DE102018122296A1 - Method and device for additive manufacturing of a component with a support structure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur additiven Fertigung eines Bauteils (3, 3') mit vorgegebener Außenkontur innerhalb einer als Begrenzung eines Baufelds dienenden Bildbox (1), umfassend die Schritte:
a) Auftragen einer Schicht eines pulverförmigen Materials,
b) Selektive Verfestigung des pulverförmigen Materials basierend auf Konstruktionsdaten der Schicht,
c) Wiederholen der Schritte a) und b) bis zur Auftragung und selektiven Verfestigung aller für eine generative Anfertigung des Bauteils (3, 3') erforderlichen Schichten, sowie eine Einrichtung für die additive Fertigung eines generativ gefertigten Bauteils (3, 3').
Die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur additiven Fertigung eines Bauteils bereitzustellen, bei dem eine Ungenauigkeit bei der generativen Herstellung des Bauteils aufgrund einer ungewollten Bewegung des aufgetragenen pulverförmigen Materials verhindert oder zumindest verringert wird, wird dadurch gelöst, dass innerhalb jeder Schicht eine Stützstruktur (4) zusätzlich zum Bauteil (3, 3') angefertigt wird, wobei die Stützstruktur (4) den Bereich zwischen der Bildbox (1) und den Außenkonturen des Bauteils (3, 3') ohne Kontakt zum herzustellenden Bauteil (3, 3') durchzieht.
The invention relates to a method for the additive manufacturing of a component (3, 3 ') with a predetermined outer contour within an image box (1) which serves to delimit a construction field, comprising the steps:
a) applying a layer of a powdery material,
b) selective solidification of the powdery material based on construction data of the layer,
c) repeating steps a) and b) until the application and selective solidification of all layers required for additive manufacturing of the component (3, 3 '), as well as a device for the additive manufacturing of a additively manufactured component (3, 3').
The object of providing a method and a device for additive manufacturing of a component, in which an inaccuracy in the additive manufacturing of the component due to an unwanted movement of the powdered material applied is prevented or at least reduced, is achieved in that a support structure ( 4) is produced in addition to the component (3, 3 '), the support structure (4) covering the area between the image box (1) and the outer contours of the component (3, 3') without contact with the component (3, 3 ') to be produced runs through.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Fertigung eines Bauteils mit einer Stützstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung für die additive Fertigung eines generativ gefertigten Bauteils umfassend eine Stützstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention relates to a method for additive manufacturing of a component with a support structure according to the preamble of
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren zur additiven bzw. generativen Fertigung von Bauteilen bekannt, wie beispielsweise Pulverbettverfahren oder Flüssigmaterialverfahren. Bei einigen Verfahren ist es dabei erforderlich bei der Herstellung des Bauteils Stützstrukturen zu verwenden um das generativ gefertigte Bauteil zu stützen. Insbesondere bei Flüssigmaterialverfahren, wie beispielsweise der Stereolithografie, sind Stützstrukturen erforderlich, um Überhänge von Bauteilen abzustützen, wodurch die Bereiche des Bauteils in der gewünschten geometrischen Zuordnung gehalten werden.Numerous methods for additive or additive manufacturing of components are known from the prior art, such as powder bed processes or liquid material processes. With some methods it is necessary to use support structures in the manufacture of the component in order to support the additively manufactured component. In particular in the case of liquid material processes, such as, for example, stereolithography, support structures are required in order to support overhangs of components, as a result of which the regions of the component are kept in the desired geometric assignment.
Aus der deutschen Patentanmeldung
Bei Pulverbettverfahren wird ein pulverförmiges Material oder ein Granulat schichtweise aufgetragen und anschließend selektiv verfestigt. Als Pulverbettverfahren sind aus dem Stand der Technik beispielsweise das Binder Jetting, das selektive Lasersintern, das selektive Laserschmelzen sowie das Elektronenstrahlschmelzen bekannt. Bei dem Binder Jetting wird das pulverförmige Material an ausgewählten Stellen mit einem Binder verklebt und so verfestigt. Beim selektiven Lasersintern und dem selektiven Laserschmelzen wird das pulverförmige Material hingegen mit Hilfe eines Lasers und beim Elektronenstrahlschmelzen mit Hilfe eines Elektronenstrahls verfestigt. Da das aufgetragene pulverförmige Material das Bauteil bereits ausreichend stützt, sind zusätzliche Stützstrukturen bei Pulverbettverfahren nicht erforderlich. Allerdings konnte bei Pulverbettverfahren beobachtet werden, dass durch eine ungewollte Bewegung des bereits aufgetragenen, nicht verfestigten Pulvermaterials Ungenauigkeiten bei der schichtweisen, generativen Anfertigung des Bauteils entstehen. Einzelne Teilchen können sich dabei beispielsweise in vorhandene nicht durch das pulverförmige Material gefüllte Zwischenräume bewegen. Insbesondere ein Rakeln oder Rütteln, bei dem eine neu aufgetragene Schicht des Pulvermaterials geglättet wird, bewirkt dabei oftmals eine Bewegung des pulverförmigen Materials. Damit ist oftmals auch eine ungewollte Bewegung der bereits gefertigten Strukturen verbunden. Da die akzeptablen Fertigungstoleranzen oftmals nur sehr gering sind, können derartige Ungenauigkeiten zu einem hohen Ausschuss gefertigter Bauteile führen. Die aus der ungewollten Bewegung der Teilchen des pulverförmigen Materials resultierenden Ungenauigkeiten sind insbesondere auch von der Teilchengröße des pulverförmigen Materials bzw. des verwendeten Granulats sowie weiterer Parameter, wie z.B. den Umgebungsbedingungen, abhängig und können daher nur schwer kontrolliert werden.In powder bed processes, a powdery material or granulate is applied in layers and then selectively solidified. Binder jetting, selective laser sintering, selective laser melting and electron beam melting are known from the prior art as powder bed processes. In the case of binder jetting, the powdery material is glued with a binder at selected points and thus solidified. In the case of selective laser sintering and selective laser melting, on the other hand, the powdery material is solidified with the aid of a laser and in the case of electron beam melting with the aid of an electron beam. Since the powdered material applied already provides sufficient support for the component, additional support structures are not required in powder bed processes. However, with powder bed processes it could be observed that an unwanted movement of the already applied, not solidified powder material causes inaccuracies in the layer-by-layer, generative manufacture of the component. Individual particles can move, for example, into existing interstices not filled with the powdery material. In particular, doctoring or shaking, in which a newly applied layer of the powder material is smoothed, often causes the powdery material to move. This is often associated with an unwanted movement of the structures that have already been manufactured. Since the acceptable manufacturing tolerances are often very small, inaccuracies of this kind can lead to high rejects in manufactured components. The inaccuracies resulting from the unwanted movement of the particles of the powdery material are in particular also from the particle size of the powdery material or the granules used and other parameters, such as depending on the environmental conditions and can therefore only be controlled with difficulty.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur additiven Fertigung eines Bauteils bereitzustellen, bei dem eine Ungenauigkeit bei der generativen Herstellung des Bauteils aufgrund einer ungewollten Bewegung des aufgetragenen pulverförmigen Materials verhindert oder zumindest verringert wird.The object of the invention is to provide a method and a device for additive manufacturing of a component, in which an inaccuracy in the additive manufacturing of the component due to an unwanted movement of the applied powdered material is prevented or at least reduced.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The invention achieves this object by a method having the features of
Das Verfahren zur additiven Fertigung eines Bauteils mit einer vorgegebenen Außenkontur innerhalb einer als Begrenzung eines Baufelds dienenden Bildbox umfasst die bei Pulverbettverfahren üblichen Schritte:
- a) Auftragen einer Schicht eines pulverförmigen Materials,
- b) Selektive Verfestigung des pulverförmigen Materials basierend auf Konstruktionsdaten der Schicht,
- c) Wiederholen der Schritte a) und b) bis zur Auftragung und selektiven Verfestigung aller für eine generative Anfertigung des Bauteils erforderlichen Schichten.
- a) applying a layer of a powdery material,
- b) selective solidification of the powdery material based on construction data of the layer,
- c) repeating steps a) and b) until application and selective consolidation of all layers required for additive manufacturing of the component.
Bevorzugt ist der Boden der Bildbox dabei durch eine bewegliche Trägerplatte gebildet, die nach dem Auftragen einer Schicht bzw. nach der selektiven Verfestigung des pulverförmigen Materials einer Schicht, um je eine Schichtdicke abgesenkt wird. Das aufgetragene pulverförmige Material kann dabei insbesondere mit Hilfe einer Rakel oder einer Walze vollflächig aufgebracht werden. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jeder Schicht eine Stützstruktur zusätzlich zum Bauteil angefertigt wird, wobei die Stützstruktur den Bereich zwischen der Bildbox, speziell zwischen den Innenkanten der Bildbox, die das Baufeld begrenzen, und den Außenkonturen des Bauteils durchzieht. Die Stützstruktur wird dabei bevorzugt simultan zum Bauteil gefertigt und erfordert somit keine zusätzlichen Verfahrensschritte, beispielsweise Verfahrensschritte bei denen eine entsprechende Stützstruktur von außen eingebracht wird. Durch die Ausgestaltung der Stützstruktur in jeder Schicht wird die Bewegungsfreiheit des aufgetragenen pulverförmigen Materials stark reduziert. Die Stützstruktur trägt dabei wesentlich dazu bei, dass das bereits aufgetragene und nicht verfestigte pulverförmige Material innerhalb der Bildbox gegen Fließen, Verrutschen oder andere Bewegungen der Partikel des Materials gestützt wird. Ungenauigkeiten des additiven Verfahrens aufgrund ungewollter Bewegungen des pulverförmigen Materials, die insbesondere während dem Auftragen oder dem Glätten einer weiteren Schicht entstehen können, werden dadurch verringert bzw. unterbunden. Weiter ist die Stützstruktur erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass diese keinen Kontakt zum anzufertigenden Bauteil, insbesondere zu dessen Außenkontur aufweist. In dem Bereich zwischen dem Bauteil und der Stützstruktur ist ein Zwischenraum mit nicht verfestigtem bzw. nicht gebundenem pulverförmigem Material angeordnet. Aufwendige und zeitintensive Nachbearbeitungsschritte zum Trennen des Bauteils von der Stützstruktur sind dadurch nicht erforderlich. Der Zwischenraum zwischen dem Bauteil und der Stützstruktur kann um die Kontur des Bauteils herum stets dieselbe Breite aufweisen oder, insbesondere in Abhängigkeit von der geometrischen Form des Bauteils, variieren. Bevorzugt weist die Stützstruktur dabei auch keine Verbindung mit der Bildbox auf. Das Entfernen der Stützstruktur von der Bildbox nach der Bauteilherstellung ist dadurch ohne weitere Bearbeitungsschritte möglich. Allerdings ist es auch denkbar, die Stützstruktur mit der Bildbox zu verbinden. Dies kann insbesondere fertigungstechnische Vorteile sowie eine Stabilisierung der Stützstruktur mit sich bringen und dadurch zu einer zusätzlichen Fixierung des pulverförmigen Materials beitragen.The bottom of the picture box is preferably formed by a movable carrier plate which, after the application of a layer or after the selective solidification of the powdery material of a layer, is lowered by one layer thickness each. The powdery material applied can be applied over the entire surface, in particular with the aid of a doctor blade or a roller. According to the invention, the method is characterized in that a support structure is produced in addition to the component within each layer, the support structure covering the area between the image box, specifically between the inner edges of the image box, which delimit the construction field. and runs through the outer contours of the component. The support structure is preferably produced simultaneously with the component and therefore does not require any additional method steps, for example method steps in which a corresponding support structure is introduced from the outside. The design of the support structure in each layer greatly reduces the freedom of movement of the powdered material applied. The support structure contributes significantly to the fact that the powdery material already applied and not solidified is supported within the image box against flowing, slipping or other movements of the particles of the material. Inaccuracies in the additive method due to unwanted movements of the powdery material, which can arise in particular during the application or smoothing of a further layer, are thereby reduced or prevented. Furthermore, the support structure is characterized according to the invention in that it has no contact with the component to be produced, in particular with its outer contour. In the area between the component and the support structure there is an intermediate space with non-solidified or non-bound powdery material. Complex and time-consuming post-processing steps for separating the component from the support structure are therefore not necessary. The space between the component and the support structure can always have the same width around the contour of the component or can vary, in particular depending on the geometric shape of the component. The support structure preferably also has no connection to the image box. The support structure can then be removed from the image box after the component has been produced without any further processing steps. However, it is also conceivable to connect the support structure to the picture box. In particular, this can bring about advantages in terms of production technology and stabilization of the support structure and thereby contribute to additional fixing of the powdery material.
Die jeweilige Ausgestaltung der an ein anzufertigendes Bauteil angepassten Stützstruktur kann dabei beispielsweise durch vorprogrammierte Stützgerüstgeneratoren auf Basis der Konstruktionsdaten des Bauteils sowie der geometrischen Ausgestaltung der Bildbox erzeugt werden. Um die Genauigkeit des additiven Fertigungsverfahrens zu prüfen, können zusätzlich zum Bauteil Prüfkörper angefertigt werden. Durch eine Vermessung der Prüfkörper kann eine Aussage über die Genauigkeit bzw. die Qualität und die Fertigungstoleranzen des Bauteils erfolgen, ohne das Bauteil selbst vermessen zu müssen. Eine Vermessung des Prüfkörpers kann dabei auch während des Verfahrens erfolgen, um bei einem auftretenden Fehler frühzeitig, insbesondere bereits während des additiven Verfahrens, korrigierend eingreifen zu können.The respective configuration of the support structure adapted to a component to be produced can be generated, for example, by preprogrammed support framework generators based on the construction data of the component and the geometric configuration of the image box. In order to test the accuracy of the additive manufacturing process, test specimens can be made in addition to the component. By measuring the test specimens, a statement can be made about the accuracy or the quality and the manufacturing tolerances of the component without having to measure the component itself. A measurement of the test specimen can also take place during the method in order to be able to intervene in a corrective manner in the event of an error, in particular already during the additive method.
Bevorzugt durchzieht die Stützstruktur dabei im Wesentlichen den gesamten, nicht für das Bauteil vorgesehenen Bereich der Bildbox. Die Stützstruktur weist auch dabei keinen Kontakt zum Bauteil auf. Insbesondere bei speziellen Ausgestaltungen des Bauteils, beispielsweise bei einer Hinterschneidung oder einer Öffnung, wie z.B. bei einem ringförmigen Bauteil, ist es vorteilhaft, wenn neben dem Bereich zwischen der Bildbox und der Außenkontur des Bauteils auch der von den Konturen des Bauteils eingeschlossene innere Bereich von der Stützstruktur durchzogen ist. Die Stützstruktur kann nach Beendigung des additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere bei einer durchgehenden Öffnung bzw. Hinterschneidung des Bauteils, leicht aus der Bildbox entfernt und dabei die Stützstruktur beseitigt werden. Dadurch kann die Genauigkeit des Verfahrens bzw. eines daraus resultierenden Bauteils insbesondere auch im Bereich von Hinterschneidungen und Öffnungen weiter erhöht werden.The support structure preferably extends essentially through the entire area of the image box that is not intended for the component. The support structure also has no contact with the component. In particular with special configurations of the component, for example with an undercut or an opening, such as in the case of a ring-shaped component, it is advantageous if, in addition to the region between the image box and the outer contour of the component, the inner region enclosed by the contours of the component is also penetrated by the support structure. The support structure can be easily removed from the image box after the end of the additive manufacturing process, in particular if the component is open or undercut, and the support structure can be eliminated in the process. As a result, the accuracy of the method or of a component resulting therefrom can be further increased, particularly in the area of undercuts and openings.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stützstruktur generativ, insbesondere durch die selektive Verfestigung des pulverförmigen Materials, gefertigt wird. Durch die generative Fertigung ist es möglich, die geometrische Ausgestaltung der Stützstruktur auf einfache Weise individuell an das anzufertigende Bauteil, die Bildbox sowie das verwendete pulverförmige Material anzupassen. Bevorzugt bestehen die Stützstruktur und das Bauteil dabei aus demselben Material bzw. denselben Materialien. Dadurch ist ein effizientes generatives Verfahren ohne zusätzliche Vorrichtungen, beispielsweise durch zusätzliche Anlagen zum Auftragen oder Verfestigen unterschiedlicher pulverförmiger Materialien, und ohne zusätzliche Verfahrensschritte gegeben. Allerdings ist es auch möglich, das Bauteil und die Stützstruktur aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen. Hierdurch können Bauteil und Stützstruktur mit beispielsweise unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, insbesondere einer unterschiedlichen Festigkeit, gefertigt werden. Dabei ist insbesondere denkbar, die Stützstruktur aus einem Material herzustellen, dass eine einfache Wiederaufbereitung des für die Stützstruktur verwendeten Materials ermöglicht. Beispielsweise ist dies durch die Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffs als Bindemittel für die Stützstruktur beim Binder Jetting denkbar.It is particularly advantageous if the support structure is produced generatively, in particular through the selective solidification of the powdery material. Generative manufacturing makes it possible to easily adapt the geometric design of the support structure individually to the component to be produced, the image box and the powdery material used. The support structure and the component preferably consist of the same material or the same materials. This provides an efficient generative process without additional devices, for example through additional systems for applying or solidifying different powdery materials, and without additional process steps. However, it is also possible to manufacture the component and the support structure from different materials. As a result, the component and support structure can be manufactured with, for example, different mechanical properties, in particular a different strength. It is particularly conceivable to produce the support structure from a material that enables simple reprocessing of the material used for the support structure. For example, this is conceivable through the use of a thermoplastic as a binder for the support structure in binder jetting.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Stützstruktur dabei zumindest teilweise geschlossene Stützstruktureinheiten auf, beispielsweise in Form geschlossener Kammern. Die absolute Größe einer Stützstruktureinheit kann dabei abhängig von der Bauteilgeometrie, des verwendeten Pulvers und/oder der Größe der Bildbox gewählt werden. Durch die geschlossenen Stützstruktureinheiten wird die Bewegungsfreiheit des pulverförmigen Materials im Bereich der Stützstruktur weiter verringert. Dies wirkt sich positiv auf die Genauigkeit des Verfahrens bzw. der mit durch das Verfahren hergestellten Strukturen aus. Insbesondere im Bereich des Bauteils kann die Stützstruktur von den geschlossenen Stützstruktureinheiten abweichen. Hierbei können die Stützstruktureinheiten in Abhängigkeit von der Geometrie des anzufertigenden Bauteils beispielsweise teilweise offen oder durch entsprechend angepasste Verbindungen geschlossen sein.In a preferred embodiment, the support structure has at least partially closed support structure units, for example in the form of closed chambers. The absolute size of a support structure unit can be selected depending on the component geometry, the powder used and / or the size of the image box. The closed support structure units further reduce the freedom of movement of the powdery material in the region of the support structure. This has a positive effect on the accuracy of the process or of structures made by the method. In the area of the component in particular, the support structure can deviate from the closed support structure units. Depending on the geometry of the component to be manufactured, the support structure units can be partially open, for example, or closed by correspondingly adapted connections.
Besonders bevorzugt ist die Stützstruktur eine Hohlkammerstruktur. Die erforderliche Stabilität der Stützstruktur ist dadurch besonders hoch. Im Gegensatz zu einer vollvolumigen Stützstruktur ist dadurch eine materialsparende Ausgestaltung der Stützstruktur gegeben bei der das zwischen den Hohlkammern angeordnete nicht verfestigte pulverförmige Material anschließend wiederverwendet werden kann. Außerdem wird für das generative Anfertigen der Stützstruktur dadurch weniger Zeit als beispielsweise bei einer vollflächigen Ausgestaltung der Stützstruktur benötigt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Stützstruktur ein Wabenmuster auf. Insbesondere im Hinblick auf deren Stabilität ist die Stützstruktur dadurch besonders vorteilhaft ausgestaltet. Außerdem ist die Verwendung eines Wabenmusters auch bei der Anpassung der Stützstruktur an die Kontur des Bauteils vorteilhaft. Allerdings sind auch Stützstrukturen mit anderen Mustern, beispielsweise einem im Querschnitt quadratischen oder rauten- oder oktaederförmigen Muster, denkbar.The support structure is particularly preferably a hollow chamber structure. The required stability of the support structure is particularly high. In contrast to a full-volume support structure, this results in a material-saving configuration of the support structure in which the non-consolidated powdery material arranged between the hollow chambers can then be reused. In addition, less time is required for the generative production of the support structure than, for example, in the case of a full-surface configuration of the support structure. In a particularly advantageous embodiment, the support structure has a honeycomb pattern. In particular with regard to their stability, the support structure is particularly advantageous. In addition, the use of a honeycomb pattern is also advantageous when adapting the support structure to the contour of the component. However, support structures with other patterns are also conceivable, for example a pattern that is square or diamond-shaped or octahedral in cross-section.
Bevorzugt ist die Stützstruktur als eine Mehrzahl von parallel und im Abstand zueinander angeordneten Platten mit Kammern zwischen benachbarten Platten ausgebildet. Der Freiraum für eine ungewollte Bewegung des pulverförmigen Materials, die beispielsweise durch das Rakeln, Rütteln oder Absenken der Trägerplatte auftreten kann, wird dadurch weiter verringert. Die Genauigkeit des Verfahrens bzw. des resultierenden Bauteils wird somit weiter verbessert. Die Platten sind dabei bevorzugt parallel zur Trägerplatte angeordnet. Dadurch ist auch die Möglichkeit eines kontinuierlich fortlaufenden generativen Fertigungsverfahrens gegeben. Dabei kann nach der Auftragung der letzten Schicht eines anzufertigenden Bauteils eine parallel zur Trägerplatte angeordnete Zwischenplatte ausgebildet werden, die als Boden für das nächste Bauteil dient. Dadurch ist eine besonders effiziente Ausgestaltung des generativen Verfahrens gegeben, die die Herstellung mehrerer Bauteile in einem kontinuierlichen Prozess ermöglicht.The support structure is preferably designed as a plurality of plates arranged in parallel and at a distance from one another with chambers between adjacent plates. This further reduces the freedom for unwanted movement of the powdery material, which can occur, for example, by doctoring, shaking or lowering the carrier plate. The accuracy of the method or the resulting component is thus further improved. The plates are preferably arranged parallel to the carrier plate. This also offers the possibility of a continuously ongoing additive manufacturing process. After the application of the last layer of a component to be manufactured, an intermediate plate arranged parallel to the carrier plate can be formed, which serves as the floor for the next component. This provides a particularly efficient embodiment of the generative process, which enables the production of several components in a continuous process.
Besonders vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei die Verfestigung des pulverförmigen Materials durch einen Binder beim sogenannten Binder Jetting. Weiter ist auch die selektive Verfestigung durch Laserschmelzen, Lasersintern oder Elektronenstrahlschmelzen möglich. Derartige Verfahren sowie deren jeweiligen Vorteile sind aus dem Stand der Technik bekannt und ermöglichen neben der simultanen Anfertigung insbesondere die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stützstruktur auf vorteilhafte Weise.The solidification of the pulverulent material by a binder in so-called binder jetting is particularly advantageous for the method according to the invention. Selective solidification by laser melting, laser sintering or electron beam melting is also possible. Such methods and their respective advantages are known from the prior art and, in addition to simultaneous manufacture, in particular enable the support structure to be designed in an advantageous manner.
Bevorzugt ist das pulverförmige Material Sand oder ein Metallpulver oder ein Polymergranulat oder ein Keramikpulver. Hierdurch ist eine vorteilhafte Fertigung der Bauteile sowie der erfindungsgemäßen Stützstruktur möglich. Dabei ist es möglich für einzelne Bereiche unterschiedliche pulverförmige Materialien, beispielsweise unterschiedliche Metallpulver, zu verwenden. Für das Bauteil kann zum Beispiel ein anderes pulverförmiges Material als für die Stützstruktur verwendet werden, um unterschiedliche Eigenschaften der jeweiligen Bereiche zu erhalten.The powdery material is preferably sand or a metal powder or a polymer granulate or a ceramic powder. This enables advantageous manufacture of the components and of the support structure according to the invention. It is possible to use different powdery materials, for example different metal powders, for individual areas. For example, a different powder material can be used for the component than for the support structure in order to obtain different properties of the respective areas.
Die Erfindung umfasst weiter auch eine Einrichtung für die additive Fertigung eines generativ gefertigten Bauteils mit vorgegebener Außenkontur innerhalb einer als Begrenzung des Baufelds dienenden Bildbox. Die Einrichtung umfasst dabei eine Stützstruktur, die zusätzlich zum Bauteil generativ gefertigt ist und sich über den gesamten Bereich zwischen der Bildbox und der Außenkontur ohne Kontakt zum herzustellenden Bauteil erstreckt. Die Vorteile einer derartigen Einrichtung für die additive Fertigung entsprechen den oben genannten Vorteilen zur Erhöhung der Genauigkeit des Verfahrens bzw. des daraus resultierenden Bauteils. Die Ausgestaltung der Stützstruktur, die hierbei verwendeten pulverförmigen Materialien sowie die zur selektiven Verfestigung des pulverförmigen Materials eingesetzten Mittel können dabei den oben genannten vorteilhaften Merkmalen und Ausführungen entsprechen.The invention also includes a device for the additive manufacturing of a additively manufactured component with a predetermined outer contour within an image box which serves to delimit the construction field. The device comprises a support structure that is manufactured in addition to the component and extends over the entire area between the image box and the outer contour without contact with the component to be produced. The advantages of such a device for additive manufacturing correspond to the advantages mentioned above for increasing the accuracy of the method or the resulting component. The configuration of the support structure, the powdery materials used here and the means used for the selective solidification of the powdery material can correspond to the advantageous features and designs mentioned above.
Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Diese zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf eine Schicht eines aufgetragenen und bereichs- bzw. teilweise verfestigten pulverförmigen Materials; -
2 ein Schnitt durch dieSchnittebene A-A aus1 ; -
3 ein Schnitt durch dieSchnittebene B-B aus1 ; -
4 eine Draufsicht auf eine Schicht des aufgetragenen und verfestigten pulverförmigen Materials in einem Bereich ohne Bauteil;
-
1 a plan view of a layer of an applied and partially or partially solidified powdery material; -
2nd a section through the section planeAA out1 ; -
3rd a section through the section planeBB out1 ; -
4th a plan view of a layer of the applied and solidified powdery material in an area without a component;
In
Für die additive Fertigung eines Bauteils wird zunächst basierend auf den Konstruktionsdaten des Bauteils
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- BildboxPicture box
- 22nd
- TrägerplatteCarrier plate
- 3, 3'3, 3 '
- BauteilComponent
- 44th
- Stütz strukturSupport structure
- 55
- StützstruktureinheitSupport structure unit
- 66
- Platteplate
- 77
- ZwischenraumSpace
- 88th
- PrüfkörperTest specimen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 19954891 A1 [0003]DE 19954891 A1 [0003]
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116037925A (en) * | 2022-12-22 | 2023-05-02 | 歌尔股份有限公司 | Method for manufacturing opening member |
Citations (2)
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DE102010020418A1 (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Apparatus and method for the generative production of a three-dimensional object with construction panel boundary |
DE102017201084A1 (en) * | 2017-01-24 | 2018-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for additive production and coating apparatus |
-
2018
- 2018-09-12 DE DE102018122296.3A patent/DE102018122296A1/en active Pending
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