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
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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
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 aus2 , -
4 : eine zweite Ausgestaltung einer Leitungs- und Ausgabeeinrichtung zur Nutzung in einer Vorrichtung, -
5 : eine schematische Darstellung der Funktion der Leitungs- und Ausgabeeinrichtung aus4 , -
6 : eine erste Multispotanordnung von Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen zur Nutzung in einer Vorrichtung, -
7 : eine schematische Darstellung der Nutzung der ersten Multispotanordnung aus6 , -
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 in13 gezeigten Vorrichtung, sowie -
15 : eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung.
-
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 from2 . -
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 from4 . -
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 arrangement6 . -
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 the13 shown device, as well -
15 : a schematic representation of a further embodiment of the device.
Die dargestellte Lasereinheit
Es ist eine Leitungs- und Ausgabeeinrichtung
Im inneren Bereich
Zu diesem Zweck sind sowohl die Erfassungseinrichtung
Weiterhin ist ein Signal einer Störstrahlung
In alternativer Ausgestaltung ist der innere Bereich
Mit anderen Worten ist der innere Bereich
Der Lichtleiter
Dabei ist vorteilhafterweise ein Verhältnis vom Durchmesser des inneren Bereichs
Es ist ersichtlich, dass Laserstrahlung
Die bestrahlte Bereich
Alternativ zur hier beschriebenen Ausgestaltung kann der innere Bereich des Lichtleiters
Eine derartige Multispotanordnung
Die mittels der jeweiligen Wärmestrahlungen gemessenen Temperaturen
Es ist ersichtlich, dass im Auftrittspunkt der oben rechts dargestellten Leitungs- und Ausgabeeinrichtung
Der oben links befindliche Auftrittspunkt weist bereits eine hohe fünfte Temperatur
Schematisch ist eine Scanrichtung
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
Die einzelnen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen
Die
Der in
In
In Anhängigkeit der jeweiligen Anforderungen können unterschiedliche Anordnungen der einzelnen Lichtleiter
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
Bei weitergehender Bewegung entlang der Vorschubrichtung
Die jeweils zwei nebeneinander befindlichen Leitungs- und Ausgabeeinrichtungen können in Abhängigkeit der genutzten optischen Elemente einerseits der zeitgleichen Bestrahlung des jeweiligen Teils des Pulvers
Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen rotierenden Polygonspiegel
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Planfeldoptik
In
Auch hier ist die Planfeldoptik
Es ist ersichtlich, dass die Vorrichtung mehrere Generationseinrichtungen
Die Auftrageinrichtung
Entlang der Vorschubrichtung
Die Verdichtungseinrichtung
Das Verdichtungselement
Die Verdichtungsfläche
Es ist ersichtlich, dass die auf der rechten Seite gezeigte Generationseinrichtung
Die auf der rechten Seite gezeigte Generationseinrichtung
Bei der Durchführung des Verfahrens zur generativen Herstellung wenigstens eines Bauteils erfolgt die Bestrahlung eines in der ersten Ebene
Jede Generationseinrichtung
Entlang der Vorschubrichtung
Unterhalb der sich entlang der Vorschubrichtung
Jede Generationseinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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]
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2018
- 2018-05-18 DE DE102018112128.8A patent/DE102018112128A1/en active Pending
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