältnis vom Durchmesser des inneren Bereichs 75 zum äußeren Durchmesser D1 zu realisieren, welches zwischen 0,3 und 0,9 liegt. Insbesondere ist anzustreben trieben, dass dieses Verhältnis zwischen 0,5 und 0,8 liegt. Dies hat den Vorteil, dass die zu messenden Wärmestrahlung zuverlässig der Erfassungseinrichtung 62 zugeführt werden kann.In this case, advantageously, a ratio of the diameter of the inner region 75 to the outer diameter D1 to realize which is between 0.3 and 0.9. In particular, it is desirable to have this ratio between 0.5 and 0.8. This has the advantage that the heat radiation to be measured reliably the detection device 62 can be supplied.

3 zeigt schematisch die Funktionsweise der beschriebenen Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70. Im oberen Bereich der Abbildung ist ein Segment der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 dargestellt, welches zur Verbesserung der Übersichtlichkeit der Darstellung abgeschnitten ist. Bei Anordnung in der Vorrichtung zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils wäre im weiteren Verlauf der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 an den Lichtleiter 72 eine Laserquelle und an den inneren Bereich 75 des Lichtleiters 72 eine Erfassungseinrichtung angeschlossen. 3 shows schematically the operation of the described line and output device 70 , In the upper part of the figure is a segment of the line and output device 70 shown, which is cut off to improve the clarity of the presentation. In the case of an arrangement in the device for the generative production of at least one component, the line and output device would be in the further course 70 to the light guide 72 a laser source and to the inner area 75 of the light guide 72 a detection device connected.

Es ist ersichtlich, dass Laserstrahlung 30 aus dem Ende der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 bzw. des als Lichtleitfaser ausgestalteten Lichtleiters 72 austritt. Die austretende Laserstrahlung 30 ist divergent und wird durch ein optisches Element 132, nämlich eine erste Sammellinse 138, fokussiert, um einen parallelen Strahlengang herzustellen. Die Laserstrahlung 30 durchläuft ein weiteres optisches Element 132, nämlich eine zweite Sammellinse 139, und wird fokussiert. Im hier dargestellten Zustand liegt der Fokus bzw. Brennpunkt der Laserstrahlung 30 vor oder hinter dem Auftrittspunkt der Laserstrahlung 30 auf eine Oberfläche ausbildenden Material 22 des Pulvers 20, sodass die Laserstrahlung 30 am Auftrittspunkt, also an ihrer Auftrittsfläche auf die Oberfläche, wieder als divergente Laserstrahlung 30 vorliegt. Dies dient der Realisierung eines weichen Übergangs zwischen einem kalten Kern und einem heißen Rand der Laserstrahlung am Auftrittspunkt. Typischerweise ist eine optische Abtastvorrichtung zum Führen der Laserstrahlung 30 über das Pulver 20 im parallelen Strahlengang zwischen den gezeigten optischen Elementen 132 angeordnet.It can be seen that laser radiation 30 from the end of the line and output device 70 or of the light guide designed as an optical fiber 72 exit. The emerging laser radiation 30 is divergent and becomes an optical element 132 namely a first condenser lens 138 , focused to produce a parallel beam path. The laser radiation 30 goes through another optical element 132 namely, a second condenser lens 139 , and is focused. In the state shown here is the focus or focal point of the laser radiation 30 before or after the point of occurrence of the laser radiation 30 on a surface forming material 22 of the powder 20 so that the laser radiation 30 at the point of impact, ie at its surface on the surface, again as divergent laser radiation 30 is present. This serves to realize a smooth transition between a cold core and a hot edge of the laser radiation at the point of impact. Typically, an optical pickup device is for guiding the laser radiation 30 over the powder 20 in the parallel beam path between the optical elements shown 132 arranged.

Die bestrahlte Bereich 25 befindet sich auf der der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 zugewandten Seite des Pulvers 20. Die vom bestrahlten Material 22 bzw. vom genannten Bereich 25 abgestrahlte Wärmestrahlung 60 durchläuft in entgegengesetzter Richtung zur Laserstrahlung 30 die optischen Elemente 132 und gelangt auf diese Weise in den als Glaskörper 76 ausgestalteten inneren Bereich 75 der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70. Dort wird sie zwecks Erfassung weitergeleitet.The irradiated area 25 is located on the line and output device 70 facing side of the powder 20 , The material irradiated 22 or from the named area 25 radiated heat radiation 60 passes through in the opposite direction to the laser radiation 30 the optical elements 132 and enters in this way in the glass body 76 designed inner area 75 the line and output device 70 , There it will be forwarded for the purpose of registration.

Alternativ zur hier beschriebenen Ausgestaltung kann der innere Bereich des Lichtleiters 72 ebenso als Hohlraum bzw. Hohlkern ausgestaltet sein, also als von einer Innenwandung des Lichtleiters 72, einer Glasfläche, begrenztes Luftvolumen zur Leitung der Wärmestrahlung.As an alternative to the embodiment described here, the inner region of the light guide 72 be designed as a hollow or hollow core, so as from an inner wall of the light guide 72 , a glass surface, limited volume of air to conduct the heat radiation.

4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70, in welcher der Lichtleiter 72 als photonische Kristallfaser 73 ausgestaltet ist. Diese Lichtleitfaser weist feine, entlang ihrer Lichtleitrichtung ausgerichtete Kanäle bzw. Hohlräume auf, welche als Strukturen mit einem Brechungsindex die Bewegung von Laserstrahlung beeinflussen. Auf diese Weise kann Laserstrahlung besonders effizient geleitet werden. Der innere Bereich 75 des Lichtleiters 72 ist in dieser Ausgestaltung als Hohlraum 77 bzw. Hohlkern ausgestaltet. Die Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 ist umgeben von einem Glasmantel 78. Der Durchmesser D2 des inneren Bereichs 75 des Lichtleiters 72 beträgt etwa 30 µm und der Durchmesser D3 des Lichtleiters 72 beträgt etwa 100 µm. 4 shows an alternative embodiment of the line and output device 70 in which the light guide 72 as a photonic crystal fiber 73 is designed. This optical fiber has fine channels or cavities aligned along its direction of the light guide which, as structures with a refractive index, influence the movement of laser radiation. In this way, laser radiation can be directed particularly efficiently. The inner area 75 of the light guide 72 is in this embodiment as a cavity 77 or hollow core designed. The line and output device 70 is surrounded by a glass jacket 78 , The diameter D2 of the inner area 75 of the light guide 72 is about 30 microns and the diameter D3 of the light guide 72 is about 100 microns.

5 zeigt die Nutzung der in 4 beschriebenen Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 in einer Vorrichtung zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils. Analog zur Darstellung der 3 ist diese in ihrem oberen Bereich abgeschnitten. Die Laserstrahlung 30 tritt an der Unterseite des Lichtleiters 72 aus und trifft auf den zu bestrahlenden Bereich 25 des Pulvers 20 des Materials 22. Von dem Bereich 25 abgestrahlte Wärmestrahlung 60 tritt in entgegengesetzter Richtung zur Laserstrahlung 30 in den als Hohlraum 77 ausgestalteten inneren Bereich 75 der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 ein und wird durch dieses in Richtung auf eine nicht dargestellte Erfassungseinrichtung geführt. Es ist ersichtlich, dass eine Wandung des inneren Bereichs 75 zur Reflexion der Wärmestrahlung ausgestaltet ist. Dies kann bei allen beschriebenen Ausgestaltungen der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 der Fall sein. 5 shows the use of in 4 described line and output device 70 in a device for the generative production of at least one component. Analogous to the representation of the 3 this is cut off in its upper part. The laser radiation 30 occurs at the bottom of the light guide 72 and hits the area to be irradiated 25 of the powder 20 of the material 22 , From the area 25 radiated heat radiation 60 occurs in the opposite direction to the laser radiation 30 in the as cavity 77 designed inner area 75 the line and output device 70 and is guided by this in the direction of a detection device, not shown. It can be seen that a wall of the inner area 75 designed to reflect the heat radiation. This can in all described embodiments of the line and output device 70 be the case.

6 zeigt eine quadratische Multispotanordnung 100, die als Feld bzw. Array mit fünf mal fünf Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen 70 ausgestaltet ist. Dabei können die einzelnen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen 70 analog zu den 2 oder 4 und somit als Dualkemfaser oder als einen Hohlkern aufweisende photonische Kristallfaser ausgestaltet sein. Alle Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen 70 weisen einen Lichtleiter 72 und seinen zum Übertragen der Information ausgestalteten inneren Bereich 75 auf, wobei der Lichtleiter 72 und der innere Bereich 75 koaxial angeordnet sind. 6 shows a square multi-spot arrangement 100 acting as a field or array with five by five line and output devices 70 is designed. In this case, the individual line and output devices 70 analogous to the 2 or 4 and thus be designed as a dual core fiber or as a hollow core having photonic crystal fiber. All piping and dispensing equipment 70 have a light guide 72 and its interior area configured to transmit the information 75 on, with the light guide 72 and the inner area 75 are arranged coaxially.

Eine derartige Multispotanordnung 100 kann einerseits dazu genutzt werden, um mittels der entlang einer ersten Ausdehnungsrichtung nebeneinander angeordneten Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen 70 bzw. der mit diesen verbundenen Laserquellen einen Bereich des Pulvers zeitlich nacheinander zu bestrahlen und somit ein Erhitzen und/oder Schmelzen des Bereichs in mehreren Schritten zu realisieren. Dies kann bei einer Bewegung des Pulvers entlang einer Vorschubrichtung und/oder bei einem Abtasten der Oberfläche mit aus der Multispotanordnung ausgegebener Laserstrahlung mittels einer optischen Abtastvorrichtung realisierbar sein. Die entlang einer zweiten Ausdehnungseinrichtung nebeneinander angeordneten Ausgabeeinrichtungen können dazu genutzt werden, einen Teil des Pulvers gleichzeitig zu bestrahlen, um die Strahlungsleistungen der mit den jeweiligen Ausgabeeinrichtungen verbundenen Laserquellen zu kumulieren oder um bei einem Abtasten der Oberfläche einen Teil des Pulvers mittels mehrerer Laserquellen mehrfach nacheinander zu bestrahlen. Auch können analog zu 1 mehrere Laserquellen in die einzelnen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen 70 eingekoppelt sein.Such a multi-spot arrangement 100 On the one hand, it can be used for this purpose by means of the line and output devices arranged side by side along a first expansion direction 70 or the laser sources connected to them to irradiate a portion of the powder in succession, and thus to realize a heating and / or melting of the region in several steps. This can be realized by means of an optical scanning device during a movement of the powder along a feed direction and / or during a scanning of the surface with laser radiation output from the multi-spot arrangement. The output devices arranged next to one another along a second expansion device can be used to simultaneously irradiate a portion of the powder in order to cumulate the radiation powers of the laser sources connected to the respective output devices, or to sequentially multiply a portion of the powder during a scanning of the surface by means of a plurality of laser sources irradiate. Also, analogous to 1 several laser sources in the individual line and output devices 70 be coupled.

7 zeigt schematisch und beispielhaft die Nutzung der Multispotanordnung 100 aus 6 bei der Durchführung eines Verfahrens zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils. Ein Pulver eines Materials 22 wird zur Herstellung eines Bauteils 12 mittels aus den Lichtleitern 72 ausgegebener Laserstrahlung bestrahlt, sodass es erhitzt und zumindest teilweise geschmolzen wird. Das geschmolzene Material 22 erstarrt nach der Bestrahlung zur zumindest bereichsweiser Ausbildung des Bauteils 12. Eine Information bezüglich der Temperatur des zu bestrahlenden bzw. bestrahlten Materials 22, nämlich eine Wärmestrahlung 60, wird im inneren Bereich 75 der Lichtleiter 72 zwecks deren Erfassung zur Beeinflussung der Laserintensität übertragen. 7 shows schematically and exemplarily the use of the multi-spot arrangement 100 out 6 in carrying out a method for the generative production of at least one component. A powder of a material 22 is used to make a component 12 by means of the light guides 72 irradiated laser radiation so that it is heated and at least partially melted. The molten material 22 solidifies after irradiation for at least partially forming the component 12 , Information regarding the temperature of the material to be irradiated or irradiated 22 , namely a heat radiation 60 , is in the inner area 75 the light guide 72 transferred for the purpose of their detection for influencing the laser intensity.

Die mittels der jeweiligen Wärmestrahlungen gemessenen Temperaturen T1 bis T6 der jeweiligen Auftrittspunkte der einzelnen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen 70 sind in unterschiedlichen Schraffuren im inneren Bereich 75 der jeweiligen Lichtleiter dargestellt. Die erste Temperatur T1 entspricht dabei einem Temperaturbereich zwischen etwa 750 °C und 899 °C, die zweite Temperatur T2 entspricht einem Bereich zwischen etwa 900 °C und 949 °C, die dritte Temperatur T3 entspricht einem Bereich zwischen etwa 950 °C und 1099 °C, die vierte Temperatur T4 entspricht einem Bereich zwischen etwa 1100 °C und 1299 °C, die fünfte Temperatur T5 entspricht einem Bereich zwischen etwa 1300 °C und 1599 °C und die sechste Temperatur T6 entspricht einer Temperatur von etwa 1600 °C und ggf. höher.The measured by the respective heat radiation temperatures T1 to T6 the respective appearance points of the individual line and output devices 70 are in different hatching in the inner area 75 represented the respective light guide. The first temperature T1 corresponds to a temperature range between about 750 ° C and 899 ° C, the second temperature T2 corresponds to a range between about 900 ° C and 949 ° C, the third temperature T3 corresponds to a range between about 950 ° C and 1099 ° C, the fourth temperature T4 corresponds to a range between about 1100 ° C and 1299 ° C, the fifth temperature T5 corresponds to a range between about 1300 ° C and 1599 ° C and the sixth temperature T6 corresponds to a temperature of about 1600 ° C and possibly higher.

Es ist ersichtlich, dass im Auftrittspunkt der oben rechts dargestellten Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 eine vergleichsweise geringe Temperatur T1 herrscht, da dieser Auftrittspunkt einerseits entlang der Scanrichtung 31 der Multispotanordnung 100 vom liegt und somit das dort befindliche Material 22 noch nicht bestrahlt wurde. Andererseits liegt dieser Auftrittspunkt entlang der Vorschubrichtung 49 des Materials 22 hinten und wurde auch in einem zuvor realisierten Scan noch nicht bestrahlt. Der darunter angeordnete Auftrittspunkt weist eine deutlich höhere dritte Temperatur T3 auf, da er unmittelbar zuvor mittels Laserstrahlung bestrahlt worden ist, die mittels der oben rechts gezeigten Leitungs- und Ausgabeeinrichtung 70 ausgegeben wurde. Die weiter darunter befindlichen Auftrittspunkte weisen entsprechend höhere Temperaturen auf.It can be seen that in the appearance of the line and output device shown above right 70 a comparatively low temperature T1 prevails because this point of occurrence on the one hand along the scan direction 31 the multi-spot arrangement 100 from lies and thus the material located there 22 not yet been irradiated. On the other hand, this point of occurrence is along the feed direction 49 of the material 22 behind and was not irradiated in a previously realized scan yet. The appearance point arranged underneath has a significantly higher third temperature T3 because it was irradiated immediately before by means of laser radiation, by means of the line and output device shown above right 70 was issued. The further points below show correspondingly higher temperatures.

Der oben links befindliche Auftrittspunkt weist bereits eine hohe fünfte Temperatur T5 auf, da er in unmittelbarer Nachbarschaft von heißem, da zuvor bereits bestrahltem Material 22 angeordnet ist. Die darunter befindlichen Auftrittspunkte weisen dementsprechend noch höhere sechste Temperaturen T6 auf. In der oberen Reihe sinkt die Temperatur aufgrund des schwindenden Einflusses des bereits erhitzten, zuvor bestrahlten Materials 22 von links nach rechts. Nach unten hin erhöhen sich die jeweiligen Temperaturen wie beschrieben. Nach Erreichen einer definierten Maximaltemperatur kann etwa die Laserintensität verringert werden, sodass es in keinem Bereich zu einer Überhitzung des Materials 22 kommt.The top left entry point already has a high fifth temperature T5 because he is in the immediate vicinity of hot, as previously irradiated material 22 is arranged. The entry points below show correspondingly even higher sixth temperatures T6 on. In the upper row, the temperature drops due to the dwindling influence of the already heated, previously irradiated material 22 left to right. Downwards, the respective temperatures increase as described. After reaching a defined maximum temperature, for example, the laser intensity can be reduced so that there is no area in which the material overheats 22 comes.

Schematisch ist eine Scanrichtung 31 dargestellt, welche eine Relativbewegung der jeweiligen Auftrittspunkte der Lichtleiter 72 in Bezug zu der zu bestrahlenden Oberfläche beschreibt. Das Material 22 wird bei der Bewegung der Auftrittspunkte entlang der Scanrichtung 31 zeitlich nacheinander mittels Laserstrahlung mehrerer Laserquellen bestrahlt, wobei zeitgleich mit der Bestrahlung die Wärmestrahlungen der jeweilig bestrahlten Bereiche zu einer jeweiligen Erfassungseinrichtung geleitet, mittels dieser erfasst und zur Beeinflussung der Laserintensität genutzt werden. Insbesondere werden die jeweiligen Auftrittspunkte mittels eines rotierenden Polygonspiegels oder auch eine Pendelbewegung aus führenden Spiegels über die Oberfläche geführt. Insbesondere die Ausführungsform mit pendelndem Spiegel stellt eine kostengünstige Variante dar, in der der Erwärmungsprozess reversierend auszuführen ist.Schematically is a scanning direction 31 which shows a relative movement of the respective points of occurrence of the light guides 72 in relation to the surface to be irradiated. The material 22 becomes during the movement of the appearance points along the scanning direction 31 irradiated in succession by laser radiation of multiple laser sources, at the same time with the irradiation, the heat radiation of the respective irradiated areas directed to a respective detection device, detected by means of this and used to influence the laser intensity. In particular, the respective appearance points are guided over the surface by means of a rotating polygon mirror or else a pendulum movement of leading mirror. In particular, the embodiment with oscillating mirror represents a cost-effective variant in which the heating process is to be reversed.

Eine Planfeldoptik kann dabei zur gleichmäßigen Bestrahlung der im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Pulvers genutzt werden.A planar field optics can be used to uniformly irradiate the substantially planar surface of the powder.

Zusätzlich zum Führen der Auftrittspunkte über die Oberfläche erfolgt eine lineare Bewegung des Pulvers entlang der Vorschubrichtung 49. Auf diese Weise wird ein kontinuierliches Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils zur Verfügung gestellt, in welchem das Pulver relativ zu den Lichtleitern 72 sowie zu Auftrageinrichtungen zum Auftragen des Pulvers bewegt wird, um auf diese Weise eine kontinuierliche schichtweise Herstellung des Bauteils zu realisieren.In addition to guiding the points of occurrence over the surface, there is a linear movement of the powder along the direction of advance 49 , In this way, a continuous process is provided for generatively producing at least one component in which the powder is relative to the optical fibers 72 and to applicators for applying the powder is moved to realize in this way a continuous layer-by-layer production of the component.

Die einzelnen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen 70 der Multispotanordnung 100 aus 7 sind schematisch in 8 dargestellt, wobei auch hier die im jeweiligen inneren Bereich 75 der Lichtleiter 72 dargestellten Schraffuren den oben genannten Temperaturbereichen der ersten Temperatur T1 bis zur sechsten Temperatur T6 entsprechen.The individual line and output devices 70 the multi-spot arrangement 100 out 7 are schematic in 8th shown here, whereby here in the respective inner area 75 the light guide 72 shown hatching the above temperature ranges of the first temperature T1 up to the sixth temperature T6 correspond.

Die 9 bis 12 zeigen schematisch unterschiedliche Anordnungen von Lichtleitern 72 von Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen analog zu 7. Diese können in einigen Ausgestaltungen alternativ zu den in den 2 und 4 gezeigten Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen genutzt werden. In diesen Ausgestaltungen werden als Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen zur Leitung und Ausgabe von Laserstrahlung somit Lichtleiter 72, beispielsweise Lichtleitfasern, genutzt.The 9 to 12 show schematically different arrangements of optical fibers 72 of line and output devices analogous to 7 , These may, in some embodiments, alternatively to those in the 2 and 4 used line and output devices are used. In these embodiments, as a conduit and output devices for the conduction and output of laser radiation thus light guide 72 , For example, optical fibers used.

Der in 9 gezeigte Lichtleiter 72 weist einen Durchmesser D4 von 500 µm -1000 µm auf. Er kann genutzt werden, um Laserstrahlung einer beliebig angeordneten Laserquelle derart auszugeben, dass sie an einer gewünschten Position auf dem zu erhitzenden Pulver auftritt. Die Darstellung zeigt eine Draufsicht auf ein Ende des Lichtleiters 72, welches zur Ausgabe von Laserstrahlung eingerichtet ist und somit als Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe von Laserstrahlung dient. Dies gilt analog auch für die folgenden Figuren.The in 9 shown light guide 72 has a diameter D4 of 500 μm -1000 μm. It can be used to output laser radiation of an arbitrarily arranged laser source such that it occurs at a desired position on the powder to be heated. The illustration shows a plan view of one end of the light guide 72 , which is adapted to output laser radiation and thus serves as an output device for outputting laser radiation. This also applies analogously to the following figures.

In 10 ist eine quadratische Multispotanordnung 100 dargestellt, die als Feld bzw. Array mit fünf mal fünf Lichtleitern 72 ausgestaltet ist. Bei bevorzugten Durchmessern der einzelnen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen im Bereich von 500 µm beträgt die Länge L1 entlang beider Ausdehnungsrichtungen der quadratischen Anordnung entsprechend 2,5 mm. Eine derartige Multispotanordnung 100 kann analog zur in den 6 und 7 gezeigten Multispotanordnung 100 genutzt werden.In 10 is a square multispot arrangement 100 represented as a field or array with five by five light guides 72 is designed. For preferred diameters of the individual line and output devices in the range of 500 microns, the length is L1 along both extension directions of the square arrangement corresponding to 2.5 mm. Such a multi-spot arrangement 100 can analogously to in the 6 and 7 shown multispot arrangement 100 be used.

In Anhängigkeit der jeweiligen Anforderungen können unterschiedliche Anordnungen der einzelnen Lichtleiter 72 innerhalb der Multispotanordnung 100 gewählt werden, so dass beispielsweise rechteckige oder runde Formen vorliegen, wie sie den 11 und 12 dargestellt sind.Depending on the respective requirements, different arrangements of the individual optical fibers 72 within the multi-spot arrangement 100 be chosen so that, for example, rectangular or round shapes are present as the 11 and 12 are shown.

13 zeigt schematisch ein Detail einer Vorrichtung zur generativen Herstellung eines Bauteils 12. Ein Pulver 20 eines Materials 22 ist auf einer hier nicht dargestellten Aufnahme- und Bewegungseinrichtung angeordnet und wird durch diese entlang der Vorschubrichtung 49 bewegt. Eine Lasereinheit 32 mit sechzehn in einer ortsfesten Multispotanordnung 100 angeordneten Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen ist oberhalb des Pulvers 20 und hinter diesem angeordnet. Die Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen sind an ihren jeweils anderen Enden mit jeweils einer hier nicht dargestellten Laserquelle verbunden, welche ebenfalls Teil der Lasereinheit 32 ist. Die Multispotanordnung 100 ist als Feld bzw. Array mit zwei mal acht Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen ausgestaltet, sodass jeweils acht Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen an unterschiedlichen Positionen entlang der Vorschubrichtung 49, nämlich hintereinander, angeordnet sind und jeweils zwei Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen an derselben Position entlang der Vorschubrichtung 49, nebeneinander, angeordnet sind. Die Darstellung zeigt beispielhaft Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen gemäß den 2 bzw. 4, es können jedoch ebenso solche nach den 9 bis 12 genutzt werden. 13 shows schematically a detail of a device for the generative production of a component 12 , A powder 20 of a material 22 is arranged on a recording and movement device, not shown here, and is through this along the feed direction 49 emotional. A laser unit 32 at sixteen in a fixed multi-spot arrangement 100 arranged line and output devices is above the powder 20 and arranged behind this. The line and output devices are connected at their respective other ends, each with a laser source, not shown here, which also part of the laser unit 32 is. The multispot arrangement 100 is designed as a field or array with two by eight line and output devices, so that each eight line and output devices at different positions along the feed direction 49 , namely one behind the other, are arranged and in each case two line and output devices at the same position along the feed direction 49 , side by side, are arranged. The illustration shows exemplary line and output devices according to the 2 respectively. 4 However, such can also be done after the 9 to 12 be used.

Auf diese Weise sind die mit den jeweils acht hintereinander angeordneten Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen verbundenen Laserquellen derart angeordnet bzw. mittels der jeweiligen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen derart ausgestaltet, dass sie zur Ausgabe von Laserstrahlung an unterschiedlichen Positionen entlang der Vorschubrichtung 49 eingerichtet sind. Auf diese Weise kann der Bereich 25 des Pulvers 20 bei Bewegung des Pulvers 20 entlang der Vorschubrichtung 49 von mittels jeder der acht nebeneinander angeordneten Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen ausgegebenen Laserstrahlung nacheinander bestrahlt werden. Auf diese Weise erfolgt das Erhitzen bzw. Schmelzen des Bereichs 25 in acht Schritten.In this way, the laser sources connected to each of the eight line and output devices arranged one behind the other are arranged in such a way or configured by means of the respective line and output devices that they are used to output laser radiation at different positions along the feed direction 49 are set up. That way the area can 25 of the powder 20 on movement of the powder 20 along the feed direction 49 irradiated by each of the eight juxtaposed line and output devices output laser radiation successively. In this way, the heating or melting of the area takes place 25 in eight steps.

Bei weitergehender Bewegung entlang der Vorschubrichtung 49, nach der Passage der Lasereinheit 32, erstarrt das geschmolzene Material 22 zwecks zumindest bereichsweiser Ausbildung wenigstens eines Bauteils. Auf diese Weise wird eine Materialschicht 27 gebildet.For further movement along the feed direction 49 , after the passage of the laser unit 32 , the molten material solidifies 22 for the purpose of at least partially forming at least one component. In this way, a material layer 27 educated.

Die jeweils zwei nebeneinander befindlichen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen können in Abhängigkeit der genutzten optischen Elemente einerseits der zeitgleichen Bestrahlung des jeweiligen Teils des Pulvers 20 dienen, um auf diese Weise die auf den Teil des Pulvers 20 insgesamt realisierte Strahlungsleistung zu erhöhen. Ergänzend oder alternativ können sie der zeitlich nacheinander erfolgenden Bestrahlung eines Bereichs 25 der Oberfläche 26 beim Führen der jeweiligen Laserstrahlung über die Oberfläche 26 entlang der Scanrichtung 31 dienen. Alternativ zur hier dargestellten Anordnung der Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen könnten diese auch zickzackartig versetzt angeordnet sein, um entlang der Vorschubrichtung 49 auf unterschiedlichen Positionen hintereinander Laserstrahlung auszugeben. Jede der gezeigten Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen kann analog zu 1 an mehrere Laserquellen gekoppelt und somit zur Leitung und Ausgabe mittels mehrerer Laserquellen ausgegebener Laserstrahlung eingerichtet sein.The two adjacent line and output devices can, depending on the optical elements used on the one hand, the simultaneous irradiation of the respective Part of the powder 20 serve in this way the on the part of the powder 20 to increase overall realized radiant power. In addition or as an alternative, they can be used to irradiate a region in chronological succession 25 the surface 26 while guiding the respective laser radiation over the surface 26 along the scanning direction 31 serve. As an alternative to the arrangement of the line and output devices shown here, these could also be arranged in a zigzag offset order along the feed direction 49 to output laser radiation at different positions one behind the other. Each of the line and output devices shown can be analogous to 1 coupled to a plurality of laser sources and thus be set up for the conduction and output by means of a plurality of laser sources output laser radiation.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen rotierenden Polygonspiegel 38, dessen Rotationsachse parallel zur Vorschubrichtung 49 verläuft. Dieser dient dem Führen der aus den jeweiligen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen punktuell austretenden Laserstrahlung über die Oberfläche 26 des Pulvers 20, was auch als Scannen bezeichnet wird. Dabei bewegt sich ein Auftrittspunkt der jeweiligen Laserstrahlung entlang einer senkrecht zur Vorschubrichtung 49 verlaufenden Scanrichtung 31.The device further comprises a rotating polygon mirror 38 whose rotation axis is parallel to the feed direction 49 runs. This serves to guide the punctually exiting from the respective line and output devices laser radiation over the surface 26 of the powder 20 which is also called scanning. In this case, a point of occurrence of the respective laser radiation moves along a direction perpendicular to the feed direction 49 extending scanning direction 31 ,

Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Planfeldoptik 36, nämlich eine F-Theta-Linse, mittels welcher eine Ablenkung der Laserstrahlung erfolgt, sodass eine gleichmäßige Bestrahlung der ebenen Oberfläche 26 des Pulvers 20 realisierbar ist.In addition, the device comprises a planar field optics 36 , namely an F-theta lens, by means of which a deflection of the laser radiation takes place, so that a uniform irradiation of the flat surface 26 of the powder 20 is feasible.

In 14 ist eine weitere Detaildarstellung der Vorrichtung zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils dargestellt. Das in 13 gezeigte Detail ist hierbei mittig dargestellt, wobei die mittels Multispotanordnung 100 ausgegebene Laserstrahlung 30 schematisch dargestellt ist. Dabei sind jeweils der erste und der letzte entlang der Scanrichtung 31 auf das Pulver 20 auftreffende Auftrittspunkt dargestellt.In 14 is a further detailed representation of the device for the generative production of at least one component shown. This in 13 The detail shown here is shown in the middle, wherein the means of Multispotanordnung 100 output laser radiation 30 is shown schematically. In each case, the first and the last along the scanning direction 31 on the powder 20 impinging entry point shown.

Auch hier ist die Planfeldoptik 36 sowie der rotierende Polygonspiegel 38 mit seiner parallel zur Vorschubrichtung 49 ausgerichteten Rotationsachse 39 dargestellt. Er dreht sich entlang der Rotationsrichtung 37.Again, the plan field optics 36 as well as the rotating polygon mirror 38 with its parallel to the feed direction 49 aligned axis of rotation 39 shown. He turns along the direction of rotation 37 ,

Es ist ersichtlich, dass die Vorrichtung mehrere Generationseinrichtungen 55 zur generativen Herstellung jeweils einer Materialschicht 27 umfasst. Jede der Generationseinrichtungen 55 umfasst eine Auftrageinrichtung 52 zum Auftragen des Pulvers 20 zwecks Anordnung des Pulvers 20 auf der Aufnahme- und Bewegungseinrichtung 50 bzw. auf zuvor zumindest teilweise geschmolzenem und wieder erstarrtem Material. Weiterhin umfasst jede Generationseinrichtung 55 als Schmelzeinrichtung eine Lasereinheit 32 mit acht Laserquellen zur zeitlich aufeinanderfolgenden Bestrahlung des Bereichs 25 des Pulvers.It can be seen that the device has several generation devices 55 for the generative production of each one material layer 27 includes. Each of the generation facilities 55 includes an applicator 52 for applying the powder 20 for the purpose of arranging the powder 20 on the receiving and moving device 50 or on previously at least partially melted and re-solidified material. Furthermore, each generation means includes 55 as a melting device, a laser unit 32 with eight laser sources for temporally successive irradiation of the area 25 of the powder.

Die Auftrageinrichtung 52 umfasst einen Pulvertank 53 und einen sich von diesem entlang der Schwerkraftrichtung nach unten erstreckenden Pulverschacht 54 zur Leitung des Pulvers auf die Aufnahme- und Bewegungseinrichtung 50 bzw. auf zuvor zumindest teilweise geschmolzenes und wieder erstarrtes Material. Der Pulverschacht 54 weist einen sich entlang der Schwerkraftrichtung kontinuierlich erweiternden Querschnitt auf, sodass Verblockungen des zu fördernden Pulvers verhindert werden. Die in Bezug zur Vorschubrichtung 49 vorn angeordnete Wandung des Pulverschachts 54 dient als Rakel 90 zum Abstreifen überschüssigen Pulvers zwecks Herstellung einer ebenen Pulveroberfläche.The applicator 52 includes a powder tank 53 and a powder well extending downwardly therefrom in the direction of gravity 54 for guiding the powder to the receiving and moving device 50 or on previously at least partially melted and re-solidified material. The powder tray 54 has a continuously expanding along the direction of gravity cross-section, so that blockages of the powder to be delivered are prevented. The in relation to the feed direction 49 front wall of the powder tray 54 serves as a squeegee 90 for stripping off excess powder to produce a flat powder surface.

Entlang der Vorschubrichtung 49 hinter der Auftrageinrichtung 52 ist als Teil jeder Generationseinrichtung 55 eine Verdichtungseinrichtung 80 zum Verdichten des aufgetragenen Pulvers 20 angeordnet. Diese dient der Verringerung des Anteils im Pulver 20 enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs, sodass die mechanische Festigkeit des Pulververbunds erhöht wird. Mit anderen Worten wird bei der Verdichtung zwischen den Pulverkörnern befindliches Gas verdrängt bzw. nach außen geleitet und auf diese Weise das Gesamtvolumen des Pulvers 20 verringert bzw. dessen Dichte erhöht.Along the feed direction 49 behind the applicator 52 is as part of every generation 55 a compacting device 80 for compacting the applied powder 20 arranged. This serves to reduce the proportion in the powder 20 contained gas or gas mixture, so that the mechanical strength of the powder composite is increased. In other words, in the compression between the powder grains located gas is displaced or passed outwards and in this way the total volume of the powder 20 decreases or increases its density.

Die Verdichtungseinrichtung 80 umfasst ein beweglich angeordnetes Verdichtungselement 82, auch als Stempel bezeichnet, mit einer an der Unterseite angeordneten Verdichtungsfläche 83 zum Ausüben einer Kraft auf das Pulver 20 entlang der senkrecht nach unten ausgerichteten Kraftausübungsrichtung 85. Auf diese Weise kann mittels des Verdichtungselements 82 eine verdichtete Oberfläche des Pulvers 20 hergestellt werden. The compacting device 80 comprises a movably arranged compression element 82 , also referred to as a punch, with a compression surface arranged on the underside 83 to apply a force to the powder 20 along the vertically downwardly directed force application direction 85 , In this way, by means of the compression element 82 a compacted surface of the powder 20 getting produced.

Das Verdichtungselement 82 ist dazu eingerichtet, mittels eines Doppelpfeils schematisch dargestellte Schwingungen 81 in Bezug zum Pulver 20 auszuführen und in dieses einzubringen. Somit kann durch wiederholte Kraftausübung mittels der Verdichtungsfläche 83 die verdichtete Oberfläche des Pulvers 20 hergestellt werden.The compaction element 82 is adapted to, by means of a double arrow schematically illustrated vibrations 81 in relation to the powder 20 perform and bring in this. Thus, by repeated application of force by means of the compression surface 83 the compacted surface of the powder 20 getting produced.

Die Verdichtungsfläche 83 erstreckt sich entlang einer horizontal ausgerichteten Verdichtungsebene 84. Das Verdichtungselement 82 weist eine Einführfläche 87 auf, die eine Kante mit der Verdichtungsebene 84 ausbildet bzw. einen asymptotischen Übergang der Einführfläche 87 und der Verdichtungsfläche 83 ergeben. Diese dient zur Verdichtung von Pulver 20 zwecks Einführens des Pulvers 20 unter die Verdichtungsfläche 83 bei einer Relativbewegung zwischen dem Pulver 20 und dem Verdichtungselement 82 senkrecht zur Kraftausübungsrichtung 85. Mit anderen Worten ist der bei einer Bewegung des Pulvers 20 entlang der Vorschubrichtung 49 zuerst auf dieses auftreffende Bereich des Verdichtungselements 82 als Schräge ausgeführt, die für ein erleichtertes Einführen des Pulvers 20 unter die Verdichtungsfläche 83 das Pulver 20 erstmalig verdichtet. Diese Schräge erstreckt sich, ausgehend von der horizontalen Verdichtungsfläche 83, schräg entgegen der Vorschubrichtung 49 nach oben. Dabei fördert das Verdichtungselement 82 durch den Wechsel zwischen Aufwärtsbewegung und Abwärtsbewegung in der Schwingung 81 Pulverzustrom im Bereich des Pulverschachtes 54, sodass es nicht zu einer Verklumpung kommt.The compaction area 83 extends along a horizontally aligned compression plane 84 , The compaction element 82 has an insertion surface 87 on that one edge with the compression plane 84 forms or an asymptotic transition of the insertion 87 and the compression area 83 result. This serves to compact the powder 20 for the purpose of introducing the powder 20 below the compaction area 83 in a relative movement between the powder 20 and the compression element 82 perpendicular to the direction of force application 85 , In other words, it is during a movement of the powder 20 along the feed direction 49 first on this impinging area of the compaction element 82 designed as a slope, which facilitates the insertion of the powder 20 below the compaction area 83 the powder 20 condensed for the first time. This slope extends, starting from the horizontal compression surface 83 , obliquely against the feed direction 49 up. This promotes the compression element 82 by the change between upward movement and downward movement in the vibration 81 Powder feed in the area of the powder shaft 54 so that it does not come to a clumping.

Es ist ersichtlich, dass die auf der rechten Seite gezeigte Generationseinrichtung 55 vollständig dargestellt ist, während bei der daran anschließenden, auf der linken Seite dargestellten Generationseinrichtung 55 aus Gründen der Übersichtlichkeit die Lasereinheit 32 nicht dargestellt ist.It can be seen that the generation device shown on the right side 55 is shown completely, while in the subsequent, shown on the left side of the generation device 55 for reasons of clarity, the laser unit 32 not shown.

Die auf der rechten Seite gezeigte Generationseinrichtung 55 dient der Herstellung einer in einer ersten Ebene 41 angeordneten Materialschicht 27 auf der Oberfläche der Aufnahme- und Bewegungseinrichtung 50, also des Förderbands. Die links davon dargestellte Generationseinrichtung 55 dient der Herstellung einer in einer zweiten Ebene 42 angeordneten Materialschicht auf der Oberfläche der zuvor hergestellten Materialschicht 27 der ersten Ebene 41. Die zweite Ebene 42 verläuft parallel zur ersten Ebene 41 in einem Abstand zu dieser, der der Dicke der Materialschicht 27 bzw. der entsprechenden Pulverschicht entspricht. Es kann eine Vielzahl weiterer Generationseinrichtungen 55 folgen, um Schicht für Schicht das Bauteil vollständig im kontinuierlichen Verfahren herstellen zu können.The generation equipment shown on the right 55 is used to make one in a first level 41 arranged material layer 27 on the surface of the receiving and moving device 50 , ie the conveyor belt. The left of it shown generation facility 55 serves to produce a in a second level 42 arranged material layer on the surface of the previously prepared material layer 27 the first level 41 , The second level 42 runs parallel to the first level 41 at a distance to this, the thickness of the material layer 27 or the corresponding powder layer corresponds. It can be a host of other generation devices 55 follow to produce the component completely in a continuous process, layer by layer.

Bei der Durchführung des Verfahrens zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils erfolgt die Bestrahlung eines in der ersten Ebene 41 angeordneten ersten Bereichs 46 des Pulvers 20. Zeitgleich dazu wird auf einem zuvor zumindest teilweise geschmolzenen und wieder erstarrten, in der ersten Ebene 41 angeordneten und links vom ersten Bereich 46 dargestellten zweiten Bereich 47 des Materials 22 Pulver 20 in der zweiten Ebene 42 mittels der Auftrageinrichtung 52 aufgetragen, mittels Laserstrahlung 30 erhitzt und zumindest teilweise geschmolzen. Auf diese Weise erfolgt zeitgleich die Ausbildung mehrerer Ebenen 41, 42 des Bauteils. Dabei erfolgen der Auftrag sowie das Erhitzen des Pulvers der ersten Ebene 41 und der zweiten Ebene 42 in räumlicher und zeitlicher Nähe zueinander, sodass insgesamt ein langsames und gleichmäßiges Abkühlen des hergestellten Bauteils erfolgen kann.When carrying out the method for the generative production of at least one component, the irradiation takes place in the first level 41 arranged first area 46 of the powder 20 , At the same time, on a previously at least partially melted and again solidified, in the first level 41 arranged and left of the first area 46 illustrated second area 47 of the material 22 powder 20 in the second level 42 by means of the applicator 52 applied, by means of laser radiation 30 heated and at least partially melted. In this way, the formation of multiple levels takes place at the same time 41 . 42 of the component. In this case, the order and the heating of the powder of the first level done 41 and the second level 42 in spatial and temporal proximity to each other, so that a total of slow and uniform cooling of the manufactured component can take place.

15 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zur Durchführung des Verfahrens mit neun Generationseinrichtungen 55 zur generativen Herstellung jeweils einer Materialschicht des herzustellenden Bauteils 12. Selbstverständlich werden üblicherweise wesentlich mehr Generationseinrichtungen 55 angeordnet, um aus einer Vielzahl von Materialschichten aufzubauende Bauteile vollständig mit der Vorrichtung 10 herstellen zu können. Nach Auftrag aller Materialschichten wird das hergestellte Bauteil 12 sowie das darum herum befindliche überschüssige verdichtete Pulver 20 mittels des Förderbands 51 zur linken Seite der Vorrichtung 10 transportiert, wo es in der sogenannten Auspackstation 120 entnommen und von überschüssigem Pulver 20 befreit wird. Dieses wird in der schematisch dargestellten Pulversammlung 122 gesammelt, um erneut dem Prozess zugeführt zu werden. 15 shows a schematic representation of a device 10 to carry out the process with nine generation devices 55 for generative production of a respective material layer of the component to be produced 12 , Of course, usually much more generation facilities 55 arranged to be built up from a plurality of material layers components completely with the device 10 to be able to produce. After application of all material layers, the manufactured component 12 and the excess compacted powder around it 20 by means of the conveyor belt 51 to the left side of the device 10 transported where it is in the so-called unpacking station 120 taken from excess powder 20 is released. This is in the powder assembly shown schematically 122 collected to be returned to the process.

Jede Generationseinrichtung 55 umfasst eine Auftrageinrichtung 52 mit einem Pulverschacht 54. In der hier gezeigten Ausgestaltung sind sämtliche Pulverschächte 54 mit einem gemeinsamen Pulvertank 53 verbunden, aus welchem sie mit aufzutragendem Pulver 20 gespeist werden. Die auf der rechten Seite dargestellte Auftrageinrichtung 52 der ersten Generationseinrichtung 55 dient dem Auftrag des Pulvers 20 auf die Aufnahme- und Bewegungseinrichtung 50, nämlich das metallische Förderband 51, zwecks Herstellung der in der ersten Ebene 41 angeordneten Materialschicht. Die jeweils folgenden Auftrageinrichtungen 52 dienen dem Auftrag des Pulvers auf die jeweils zuvor hergestellten Materialschichten zwecks Herstellung der in der zweiten Ebene 42, der dritten Ebene 43, der vierten Ebene 44, usw. angeordneten Materialschichten. Es ist ersichtlich, dass zeitgleich zur Herstellung des ersten Bereichs 46 der in der ersten Ebene 41 angeordneten Materialschicht durch die erste Generationseinrichtung 55 auf einen zweiten Bereich 47 der zuvor mittels der ersten Generationseinrichtung 55 hergestellten, in der ersten Ebene 41 angeordneten Materialschicht mittels der zweiten Auftrageinrichtung 52 Pulver aufgetragen und mittels der zweiten Laserspotanordnung 100 bestrahlt wird. Somit dient die erste Generationseinrichtung 55 der Herstellung der in der ersten Ebene 41 angeordneten Materialschicht, die zweite Generationseinrichtung 55 dient der Herstellung der in der zweiten Ebene 42 angeordneten Materialschicht, usw.Every generation 55 includes an applicator 52 with a powder tray 54 , In the embodiment shown here are all powder shafts 54 with a common powder tank 53 connected, from which they with powder to be applied 20 be fed. The applicator shown on the right 52 the first generation facility 55 serves the order of the powder 20 on the recording and movement device 50 namely, the metallic conveyor belt 51 in order to manufacture in the first level 41 arranged material layer. The following applicators 52 serve the order of the powder on the respective previously prepared material layers for the purpose of producing the in the second level 42 , the third level 43 , the fourth level 44 , etc. arranged material layers. It can be seen that at the same time as the production of the first area 46 the one in the first level 41 arranged material layer through the first generation device 55 to a second area 47 previously by means of the first generation device 55 manufactured, in the first level 41 arranged material layer by means of the second applicator 52 Powder applied and by means of the second laser spot arrangement 100 is irradiated. Thus, the first generation device serves 55 the production of the first level 41 arranged material layer, the second generation device 55 is used to make the second level 42 arranged material layer, etc.

Entlang der Vorschubrichtung 49 hinter einer jeweiligen Auftrageinrichtung 52 befindet sich jeweils eine Lasereinheit 32, umfassend eine Multispotanordnung 100 und an jeweilige Lichtleiter 72 der Multispotanordnung 100 angeschlossene, hier nicht dargestellte Laserquellen. Die Multispotanordnung 100 ist beispielsweise analog zu der in 6 oder in 8 gezeigten ausgestaltet und dient dem dort beschriebenen Zweck Durch die jeweils dreieckig dargestellte Laserstrahlung 30 soll schematisch angedeutet werden, dass sich die jeweilige Laserstrahlung der jeweilig an denselben Positionen entlang der Vorschubrichtung 49 angeordneten Lichtleiter überlagern. Die gestrichelten Linien und Doppelpfeile im Bereich der rechts dargestellten Laserstrahlen 30 deuten an, dass mittels geeigneter optischer Elemente zeitgleich mit der Bewegung des Pulvers entlang der Vorschubrichtung 49 sowie mit dem Führen der jeweiligen Auftrittspunkte der Laserquellen über die zu bestrahlende Oberfläche entlang einer senkrecht zur Vorschubrichtung verlaufenden Richtung mittels des rotierenden Polygonspiegels 38 eine Steuerung bzw. Anpassung des Winkels im hier dargestellten Bereich vorgenommen werden kann, um ein Scannen der Oberfläche entlang paralleler Bahnen zu realisieren. Darüber hinaus können Parameter der Laserstrahlung 30 wie beispielsweise jeweilige Auftrittspunkte durch geeignete Konfiguration optischer Elemente an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Schematisch dargestellt ist ebenfalls der rotierende Polygonspiegel 38 mit seiner Rotationsachse 39.Along the feed direction 49 behind a respective applicator 52 there is one laser unit each 32 comprising a multi-spot arrangement 100 and to respective optical fibers 72 the multi-spot arrangement 100 connected, not shown here laser sources. The multispot arrangement 100 is for example analogous to that in 6 or in 8th shown designed and serves the purpose described therein by the respective triangular laser radiation 30 should be schematic be hinted that the respective laser radiation of the respective at the same positions along the feed direction 49 Overlay arranged light guide. The dashed lines and double arrows in the area of the laser beams shown on the right 30 indicate that by means of suitable optical elements at the same time as the movement of the powder along the feed direction 49 and with the guidance of the respective points of occurrence of the laser sources over the surface to be irradiated along a direction perpendicular to the feed direction by means of the rotating polygon mirror 38 a control or adjustment of the angle can be made in the area shown here in order to realize a scanning of the surface along parallel paths. In addition, parameters of the laser radiation 30 how, for example, respective appearance points can be adapted to the respective requirements by suitable configuration of optical elements. Schematically represented is also the rotating polygon mirror 38 with its axis of rotation 39 ,

Unterhalb der sich entlang der Vorschubrichtung 49 bewegenden Oberseite des Förderbands 51 ist eine Kühlungseinrichtung angeordnet, in welche Kaltwasser 110 eingespeist wird, entlang einer Fließrichtung 115 entgegen der Vorschubrichtung 49 strömt und dabei infolge abgegebener Wärme der aufgeschmolzenen Schichten erwärmt wird und anschließend als Heißwasser 112 im rechten Bereich der Darstellung entnommen wird. Dies dient der Beeinflussung der Temperatur sowie insbesondere einer gleichmäßigen Abkühlung des Bauteils 12. In diesem Zusammenhang ist ersichtlich, dass die Temperatur des herzustellenden Bauteils bzw. der Mehrschichtanordnung auf der rechten Seite am höchsten ist und entlang der Vorschubrichtung 49 geringer wird.Below the along the feed direction 49 moving top of the conveyor belt 51 a cooling device is arranged, in which cold water 110 is fed along a flow direction 115 against the feed direction 49 flows while being heated due to heat emitted the molten layers and then as hot water 112 is taken in the right area of the illustration. This serves to influence the temperature and in particular a uniform cooling of the component 12 , In this connection, it can be seen that the temperature of the component to be produced or of the multilayer arrangement is highest on the right-hand side and along the feed direction 49 becomes smaller.

Jede Generationseinrichtung 55 umfasst weiterhin eine Verdichtungseinrichtung 80 zum Verdichten des aufgetragenen Pulvers zwecks Verringerung des Anteils im Pulver 20 enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs zur Steigerung der mechanischen Festigkeit des Pulvers 20. In dieser Ausgestaltung ist der gesamte Pulvertank 53 zur Ausführung von Schwingungen 81 beziehungsweise zum Rütteln ausgestaltet, um diese mittels jeweiliger (nicht dargestellter) Verdichtungselemente 82 in das aufgetragene Pulver einzubringen, um auf diese Weise eine verdichtete Oberfläche des Pulvers herzustellen.Every generation 55 further comprises a compression device 80 for compacting the applied powder to reduce the content in the powder 20 contained gas or gas mixture to increase the mechanical strength of the powder 20 , In this embodiment, the entire powder tank 53 for the execution of vibrations 81 or designed for shaking to this by means of respective (not shown) compression elements 82 in the applied powder to produce in this way a compacted surface of the powder.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Vorrichtungdevice 1010 Bauteilcomponent 1212 Pulverpowder 2020 Materialmaterial 2222 BereichArea 2525 Oberflächesurface 2626 Materialschichtmaterial layer 2727 Laserstrahlunglaser radiation 3030 Scanrichtungscanning direction 3131 Lasereinheitlaser unit 3232 Laserquellelaser source 3434 PlanfeldoptikFlat field lens 3636 Rotationsrichtungdirection of rotation 3737 Rotierender PolygonspiegelRotating polygon mirror 3838 Rotationsachseaxis of rotation 3939 Erste EbeneFirst floor 4141 Zweite Ebenesecond level 4242 Dritte EbeneThird level 4343 Vierte EbeneFourth level 4444 Erster BereichFirst area 4646 Zweiter BereichSecond area 4747 Vorschubrichtungfeed direction 4949 Aufnahme- und BewegungseinrichtungRecording and movement device 5050 Förderbandconveyor belt 5151 Auftrageinrichtungapplicator 5252 Pulvertankpowder tank 5353 Pulverschachtcoffee chute 5454 Generationseinrichtunggeneration facility 5555 Wärmestrahlungthermal radiation 6060 Erfassungseinrichtungdetector 6262 Leitungs- und AusgabeeinrichtungLine and output device 7070 Lichtleiteroptical fiber 7272 Photonische KristallfaserPhotonic crystal fiber 7373 Innerer BereichInner area 7575 Glaskörpervitreous 7676 Hohlraumcavity 7777 Glasmantelglass cladding 7878 Verdichtungseinrichtungcompacting device 8080 Schwingungvibration 8181 Verdichtungselementcompression element 8282 Verdichtungsflächecondensing surface 8383 Verdichtungsebenesummarization level 8484 KraftausübungsrichtungForce application direction 8585 Einführflächelead-in 8787 Rakeldoctor 9090 MultispotanordnungMulti-spot arrangement 100100 Kaltwassercold water 110110 Heißwasserhot water 112112 Fließrichtung flow direction 115115 Auspackstationunpacking 120120 Pulversammlungpowder collection 122122 StörstrahlungRadiated 130130 Optisches ElementOptical element 132132 Spiegelmirror 135135 Spiegelmirror 137137 Erste SammellinseFirst condensing lens 138138 Zweite SammellinseSecond collective lens 139139 Steuerungseinrichtungcontrol device 140140 TemperaturauswertungseinrichtungTemperature evaluation device 142142 LaserquellensteuerungLaser Source Control 144144 Durchmesserdiameter D1D1 Durchmesserdiameter D2D2 Durchmesserdiameter D3D3 Durchmesserdiameter D4D4 Längelength L1L1 Erste TemperaturFirst temperature T1T1 Zweite TemperaturSecond temperature T2T2 Dritte TemperaturThird temperature T3T3 Vierte TemperaturFourth temperature T4T4 Fünfte TemperaturFifth temperature T5T5 Sechste TemperaturSixth temperature T6T6

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013011675 A1 [0005]DE 102013011675 A1 [0005]
  • EP 3034205 A2 [0006]EP 3034205 A2 [0006]
  • DE 102015103127 A1 [0007]DE 102015103127 A1 [0007]

Claims (10)

Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils (12), bei dem ein Pulver (20) eines Materials (22) aufgetragen und zumindest teilweise geschmolzen wird und das geschmolzene Material (22) zwecks zumindest bereichsweiser Ausbildung des Bauteils (12) erstarrt, dadurch gekennzeichnet, dass aufgetragenes Pulver (20) zwecks Herstellung eines Pulververbunds verdichtet wird, sodass ein Anteil im Pulververbund enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs zwecks Steigerung der mechanischen Festigkeit des Pulverbunds verringert wird.Method for the generative production of at least one component (12), in which a powder (20) of a material (22) is applied and at least partially melted and the molten material (22) solidifies for the purpose of at least partial formation of the component (12), characterized that applied powder (20) is compressed in order to produce a powder composite, so that a proportion of gas or gas mixture contained in the powder composite is reduced in order to increase the mechanical strength of the powder composite. Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verdichten ein relativ zum Pulver (20) bewegliches Verdichtungselement (82) zwecks Zusammendrückens zumindest eines Bereichs (25) des Pulvers (20) eine Kraft auf den Bereich (25) des Pulvers (20) ausübt, wobei das Verdichtungselement (82) insbesondere Schwingungen (81) in das Pulver (20) einbringt.Method for the generative production of at least one component (12) according to Claim 1 characterized in that for compacting, a compacting member (82) movable relative to the powder (20) exerts a force on the region (25) of the powder (20) for compressing at least a portion (25) of the powder (20), the compacting member (82) introduces in particular vibrations (81) into the powder (20). Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verdichten eine im Wesentlichen ebene Oberfläche (26) des Pulvers (20) hergestellt wird, insbesondere durch Abstreifen überschüssigen Pulvers (20).Method for the generative production of at least one component (12) according to one of the preceding claims, characterized in that a substantially flat surface (26) of the powder (20) is produced before compacting, in particular by stripping off excess powder (20). Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenbereich des Pulvers (20), welcher einem zwecks Ausbildung des Bauteils (12) zu schmelzenden bzw. geschmolzenen Teil des Pulvers (20) benachbart ist, erhitzt wird, um durch die Verringerung von Temperaturdifferenzen zwischen zu schmelzendem bzw. geschmolzenem Pulver (20) und dem Nebenbereich des Pulvers (20) eine Ableitung von Wärme aus dem zu schmelzenden bzw. geschmolzenen Pulver (20) zu minimieren.Method for the generative production of at least one component (12) according to one of the preceding claims, characterized in that a secondary region of the powder (20) which is adjacent to a part of the powder (20) to be melted or melted to form the component (12) , is heated to minimize dissipation of heat from the molten powder (20) by reducing temperature differences between the molten powder (20) and the minor portion of the powder (20). Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver (20) entlang einer Vorschubrichtung (49) bewegt wird, wobei das Auftragen des Pulvers (20), das Verdichten des Pulvers (20) und insbesondere das Schmelzen des Pulvers (20) zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich an unterschiedlichen Positionen entlang der Vorschubrichtung (49) erfolgen.Method for the generative production of at least one component (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the powder (20) is moved along a feed direction (49), the application of the powder (20), the compacting of the powder (20). and in particular the melting of the powder (20) takes place at different time intervals at different positions along the feed direction (49) at least in time. Verfahren zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zeitabschnittsweise zeitgleich zum Schmelzen eines in einer ersten Ebene (41) angeordneten ersten Bereichs (46) des Pulvers (20) des Materials (22) auf einen zuvor zumindest teilweise geschmolzenen und insbesondere wieder erstarrten, in der ersten Ebene (41) angeordneten zweiten Bereich (47) des Materials (22) ein Pulver (20) eines Materials (22) in einer zur ersten Ebene (41) beabstandeten zweiten Ebene (42) aufgetragen, ggf. verdichtet und zumindest teilweise geschmolzen wird, sodass zeitgleich eine Ausbildung mehrerer Ebenen (41, 42) eines Bauteils (12) erfolgt.Method for the generative production of at least one component (12) according to one of the preceding claims, characterized in that at least in sections at the same time for melting a first region (46) of the powder (20) of the material (22) arranged in a first plane (41) a second region (47) of the material (22) arranged in the first plane (41), at least partially molten and in particular again solidified, a powder (20) of a material (22) in a second plane spaced apart from the first plane (41) ( 42) is applied, possibly compressed and at least partially melted, so that at the same time a training of several levels (41, 42) of a component (12). Vorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1-6, umfassend eine Auftrageinrichtung (52) zum Auftragen eines Pulvers (20), eine Verdichtungseinrichtung (80) zum Verdichten des aufgetragenen Pulvers (20) zwecks Herstellung eines Pulververbunds mit einem verringerten Anteil im Pulververbund enthaltenen Gases bzw. Gasgemischs zur Steigerung der mechanischen Festigkeit des Pulververbunds sowie wenigstens eine Schmelzeinrichtung, insbesondere eine Laserquelle (34), zum zumindest teilweisen Schmelzen des verdichteten Pulvers (20).Device (10) for carrying out the method according to one of Claims 1 - 6 comprising an applicator (52) for applying a powder (20), a compacting device (80) for compacting the applied powder (20) to produce a powder composite with a reduced proportion of gas mixture contained in the powder composite to increase the mechanical strength of the powder composite and at least one melting device, in particular a laser source (34), for at least partial melting of the compacted powder (20). Vorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungseinrichtung (80) ein beweglich angeordnetes Verdichtungselement (82) mit einer Verdichtungsfläche (83) zum Ausüben einer Kraft auf zumindest einen Bereich (25) des Pulvers (20) entlang einer Kraftausübungsrichtung (85) zwecks Herstellung einer verdichteten Oberfläche (26) umfasst, wobei insbesondere sich die Verdichtungsfläche (83) entlang einer Verdichtungsebene (84) erstreckt und das Verdichtungselement (82) eine Einführfläche (87) aufweist, welche mit der Verdichtungsebene (84) eine gemeinsame Kante ausbildet und zur Verdichtung von Pulver (20) zwecks Einführens des Pulvers (20) unter die Verdichtungsfläche (83) bei einer Relativbewegung zwischen dem Pulver (20) und dem Verdichtungselement (82) senkrecht zur Kraftausübungsrichtung (85) geeignet ist.Device (10) for carrying out the method according to Claim 7 characterized in that the compacting means (80) comprises a moveably arranged compacting member (82) having a compacting surface (83) for applying a force to at least a portion (25) of the powder (20) along a force applying direction (85) to produce a compacted surface (26), wherein in particular the compression surface (83) extends along a compression plane (84) and the compression element (82) has an insertion surface (87) which forms a common edge with the compression plane (84) and for compaction of powder (84). 20) for introducing the powder (20) under the compression surface (83) at a relative movement between the powder (20) and the compression element (82) perpendicular to the force application direction (85) is suitable. Vorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Aufnahme- und Bewegungseinrichtung (50) zur Aufnahme eines Pulvers (20) und Bewegung des Pulvers (20) entlang einer Vorschubrichtung (49) sowie mehrere Generationseinrichtungen (55) zur generativen Herstellung jeweils einer Materialschicht (27) wenigstens eines Bauteils (12) aufweist, wobei jede Generationseinrichtung (55) eine Auftrageinrichtung (52) zum Auftragen des Pulvers (20) zwecks Anordnung des Pulvers (20) auf der Aufnahme- und Bewegungseinrichtung (50) bzw. auf zuvor zumindest teilweise geschmolzenem und insbesondere wieder erstarrtem Material (22), eine Verdichtungseinrichtung (80) sowie eine Schmelzeinrichtung umfasst.Device (10) for carrying out the method according to one of Claims 7 - 8th , characterized in that the device (10) comprises a receiving and moving device (50) for receiving a powder (20) and movement of the powder (20) along a feed direction (49) and a plurality of generation means (55) for the generative production of a respective material layer (27) at least one component (12), wherein each generation device (55) has an application device (52) for applying the powder (20) for the purpose of arranging the powder (20) on the receiving and moving device (50) or at least previously partially melted and in particular re-solidified material (22), a compression device (80) and a melting device comprises. Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, umfassend wenigstens ein mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-6 hergestelltes Bauteil (12). Motor vehicle, in particular passenger car, comprising at least one with the method according to one of Claims 1 - 6 manufactured component (12).
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