DE102018210260A1 - Vorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts Download PDF

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Abstract

Eine Beströmungsvorrichtung dient für eine Vorrichtung (1) zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises selektives Verfestigen von Aufbaumaterial (15) an dem Querschnitt des herzustellenden Objekts (2) in der jeweiligen Schicht entsprechenden Stellen durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung (22, 22'), wobei die Vorrichtung eine Gasfördervorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms (50, 51, 52, 53, 54, 55) und eine Prozesskammer (3) mit einem Baufeld (8) zum Aufbauen des Objekts (2) umfasst. Die Prozesskammer (3) weist zumindest einen ersten Gaseinlass (31, 32) auf zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3), sowie einen ersten Gasauslass (34) und einen von dem ersten Gasauslass (34) beabstandeten zweiten Gasauslass (33) zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer (3) heraus. Der erste Gasauslass (34) ist in einer Richtung senkrecht zum Baufeld (8) näher an dem Baufeld (8) angeordnet als der zweite Gasauslass (33) und der erste Gasauslass ist in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines ersten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen und der zweite Gasauslass ist in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen, wobei der erste Höhenbereich der Prozesskammer einem unteren Drittel eines Abstands des Baufelds (8) von einer Prozesskammerdecke (4a) entspricht und der zweite Höhenbereich der Prozesskammer (3) den oberen vier Fünfteln des Abstands des Baufelds (8) von der Prozesskammerdecke (4a) entspricht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials, insbesondere bezieht sie sich auf eine Beströmungsvorrichtung und ein Beströmungsverfahren, mittels denen zumindest ein Gasstrom einer Prozesskammer der Vorrichtung zugeführt wird, der die Prozesskammer durchströmt und danach aus dieser abgeführt wird.
  • Vorrichtungen und Verfahren dieser Art werden beispielsweise beim Rapid Prototyping, Rapid Tooling oder Additive Manufacturing verwendet. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist unter dem Namen „Selektives Lasersintern oder Laserschmelzen“ bekannt. Dabei wird wiederholt eine dünne Schicht eines pulverförmigen Aufbaumaterials aufgebracht und das Aufbaumaterial in jeder Schicht durch selektives Bestrahlen von einem Querschnitt des herzustellenden Objekts entsprechenden Stellen mit einem Laserstrahl selektiv verfestigt.
  • Durch den Energieeintrag beim selektiven Verfestigen können Verunreinigungen wie Spratzer, Rauche, Schmauche, Dämpfe und/oder Gase entstehen, die sich in der Prozesskammer ausbreiten. Zusätzlich können bei Verwendung eines pulverförmigen Aufbaumaterials Verunreinigungen dadurch entstehen, dass Pulver oder Pulverstaub in der Prozesskammer aufgewirbelt werden. Verunreinigungen können den Fertigungsprozess negativ beeinflussen, beispielsweise indem sie den scannenden Laserstrahl absorbieren, streuen oder ablenken, sich auf einem Einkoppelfenster für den Laserstrahl niederschlagen oder sich auf einer Aufbaumaterialschicht ablagern. Um hohen Qualitäts- und Effizienzanforderungen an den Fertigungsprozess zu genügen, müssen solche Verunreinigungen daher möglichst schnell aus der Prozesskammer abtransportiert werden.
  • Hierzu ist in der DE 10 2014 000 022 A1 beschrieben, der Prozesskammer mittels einer Gaseindüsung über einen Diffusor einen Gasstrom von einer Seite her zuzuführen. Die Absaugung des Gasstroms erfolgt auf der der Zuführung gegenüberliegenden Seite der Prozesskammer im Wesentlichen über deren gesamte Höhe. Die Absaugung ist dabei trichterförmig ausgebildet.
  • Ferner offenbart die DE 198 53 947 C1 eine Prozesskammer, deren Seitenwände erste Einlass- und Auslassöffnungen für ein erstes Gas aufweisen. In einem erhöhten deckennahen Bereich der Seitenwände sind zweite Einlassöffnungen für ein zweites Gas mit einer geringeren Dichte vorgesehen. Im Betrieb bilden sich so ein Puffervolumen des zweiten leichteren Gases in dem erhöhten Bereich der Prozesskammer und eine Schutzgasströmung über der Bearbeitungsfläche.
  • Weiterhin beschreibt die DE 10 2010 052 206 A1 eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts mit einer Prozesskammer, die eine Schutzgaseindüsung aufweist, mit welcher ein Schutzgasstrom seitlich in die Prozesskammer eingedüst wird. In der Prozesskammer ist eine Umlenkeinrichtung angeordnet, die den seitlich eingeleiteten Schutzgasstrom derart umlenkt, dass der Schutzgasstrom zunächst nach unten und dann gegen die Eindüsung zurück zu einer Schutzgasabsaugung geführt wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative bzw. verbesserte Vorrichtung bzw. ein alternatives bzw. verbessertes Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials bereitzustellen, mit denen insbesondere die Wirksamkeit und/oder die Vollständigkeit des Abtransports von Verunreinigungen, die unter anderem bei der selektiven Verfestigung des Aufbaumaterials entstehen, aus der Prozesskammer erhöht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beströmungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Herstellvorrichtung gemäß Anspruch 13, ein Beströmungsverfahren gemäß Anspruch 14 und ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 15. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben. Dabei können die Verfahren auch durch die untenstehenden bzw. in den Unteransprüchen ausgeführten Merkmale der Vorrichtungen weitergebildet sein oder umgekehrt, bzw. die Merkmale der Vorrichtungen und der Verfahren können auch jeweils untereinander zur Weiterbildung genutzt werden.
  • Eine erfindungsgemäße Beströmungsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises selektives Verfestigen von Aufbaumaterial an den dem Querschnitt des herzustellenden Objekts in der jeweiligen Schicht entsprechenden Stellen durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung umfasst eine Gasfördervorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms und eine Prozesskammer mit einem Baufeld zum Aufbauen des Objekts. Die Prozesskammer umfasst zumindest einen ersten Gaseinlass zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer hinein, sowie einen ersten Gasauslass und einen von dem ersten Gasauslass beabstandeten zweiten Gasauslass zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer heraus. Dabei ist der erste Gasauslass in einer Richtung senkrecht zum Baufeld näher an dem Baufeld angeordnet als der zweite Gasauslass. Weiter ist der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld im Wesentlichen innerhalb eines ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen und der zweite Gasauslass ist in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld im Wesentlichen innerhalb eines zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen, wobei der erste Höhenbereich der Prozesskammer einem unteren Drittel eines Abstands des Baufelds von einer Prozesskammerdecke entspricht und der zweite Höhenbereich der Prozesskammer den oberen vier Fünfteln des Abstands des Baufelds von der Prozesskammerdecke entspricht. Vorzugsweise ist der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld innerhalb des ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen und der zweite Gasauslass ist in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld innerhalb des zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen.
  • Unter den „voneinander beabstandeten“ Gasauslässen ist dabei zu verstehen, dass diese voneinander separierte Gasauslässe sind, die dazu geeignet sind, unabhängig voneinander Gas aus der Prozesskammer auszuleiten. Dazu können beispielsweise separate Gasabfuhrkanäle oder Leitungen für die Gasauslässe vorgesehen sein. Eine Gasfördervorrichtung kann eine Leitung zum Leiten des Gases und ein Antriebsmittel zum Bewegen eines Gasvolumens, z. B. ein Gebläse, umfassen. Falls die zu beströmende Prozesskammer Teil einer Kette von gasführenden Kanälen bzw. Kammern ist, z. B. eines geschlossenen Prozessgasumwälzungsystems, kann z. B. ein einziges Antriebsmittel ausreichen, um das Gas innerhalb des gesamten Systems in einer Vorzugsrichtung zu bewegen. Unter einem Gasstrom wird ein Gasvolumen verstanden, das gezielt in einer Vorzugsrichtung bewegt wird.
  • „Im Wesentlichen innerhalb eines Höhenbereichs“ impliziert, dass der Gaseinlass bzw. Gasauslass derart ausgebildet und in der Prozesskammer angeordnet ist, dass er aus dem jeweiligen Höhenbereich lediglich innerhalb eines Toleranzbereichs von 5% einer dem Höhenbereich entsprechenden Prozesskammerhöhe herausragt.
  • Generell ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter einer maximalen lichten Höhe der Prozesskammer bzw. unter einem Abstand des Baufelds von der Prozesskammerdecke ein Abstand des Baufelds von einem höchsten Punkt des Innenraums bzw. Hohlraums der Prozesskammer zu verstehen.
  • Unter der Prozesskammer wird im Rahmen der Anmeldung ein Hohlraum verstanden, der teilweise durch das Baufeld begrenzt ist. Vorzugsweise bildet das Baufeld einen Teil eines Bodenbereichs auf einer im Betrieb der Beströmungsvorrichtung unteren Seite der Prozesskammer. Die Prozesskammer kann ein mit Ausnahme des zumindest einen Gaseinlasses und der Gasauslässe im Wesentlichen geschlossener Hohlraum sein.
  • Unter dem Gaseinlass wird im Rahmen der Anmeldung insbesondere eine gasdurchlässige Öffnung innerhalb der Prozesskammer bzw. in einer Wandung der Prozesskammer verstanden, durch die ein Gasstrom im Betrieb der Beströmungsvorrichtung in einer Vorzugsrichtung in die Prozesskammer hinein strömt. Unter dem Gasauslass wird im Rahmen der Anmeldung insbesondere eine gasdurchlässige Öffnung innerhalb der Prozesskammer bzw. in einer Wandung der Prozesskammer verstanden, durch die ein Gasstrom im Betrieb der Beströmungsvorrichtung in einer Vorzugsrichtung aus der Prozesskammer heraus strömt. Der Gaseinlass bzw. der Gasauslass bildet also eine Schnittstelle zwischen einem Hohlraum der Prozesskammer und einem Hohlraum als Teil der Gasfördervorrichtung. Zur Bemessung der Lage eines Gaseinlasses bzw. Gasauslasses bzw. einer Entfernung zwischen den Gaseinlässen bzw. Gasauslässen sind daher ihre gasdurchlässigen Öffnungen heranzuziehen. Durch das Bereitstellen zweier separater Gasauslässe ist es beispielsweise möglich, ausgehend von dem Gaseinlass einen Gasstrom in der Prozesskammer zu erzeugen, der sich zu den Gasauslässen hin verzweigt bzw. aufteilt und dann durch diese aus der Prozesskammer heraus geführt wird. Dadurch kann insbesondere im auslassnahen Bereich der Prozesskammer ein größeres Prozesskammervolumen durchströmt werden als bei der Verwendung nur eines Gasauslasses, was zu einem effektiveren Abtransport von Verunreinigungen aus bestimmten, vor allem auslassnahen, Bereichen der Prozesskammer führen kann. Insbesondere bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Beströmungsvorrichtung in einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, in der eine zum selektiven Verfestigen eines Aufbaumaterials benötigte Energiestrahlung die Prozesskammer durchquert, bevor sie in das Aufbaumaterial eingetragen wird, kann eine Verminderung von Verunreinigungen der Prozesskammeratmosphäre eine Streuung bzw. Absorption der Energiestrahlung reduzieren. Dadurch kann ein größerer Anteil bzw. eine vorgegebene Mindestintensität der Energiestrahlung auf das Aufbaumaterial treffen und somit die selektive Verfestigung des Aufbaumaterials sowie letztlich die Qualität des hergestellten Objekts positiv beeinflussen.
  • Vorzugsweise sind der erste Gasauslass und/oder der zweite Gasauslass so ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet und/oder die Gasfördervorrichtung ist derart angesteuert, dass im Betrieb ein erster Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer zugewandten Seite des ersten bzw. des zweiten Gasauslasses zugeordnet ist, größer ist als ein zweiter Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des zweiten Gasauslasses zugeordnet ist und/oder der erste Druckreferenzwert größer oder im Wesentlichen gleich groß, insbesondere genau gleich groß, ist als bzw. wie ein fünfter Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des ersten Gasauslasses zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise der erste Gaseinlass so ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet und/oder die Gasfördervorrichtung ist derart angesteuert, dass im Betrieb ein erster Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer zugewandten Seite des ersten Gaseinlasses zugeordnet ist, kleiner ist als ein vierter Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des ersten Gaseinlasses zugeordnet ist.
  • Weiter bevorzugt umfasst der zweite Gasauslass zumindest ein Gasauslassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gasauslassöffnungen zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer heraus aufweist, und die Beströmungsvorrichtung umfasst zumindest eine Auslasskammer stromabwärts des Gasauslassfelds, die zumindest teilweise durch das zumindest eine Gasauslassfeld begrenzt ist, wobei der erste Druckreferenzwert einen ersten mittleren Druckwert umfasst, welcher einen Druck in der Prozesskammer repräsentiert, und wobei der zweite Druckreferenzwert einen zweiten mittleren Druckwert umfasst, welcher einen Druck in der Auslasskammer repräsentiert, wobei im Betrieb der erste mittlere Druckwert größer ist als der zweite mittlere Druckwert, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 Pa und 120 Pa größer ist als der zweite mittlere Druckwert, insbesondere um mindestens 10 Pa, vorzugsweise um mindestens 20 Pa, weiter bevorzugt um mindestens 30 Pa größer und/oder um höchstens 120 Pa, vorzugsweise um höchstens 90 Pa, weiter bevorzugt um höchstens 60 Pa größer. Alternativ oder zusätzlich umfasst der erste Gaseinlass zumindest ein Gaseinlassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer hinein aufweist, und der erste Druckreferenzwert umfasst einen ersten mittleren Druckwert, welcher einen Druck in der Prozesskammer repräsentiert, und der vierte Druckreferenzwert umfasst einen vierten mittleren Druckwert, wobei im Betrieb der vierte mittlere Druckwert größer ist als der erste mittlere Druckwert, vorzugsweise um mindestens 10 Pa, weiter bevorzugt um mindestens 50 Pa, besonders bevorzugt um mindestens 100 Pa größer. Alternativ oder zusätzliche umfasst der fünfte Druckreferenzwert einen fünften mittleren Druckwert und der erste Druckreferenzwert umfasst einen ersten mittleren Druckwert, wobei vorzugsweise der fünfte mittlere Druckwert kleiner oder gleich groß ist als bzw. wie der erste mittlere Druckwert, wobei weiter bevorzugt der fünfte mittlere Druckwert um höchstens 20 Pa, weiter bevorzugt um höchstens 10 Pa, noch weiter bevorzugt um höchstens 5 Pa kleiner ist als der erste mittlere Druckwert, besonders bevorzugt im Wesentlichen gleich ist, insbesondere genau gleich ist.
  • Ein Druckreferenzwert kann einen ermittelten, z. B. berechneten, simulierten, gemessenen oder anderweitig bestimmten Druck bzw. Druckwert der Gasatmosphäre in dem jeweiligen Bereich umfassen. Alternativ kann ein Druckreferenzwert auch eine physikalisch den Druck repräsentierende Größe umfassen. Ein mittlerer Druckwert kann z. B. ein arithmetisches Mittel aus einer Anzahl von ermittelten, vorzugsweise gemessenen Druckwerten umfassen bzw. sein. Wenn von einer der Prozesskammer zugewandten bzw. abgewandten Seite eines Gaseinlassfeldes bzw. Gasauslassfeldes die Rede ist, wird vorausgesetzt, dass das Gaseinlassfeld bzw. Gasauslassfeld - schematisch aufgefasst - im Wesentlichen als flächiger Körper mit einer relativ geringen Tiefenerstreckung ausgebildet ist, der an zwei einander entgegengesetzten Seiten, z. B. parallel zueinander angeordnete und/oder im Wesentlichen ebene, Oberflächen mit großem Flächeninhalt umfasst. Diese beiden Oberflächen werden als die der Prozesskammer im Betrieb zugewandte bzw. abgewandte Seite verstanden. Sie können durch Schmalseiten voneinander getrennt sein, die stark längliche Oberflächen mit relativ kleinen Flächeninhalten aufweisen.
  • Hier und nachfolgend sind bei zwei „im Wesentlichen gleich großen“ Drücken Abweichungen im Rahmen einer Messtoleranz und/oder im Rahmen prozessbedingter Druckschwankungen und Abweichungen mitumfasst.
  • Durch die definierten Druckwerte in den einzelnen Bereichen bzw. die Druckdifferenzen zwischen der Prozesskammer und stromaufwärts bzw. stromabwärts liegenden Bereichen außerhalb der Prozesskammer kann beispielsweise eine verbesserte Homogenisierung zumindest eines die Prozesskammer durchströmenden Gasstroms in Bezug auf seine Strömungseigenschaften erzielt werden. Beispielsweise kann eine einheitlichere bzw. gleichmäßigere Verteilung von Strömungsrichtungen, Strömungsgeschwindigkeiten, Volumenströmen und/oder Drücken erzielt werden.
  • Der erste Gasauslass kann dabei ebenfalls ein Gasauslassfeld umfassen oder alternativ kein Gasauslassfeld aufweisen. Vorzugsweise ist der erste Gasauslass bzw. ein optional vorhandenes Gasauslassfeld so ausgebildet, dass im Wesentlichen kein Druckunterschied zwischen einem Bereich unmittelbar stromaufwärts (d. h. in der Prozesskammer) und einem Bereich unmittelbar stromabwärts des ersten Gasauslasses (d. h. in einer aus der Prozesskammer herausführenden Gasleitung) besteht. Dadurch kann beispielsweise erzielt werden, dass ein in einem unteren, baufeldnahen Bereich der Prozesskammer erzeugter Gasstrom in Richtung der Gasaustrittsseite nicht oder nur geringfügig verlangsamt wird, wodurch ein guter baufeldnaher Abtransport von Verunreinigungen ermöglicht wird.
  • Vorzugsweise ist zwischen dem zweiten Gasauslass, insbesondere einem Gasauslassfeld des zweiten Gasauslasses, und dem ersten Gasauslass ein Zwischenbereich der Prozesskammer, insbesondere der Prozesskammerwandung, vorgesehen, wobei der Zwischenbereich keine Gasauslassöffnung aufweist. Vorzugsweise erstreckt sich der Zwischenbereich zumindest in einer vertikalen Raumrichtung. Der Zwischenbereich kann einem gasdicht geschlossenen Bereich des Prozesskammergehäuses entsprechen, der sich über eine bestimmte Distanz in einer Richtung senkrecht zum Baufeld (z. B. 10, 20 oder 30 cm) zwischen dem ersten und dem zweiten Gasauslass und über eine bestimmte Distanz in einer Richtung parallel zum Baufeld erstreckt. Beispielsweise können sich der erste Gaseinlass und der erste Gasauslass über ca. 15% einer maximalen lichten Höhe der Prozesskammer erstrecken, der Zwischenbereich über ca. 15% der maximalen lichten Höhe der Prozesskammer und der zweite Gaseinlass und der zweite Gasauslass über ca. 60% der maximalen lichten Höhe der Prozesskammer. Durch das Bereitstellen eines Zwischenbereichs in der Prozesskammer bzw. der Prozesskammerwandung ist es beispielsweise möglich, zwei räumlich voneinander getrennte Gasströme in der Prozesskammer zu erzeugen. Diese Gasströme können insbesondere unterschiedliche Strömungseigenschaften (z. B. Strömungsgeschwindigkeit) aufweisen, wobei der Zwischenbereich eine im Wesentlichen unbeströmte Zone darstellen kann oder zumindest eine Zone, in der keine definierte Strömungsrichtung herrscht und/oder geringe Geschwindigkeiten auftreten. Indem der Zwischenbereich im Wesentlichen eine räumliche Trennung der beiden Gasströme ermöglicht, sorgt er für eine Grenzschicht mit großem Toleranzbereich und trägt somit zu einer Verringerung einer gegenseitigen Störung der Gasströme bei.
  • Bei einer Verwendung der derart weitergebildeten Beströmungsvorrichtung in einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts kann der Zwischenbereich einen Antrieb eines Beschichters umfassen, der in der Vorrichtung zum Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen Aufbaumaterials vorgesehen ist. Der Antrieb kann beispielsweise eine mittels einer Schiene geführte, verfahrbare Achse umfassen, an welcher der Beschichter angeordnet ist und im Betrieb über das Baufeld verfährt. Beispielsweise kann die Prozesskammerwandung im Zwischenbereich an einer oder an zwei gegenüberliegenden Seiten eine Achsdurchführung umfassen, die mittels einer verschiebbaren Blende gasdicht verschlossen ist. Ein Vorteil einer Anordnung des Beschichterantriebs in dem Zwischenbereich liegt darin, dass eine Beeinflussung zumindest des oberen Gasstroms, bei geeigneter Ansteuerung auch des unteren Gasstroms durch den Beschichterantrieb zumindest während des selektiven Verfestigens des Aufbaumaterials verringert und/oder vermieden werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst der zweite Gasauslass zumindest ein Gasauslassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gasauslassöffnungen zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer heraus aufweist. Alternativ oder zusätzlich umfasst vorzugsweise der erste Gaseinlass zumindest ein Gaseinlassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer hinein aufweist. Alternativ oder zusätzlich umfasst der erste Gasauslass zumindest ein Gasauslassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gasauslassöffnungen zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer heraus aufweist und/oder der erste Gaseinlass umfasst zumindest ein Gaseinlassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer hinein aufweist.
  • Ein Gaseinlassfeld bzw. Gasauslassfeld, d. h. ein geschlossener, mindestens zweidimensionaler Bereich, der als Gaseinlassöffnungen ausgebildete Gaseinlässe bzw. als Gasauslassöffnungen ausgebildete Gasauslässe umfasst, wird definiert als gasundurchlässige Fläche, über die mehrere gasdurchlässige Öffnungen (d. h. die Gaseinlassöffnungen bzw. Gasauslassöffnungen) verteilt sind. Die Öffnungen sind voneinander beabstandet, d. h. durch eine gasundurchlässige Fläche getrennt. Sie können z. B. als Durchbrüche in der gasundurchlässigen Fläche ausgebildet sein. Versteht man die Öffnungen als dreidimensionale Kanäle mit zwei Öffnungen, kann im Betrieb stets eine erste Kanalöffnung der Prozesskammer zugewandt sein und eine zweite Kanalöffnung der Prozesskammer abgewandt sein. Aufgrund der Mehrzahl, insbesondere einer Vielzahl der Öffnungen wird eine Gesamtfläche, über die sich die Gaseinlassöffnungen bzw. Gasauslassöffnungen verteilen, als Kriterium für eine Größe des Gaseinlassfelds bzw. Gasauslassfelds angesehen und nicht eine einzelne Öffnung darin. Einen Hintergrund dafür bildet die Beobachtung, dass ein stromaufwärts und -abwärts einer Gaseinlass- bzw. Gasauslassöffnung ungeführt verlaufender Gasstrom typischerweise seinen Querschnitt verändert, sodass eine Öffnung bzw. ein Öffnungsquerschnitt nur bedingt bzw. lokal einen Querschnitt des Gasstroms determiniert. Mit anderen Worten kann ein Gasstrom, der in Gasteilströmen die Öffnungen eines Gaseinlassfelds durchströmt, ab einer bestimmten Distanz nach dem Austritt aus den Gaseinlassöffnungen aufgrund der Ausbreitung der einzelnen Gasteilströme wieder als weitgehend homogener Gesamtstrom aufgefasst werden. Auf diese Art und Weise kann ein Querschnitt eines durch ein Gaseinlassfeld bzw. ein Gasauslassfeld hindurch geführten Gasstroms durch dessen Gesamtausdehnung bzw. -fläche bestimmt werden. Die flächenmäßige Ausdehnung bzw. der Flächeninhalt des Gaseinlassfelds bzw. Gasauslassfelds (im Unterschied zu einer Tiefe oder Dicke, die vernachlässigbar gering sein kann) kann beispielsweise ermittelt werden, indem die jeweils äußersten Gaseinlassöffnungen bzw. Gasauslassöffnungen bzw. deren Ränder als Begrenzung oder Rahmen des Gaseinlassfelds bzw. Gasauslassfelds verstanden werden. Vorzugsweise ist eine Verteilung der Öffnungen regelmäßig, beispielsweise raster- bzw. gitterförmig in Zeilen und Spalten oder alternativ entlang konzentrischer Kreise, entlang einer Spirale oder gemäß anderen geometrischen Mustern. Daraus folgt eine innerhalb eines bestimmten Spektrums einheitliche bzw. gleichmäßige Beabstandung der Öffnungen zueinander und ein einheitliches bzw. gleichmäßiges Verhältnis von gasundurchlässigen und gasdurchlässigen Flächenanteilen über die Fläche des Gaseinlassfelds bzw. Gasauslassfelds hinweg.
  • Durch das Gaseinlass- bzw. Gasauslassfeld ist es beispielsweise möglich, das Gas großflächig in die Prozesskammer ein- bzw. aus ihr auszuleiten. Im Vergleich zu einer Anordnung, bei der das Gas ohne ein Gasauslassfeld großflächig und über eine stromabwärts an den Gasauslass sich anschließende trichterförmige Auslasskammer aus der Prozesskammer ausgeleitet wird, können sich durch die Anordnung des Gasauslassfeldes an dem zweiten Gasauslass unter anderem die folgenden Vorteile bzw. Wirkungen ergeben:
    • - Es entsteht keine Hauptstromrichtung in der Prozesskammer, welche weitgehend durch die Lage und/oder Geometrie und/oder Ausdehnung des Trichters beeinflusst ist bzw. zum Trichterauslass hin orientiert ist.
    • - In einem Bereich der Prozesskammer stromaufwärts des Gasauslassfelds ist eine Richtung eines zu dem Gasauslassfeld strömenden Gasstroms einheitlicher und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms ist gleichmäßiger.
    • - Rand- und Übergangsbereiche der Prozesskammer werden in besser definierter, einheitlicherer Richtung durchströmt. Insbesondere kann dadurch eine Bildung von lokalen Wirbeln und/oder Walzen, die einen effektiven Abtransport von Verunreinigungen verhindern können, zumindest verringert, vorzugsweise vermieden werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Beströmungsvorrichtung zumindest eine Auslasskammer stromabwärts des Gasauslassfelds des zweiten Gasauslasses (d. h. auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des Gasauslassfelds), wobei die Auslasskammer zumindest teilweise durch das zumindest eine Gasauslassfeld begrenzt ist. Die Auslasskammer kann ein Gasvolumen aufnehmen, das großflächig über das Gasauslassfeld aus der Prozesskammer herausgeleitet worden ist.
  • Vorzugsweise umfasst die Beströmungsvorrichtung weiter einen Auslasskanal zum Abführen des Gasstroms aus der Auslasskammer, wobei ein mittlerer Öffnungsquerschnitt des Auslasskanals kleiner ist als die Fläche des Gasauslassfeldes und vorzugsweise höchstens 50%, weiter bevorzugt höchstens 30%, besonders bevorzugt höchstens 10% der Fläche des Gasauslassfeldes umfasst. Damit ist beispielsweise ein Kanal zum Ableiten des Gases bereitgestellt. Ebenso kann ein unten beschriebener Zufuhrkanal für einen Gaseinlass bzw. für eine durch ein Gaseinlassfeld begrenzte Gaseinlasskammer bereitgestellt sein. Der Zufuhrkanal bzw. der Auslasskanal können beispielsweise als Rohrleitung oder Verschlauchung ausgebildet und optional durch eine Rohrleitung miteinander verbunden sein, die Teil einer Vorrichtung zur Prozessgas-Umwälzung sein kann. Deren Aufbau kann sich z. B. am Prinzip eines geschlossenen Prozessgas-Kreislaufs orientieren und stromabwärts der Prozesskammer einen Filter zur Reinigung bzw. Aufbereitung des Prozessgases umfassen, bevor es wieder in die Prozesskammer eingespeist wird. Der Zufuhrkanal kann sich von der Einlasskammer bzw. der Auslasskanal kann sich von der Auslasskammer durch den jeweiligen Öffnungsquerschnitt unterscheiden. Beispielsweise kann ein größter Öffnungsquerschnitt des Zufuhrkanals bzw. des Auslasskanals geringer sein als ein kleinster Öffnungsquerschnitt der Einlasskammer bzw. der Auslasskammer. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise der Zufuhrkanal bzw. der Auslasskanal einen im Wesentlichen konstanten Öffnungsquerschnitt aufweisen, die Einlasskammer bzw. Auslasskammer dagegen einen variablen Öffnungsquerschnitt. Vorzugsweise ist die Einlasskammer mit Ausnahme mindestens eines angeschlossenen Zufuhrkanals und mindestens eines Gaseinlassfeldes gasdicht verschlossen ausgebildet. Vorzugsweise ist die Auslasskammer mit Ausnahme mindestens eines angeschlossenen Auslasskanals und mindestens eines Gasauslassfeldes gasdicht verschlossen ausgebildet.
  • Vorzugsweise umfasst eine maximale horizontale Erstreckung des Gasauslassfelds des zweiten Gasauslasses mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 90%, weiter bevorzugt mindestens 120% einer Seitenlänge oder eines Durchmessers des Baufelds, insbesondere einer Seitenlänge eines rechteckigen Baufelds oder eines Durchmessers eines runden Baufelds. Dadurch kann beispielsweise erzielt werden, dass ein großer horizontaler Bereich des Baufelds bzw. der Prozesskammer, insbesondere die gesamte Breite des Baufelds, überströmt bzw. durchströmt wird und somit ein Abtransport von Verunreinigungen oberhalb der im Wesentlichen gesamten Fläche des Baufelds erfolgen kann. Besonders bevorzugt entspricht eine horizontale Erstreckung des Gasauslassfelds im Wesentlichen einer Maximalausdehnung des Innenraums der Prozesskammer in einer korrespondierenden Ebene parallel zum Baufeld. Dadurch kann zumindest in horizontaler Richtung eine vollständige Durchströmung des Innenraums der Prozesskammer gewährleistet und eine besonders hohe Reinigungswirkung erzielt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Prozesskammer weiter einen zweiten Gaseinlass, der von dem ersten Gaseinlass beabstandet ist, wobei der erste Gaseinlass in einer Richtung senkrecht zum Baufeld näher an dem Baufeld angeordnet ist als der zweite Gaseinlass und wobei weiter bevorzugt der erste Gaseinlass im Wesentlichen innerhalb des ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen ist und der zweite Gaseinlass im Wesentlichen innerhalb des zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen ist. Grundsätzlich können der erste und der zweite Gaseinlass derart zueinander versetzt angeordnet sein, dass sie beide zumindest teilweise einen Höhenbereich gemeinsam belegen, wobei eine zusätzliche horizontale Beabstandung verhindert, dass sie einander überschneiden. Vorzugsweise ist der erste Gaseinlass in einem dem Baufeld benachbarten Höhenbereich der Prozesskammer angeordnet und der zweite Gaseinlass in einem von dem Baufeld entfernten Höhenbereich. Vorzugsweise sind der erste Gaseinlass und/oder der erste Gasauslass derart ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zum Baufeld innerhalb eines untersten Drittels, weiter bevorzugt innerhalb eines untersten Fünftels, noch weiter bevorzugt innerhalb eines untersten Sechstels einer maximalen lichten Höhe der Prozesskammer (z. B. eines maximalen Abstands der Prozesskammerdecke von dem Baufeld) erstrecken. Alternativ oder zusätzlich sind vorzugsweise der zweite Gaseinlass und/oder der zweite Gasauslass derart ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zum Baufeld mindestens innerhalb eines oberen Drittels, vorzugsweise mindestens innerhalb der oberen Hälfte, weiter bevorzugt mindestens innerhalb der oberen zwei Drittel, noch weiter bevorzugt innerhalb der oberen vier Fünftel einer maximalen lichten Höhe (z. B. eines maximalen Abstands der Prozesskammerdecke von dem Baufeld) der Prozesskammer erstrecken. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Gaseinlässe und Gasauslässe derart ausgebildet, dass der erste Gaseinlass und/oder der erste Gasauslass in einer Richtung senkrecht zum Baufeld eine kleinere Erstreckung aufweisen/aufweist als der zweite Gaseinlass und/oder der zweite Gasauslass.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass ein möglichst großer Anteil der vertikalen Abmessung der Prozesskammer gezielt durchströmt werden kann. Die Gaseinlässe und/oder Gasauslässe können dabei in einer Prozesskammerwandung der Prozesskammer vorgesehen sein, die den Innenraum der Prozesskammer begrenzt. Sie können auch von der Prozesskammerwandung abgesetzt sein und beispielsweise in die Prozesskammer hinein ragen oder zurückversetzt sein. Vorzugsweise sind der Gaseinlass bzw. die Gaseinlässe sowie die Gasauslässe ortsfest relativ zur Prozesskammer ausgebildet.
  • Durch das Bereitstellen von je zwei Gaseinlässen und Gasauslässen ist es beispielsweise möglich, im Wesentlichen zwei Gasströme in der Prozesskammer zu erzeugen, die jeweils von dem ersten bzw. dem zweiten Gaseinlass zu dem ersten bzw. dem zweiten Gasauslass strömen und insbesondere räumlich voneinander getrennt sind. Dabei können die Gasströme derart ausgebildet werden, dass sie verschiedene Strömungseigenschaften, insbesondere verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten aufweisen. Dadurch, dass der (untere) erste Gaseinlass und Gasauslass in einem dem Baufeld benachbarten Höhenbereich der Prozesskammer und der (obere) zweite Gaseinlass und Gasauslass in einem vom Baufeld entfernten Höhenbereich angeordnet sind, ist es beispielsweise möglich, einen baufeldnahen (unteren) Gasstrom und einen von dem Baufeld entfernten (oberen) Gasstrom zu erzeugen. Bei einem Vorliegen unterschiedlicher Höhenerstreckungen des ersten und zweiten Gaseinlasses bzw. Gasauslasses ist es zudem möglich, im Wesentlichen zwei zumindest vertikal unterschiedlich große Strömungsbereiche bereitzustellen. Insbesondere ein unterer (vom ersten Gaseinlass zum ersten Gasauslass strömender) Gasstrom kann im Wesentlichen entstehende Verunreinigungen von der Stelle des Auftreffpunkts bzw. -bereichs des oder der Energiestrahlen bzw. knapp darüber (z. B. wenige Millimeter oder Zentimeter oberhalb des Baufelds) abtransportieren, so dass sich diese nicht oder lediglich in geringerem Umfang in die Prozesskammer hinein ausbreiten. Ein oberer (vom zweiten Gaseinlass zum zweiten Gasauslass strömender) Gasstrom kann im Wesentlichen Verunreinigungen abtransportieren, die sich in weiter von der Baufeldebene entfernte Bereiche der Prozesskammer ausbreiten, beispielsweise, weil sie von dem unteren Gasstrom unzureichend erfasst oder der untere Gasstrom nur teilweise auf direktem Weg aus der Prozesskammer entfernt wurde. Optional können Gasteilströme auch vom zweiten Gaseinlass zum ersten Gasauslass strömen und/oder vom ersten Gaseinlass zum zweiten Gasauslass.
  • Vorzugsweise ist der zweite Gaseinlass so ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet und/oder die Gasfördervorrichtung ist derart angesteuert, dass im Betrieb ein erster Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer zugewandten Seite des zweiten Gaseinlasses zugeordnet ist, kleiner ist als ein dritter Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des zweiten Gaseinlasses zugeordnet ist.
  • Weiter bevorzugt umfasst der zweite Gaseinlass zumindest ein Gaseinlassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer hinein aufweist, und die Beströmungsvorrichtung umfasst zumindest eine Einlasskammer stromaufwärts des Gaseinlassfelds, die zumindest teilweise durch das zumindest eine Gaseinlassfeld begrenzt ist, wobei der erste Druckreferenzwert einen ersten mittleren Druckwert umfasst, welcher einen Druck in der Prozesskammer repräsentiert, und der dritte Druckreferenzwert einen dritten mittleren Druckwert umfasst, der einen Druck in der Einlasskammer repräsentiert, wobei im Betrieb der dritte mittlere Druckwert größer ist als der erste mittlere Druckwert, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 Pa und 120 Pa größer ist als der erste mittlere Druckwert, insbesondere um mindestens 10 Pa, vorzugsweise um mindestens 20 Pa, weiter bevorzugt um mindestens 30 Pa größer und/oder um höchstens 120 Pa, vorzugsweise um höchstens 90 Pa, weiter bevorzugt um höchstens 60 Pa größer.
  • Durch die definierten Druckwerte in den einzelnen Bereichen bzw. die Druckdifferenzen zwischen der Prozesskammer und stromaufwärts liegenden Bereichen außerhalb der Prozesskammer kann beispielsweise eine verbesserte Homogenisierung zumindest eines die Prozesskammer durchströmenden Gasstroms in Bezug auf seine Strömungseigenschaften erzielt werden. Beispielsweise kann eine einheitlichere bzw. gleichmäßigere Verteilung von Strömungsrichtungen, Strömungsgeschwindigkeiten, Volumenströmen und/oder Drücken erzielt werden.
  • Vorzugsweise sind der erste Gaseinlass und/oder der zweite Gaseinlass an einer ersten Seite der Prozesskammer vorgesehen und der erste und/oder der zweite Gasauslass an einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Prozesskammer vorgesehen, insbesondere sind vorzugsweise das Gaseinlassfeld des zweiten Gaseinlasses (s. u.) und das Gasauslassfeld des zweiten Gasauslasses und/oder das Gaseinlassfeld des ersten Gaseinlasses und der erste Gasauslass an innerhalb der Prozesskammer gegenüberliegenden, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Seitenflächen der Prozesskammerwandung angeordnet. Die Prozesskammer kann eine beliebige Geometrie haben, vorzugsweise ist sie im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet bzw. weist einen im Wesentlichen rechteckigen Grundriss auf. Eine gegenüberliegende Anordnung der Gaseinlässe und der Gasauslässe hat den Vorteil, dass der Gasstrom bzw. die Gasströme einen möglichst großen Bereich des Innenraums der Prozesskammer erfassen bzw. durchströmen. Dies begünstigt eine effektive Verdünnung bzw. Verdrängung von Verunreinigungen in/aus ihr. Aufgrund einer häufig zentralen Anordnung des Baufelds innerhalb der Prozesskammer bzw. des Prozesskammerbodens können aus dem Bereich oberhalb des Baufelds bzw. - im Falle einer Verwendung der derart weitergebildeten Beströmungsvorrichtung in einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts - aus dem Arbeitsbereich der zur selektiven Verfestigung des Aufbaumaterials eingesetzten Strahlungsenergie zuverlässig Verunreinigungen entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich weist vorzugsweise in einer Projektion des Gaseinlassfelds des zweiten Gaseinlasses auf das Gasauslassfeld des zweiten Gasauslasses in einer Richtung parallel zum Baufeld die auf einer Fläche des Gasauslassfeldes abgebildete (Projektions-)Fläche des Gaseinlassfelds einen Flächeninhalt auf, der höchstens gleich dem Flächeninhalt der Fläche des Gasauslassfeldes, vorzugsweise kleiner als der Flächeninhalt der Fläche des Gasauslassfeldes ist. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen Gasstrom zu erzeugen, der im Wesentlichen parallel zum Baufeld verläuft.
  • Vorzugsweise ist bzw. sind der erste Gaseinlass und/oder der erste Gasauslass derart ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet und/oder die Gasfördervorrichtung ist derart angesteuert, dass im Betrieb der Beströmungsvorrichtung durch den ersten Gaseinlass und/oder den ersten Gasauslass im Wesentlichen ein erster Gasstrom in der Prozesskammer erzeugt wird und der zweite Gaseinlass und/oder der zweite Gasauslass ist bzw. sind derart ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet und/oder die Gasfördervorrichtung ist derart angesteuert, dass im Betrieb der Beströmungsvorrichtung durch den zweiten Gaseinlass und/oder den zweiten Gasauslass im Wesentlichen ein zweiter Gasstrom in der Prozesskammer erzeugt wird. Weiter bevorzugt ist bzw. sind der erste Gaseinlass und/oder der erste Gasauslass derart ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet und/oder die Gasfördervorrichtung ist derart angesteuert, dass im Betrieb der Beströmungsvorrichtung durch den ersten Gaseinlass und/oder den ersten Gasauslass ein erster Gasstrom in der Prozesskammer erzeugt wird und der zweite Gaseinlass und/oder der zweite Gasauslass ist bzw. sind derart ausgebildet und/oder an der Prozesskammer angeordnet und/oder die Gasfördervorrichtung ist derart angesteuert, dass im Betrieb der Beströmungsvorrichtung durch den zweiten Gaseinlass und/oder den zweiten Gasauslass ein zweiter Gasstrom in der Prozesskammer erzeugt wird. Somit ist die Beströmungsvorrichtung also dazu ausgebildet und/oder angesteuert, dass im Betrieb zumindest ein erster Gasstrom in der Prozesskammer erzeugt wird, der im Wesentlichen von dem ersten Gaseinlass zu dem ersten Gasauslass gerichtet ist, und zumindest ein zweiter Gasstrom erzeugt wird, der im Wesentlichen von dem zweiten Gaseinlass zu dem zweiten Gasauslass gerichtet ist. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Beströmungsvorrichtung dazu ausgebildet und/oder angesteuert, dass im Betrieb der zumindest eine erste Gasstrom von dem ersten Gaseinlass ausschließlich auf den ersten Gasauslass gerichtet ist und der zumindest eine zweite Gasstrom von dem zweiten Gaseinlass ausschließlich auf den zweiten Gasauslass gerichtet ist. Damit ist es beispielsweise möglich, in der Prozesskammer zwei Gasströme zu erzeugen. Eine in gewissem Maße separate Führung der Gasströme in einem Bereich stromaufwärts und/oder stromabwärts der Prozesskammer, d.h. z. B. in einer Zuleitung und/oder Ableitung, durch die der Gasstrom zu bzw. aus der Prozesskammer strömt, bildet die Voraussetzung dafür, dass die Strömungseigenschaften jedes Gasstroms bis zu einem gewissen Grad individuell eingestellt werden können. Im Rahmen der Erfindung ist es hierbei wünschenswert, für den oberen, d. h. zweiten, Gasstrom eine möglichst große (vertikale) Erstreckung und Querschnittsfläche der Strömung zu erzielen und somit ein möglichst großes Volumen der Prozesskammer zu durchströmen, wobei eine verhältnismäßig geringe Strömungsgeschwindigkeit ausreichend ist. Für den unteren, d. h. ersten, Gasstrom ist eine definierte, verhältnismäßig hohe, Geschwindigkeit wünschenswert, wobei eine verhältnismäßig kleine (vertikale) Erstreckung und Querschnittsfläche der Strömung ausreicht. Eine Steuerung bzw. eine Anpassung der Strömungseigenschaften der beiden Gasströme ist vorzugsweise auch während des Herstellens eines dreidimensionalen Objekts möglich. Der Begriff „im Wesentlichen“ bedeutet dabei in Bezug auf das Erzeugen eines Gasstroms bzw. des ersten und des zweiten Gasstroms, dass erstens weitere Gasströme, insbesondere Teilströme des ersten und/oder des zweiten Gasstroms mit abweichenden Strömungseigenschaften nicht ausgeschlossen sind. Zweitens sind prozessbedingte Unregelmäßigkeiten der Gasströme mitumfasst, welche auch als ein „Wabern“ der Gasströme bezeichnet werden. Derartige mitumfasste Abweichungen betreffen insbesondere die Randbereiche eines Gasstroms.
  • Vorzugsweise sind dabei im Betrieb der Beströmungsvorrichtung der erste und der zweite Gasstrom ungeführte Gasströme und/oder im Wesentlichen von einer ersten Seite der Prozesskammer, insbesondere der Kammerwandung, zu einer zweiten, vorzugsweise der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Prozesskammer, insbesondere der Kammerwandung, gerichtet. Ein Durchströmen der Prozesskammer von einer ersten zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite hat den Vorteil, dass die Gasströme einen möglichst großen Volumenanteil des Innenraums der Prozesskammer durchqueren und somit für eine effektive Reinigung der Prozesskammer sorgen. Alternativ oder zusätzlich durchströmen vorzugsweise der erste und der zweite Gasstrom die Prozesskammer im Wesentlichen in dieselbe Richtung und/oder der erste und der zweite Gasstrom strömen im Wesentlichen quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer Beschichtungsrichtung, in welcher eine Schicht des Aufbaumaterials in dem Baufeld aufgebracht wird. Eine weitgehende Gleichrichtung der Strömungsrichtungen der Gasströme hat den Vorteil, dass sich die Strömungen in Bereichen, in denen sie aneinander angrenzen, in geringerem Maße gegenseitig stören. Dadurch werden undefinierte Bereiche verhindert, in denen Verunreinigungen möglicherweise unzureichend verdrängt oder unerwünscht verwirbelt werden. Durch das Anpassen der Strömungsrichtungen der Gasströme an eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Beschichtungsrichtung kann eine Beeinflussung insbesondere des unteren (ersten) Gasstroms durch den Beschichtungsvorgang, d. h. das Verfahren des Beschichters in Beschichtungsrichtung, zumindest verringert werden. Eine Ausrichtung der Strömungsrichtung insbesondere des unteren Gasstroms im Wesentlichen parallel zur Beschichtungsrichtung kann hingegen bewirken, dass der Beschichter den unteren Gasstrom stört oder behindert bzw. kann eine konstruktive Maßnahme erfordern, so dass der Beschichter insbesondere während der selektiven Verfestigung einer aufgebrachten Schicht z. B. verschwenkt oder versenkt wird, um den unteren Gasstrom nicht zu behindern oder zu beeinflussen.
  • Vorzugsweise ist die Beströmungsvorrichtung dazu ausgebildet und/oder angesteuert, dass im Betrieb der erste Gasstrom im Mittel eine andere, vorzugsweise eine größere Strömungsgeschwindigkeit aufweist als der zweite Gasstrom. Eine größere Strömungsgeschwindigkeit des ersten, baufeldnahen Gasstroms hat den Vorteil, dass entstehende Verunreinigungen schnell und möglichst nahe an ihrem Entstehungsort, d. h. dem Baufeld, abtransportiert werden können und sich somit gar nicht erst in die Prozesskammer hinein ausbreiten können. Alternativ oder zusätzlich beträgt ein Verhältnis einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit des ersten Gasstroms und einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Gasstroms mindestens 1,5:1, vorzugsweise mindestens 2:1, weiter bevorzugt mindestens 3:1, besonders bevorzugt mindestens 4:1. Damit ist es beispielsweise möglich, Gasströme mit unterschiedlichen Strömungseigenschaften in der Prozesskammer bereitzustellen. Dabei können der erste Gasstrom und der zweite Gasstrom gleiche bzw. ähnliche oder unterschiedliche Volumenströme aufweisen. Beispielsweise kann ein Verhältnis eines Volumenstroms des ersten Gasstroms und eines Volumenstroms des zweiten Gasstroms 50:50, 60:40, 70:30, 45:55 oder 35:65 betragen. Bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Beströmungsvorrichtung in einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts können die Strömungsgeschwindigkeiten und/oder Volumenströme vorzugsweise auch dynamisch während einer Herstellung eines dreidimensionalen Objekts auf Basis definierter Vorgaben geändert werden. Das Volumenstromverhältnis kann beispielsweise abhängig von zeitlich und/oder örtlich dynamischen Konzentrationen von atmosphärischen Verunreinigungen in der Prozesskammer eingestellt werden, die ggf. durch eine Überwachungseinrichtung detektiert werden können. Alternativ oder zusätzlich kann z. B. eine Intervallschaltung gewählt werden, die in bestimmten Zeitabständen einen Gasteilstrom durch den Zwischenbereich oder andere im Wesentlichen undefiniert beströmte Zonen/Volumina der Prozesskammer strömen lässt, sodass stehende, wabernde bzw. kreisende Verunreinigungen entfernt bzw. abtransportiert werden.
  • Vorzugsweise strömt im Betrieb der Beströmungsvorrichtung zumindest zeitweise zumindest ein Teilstrom des zweiten Gasstroms zu dem ersten Gasauslass hin. Dadurch ist es beispielsweise möglich, auch einen Höhenbereich der Prozesskammer, der einem Zwischenbereich der Prozesskammerwandung entspricht, mit Gas zu durchströmen, um beispielsweise auch in dem Zwischenbereich einen Abtransport von Verunreinigungen zu ermöglichen.
  • Vorzugsweise umfasst der zweite Gaseinlass weiter eine schlitzförmige, d.h. längliche, Gaseinlassöffnung, die näher an einer Prozesskammerdecke angeordnet ist als die Gaseinlassöffnung des zweiten Gaseinlasses bzw. als die Gaseinlassöffnungen des Gaseinlassfelds. Zusätzlich oder alternativ ist die schlitzförmige Gaseinlassöffnung vorzugsweise so angeordnet, dass ihre Längsachse im Wesentlichen parallel zu einer Ebene liegt, in der eine zur Prozesskammer gewandte Oberfläche zumindest eines Einkoppelfensters zum Einkoppeln der Energiestrahlung in die Prozesskammer liegt. Dadurch kann beispielsweise ein weiterer Gasstrom (auch als Deckenströmung oder Deckengasstrom bezeichnet) erzeugt werden, der an zumindest einem Abschnitt der Prozesskammerdecke entlang strömt. Durch den größeren Öffnungsquerschnitt der schlitzförmigen Gaseinlassöffnung im Vergleich zu den Gaseinlassöffnungen des Gaseinlassfelds kann der Deckengasstrom beispielsweise einen erhöhten Volumenstrom aufweisen. Dies sorgt z. B. für einen effizienten Schutz des Einkoppelfensters und ggf. seiner Umgebung vor Verunreinigungen wie z. B. Rauch oder Staub.
  • Vorzugsweise umfasst der zweite Gaseinlass zumindest ein Gaseinlassfeld, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer hinein aufweist. Dadurch kann sich beispielsweise der Vorteil ergeben, dass das Gas im Wesentlichen homogen und großflächig über die Fläche des Gaseinlassfelds in die Prozesskammer eingeleitet werden kann. Insgesamt kann durch das Bereitstellen eines Gaseinlass- und Gasauslassfelds beispielsweise ein guter Abtransport von Verunreinigungen aus der Prozesskammer heraus erzielt werden, was die Qualität des oder der hergestellten Objekte positiv beeinflussen kann.
  • Vorzugsweise weicht eine Orientierung einer Ebene einer Mündungsöffnungsfläche des Gaseinlassfelds des zweiten Gaseinlasses zum Innenraum der Prozesskammer bei zumindest 60% der Gaseinlässe, vorzugsweise mindestens 80% der Gaseinlässe, besonders bevorzugt bei allen Gaseinlässen um höchstens 30°, vorzugsweise um höchstens 20°, besonders bevorzugt um höchstens 10° von einer Senkrechten zur Ebene des Baufelds ab. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen im Wesentlichen horizontalen Gasstrom in der Prozesskammer zu erzeugen.
  • Vorzugsweise umfasst die Beströmungsvorrichtung zumindest eine Einlasskammer stromaufwärts des Gaseinlassfelds des zweiten Gaseinlasses (d. h. auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des Gaseinlassfelds), wobei die Einlasskammer zumindest teilweise durch das zumindest eine Gaseinlassfeld begrenzt ist. Durch die Einlasskammer kann beispielsweise ein Gasvolumen bereitgestellt sein, das großflächig über das Gaseinlassfeld in die Prozesskammer eingeleitet werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst die Beströmungsvorrichtung weiter einen Zufuhrkanal zum Zuführen des Gasstroms in die Einlasskammer, wobei ein mittlerer Öffnungsquerschnitt des Zufuhrkanals kleiner ist als die Fläche des Gaseinlassfeldes, vorzugsweise höchstens 50%, weiter bevorzugt höchstens 30%, besonders bevorzugt höchstens 10% der Fläche des Gaseinlassfeldes umfasst. Damit ist beispielsweise ein Kanal zum Zuleiten des Gases bereitgestellt.
  • Vorzugsweise umfasst eine maximale horizontale Erstreckung des Gaseinlassfelds des zweiten Gaseinlasses mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 90%, weiter bevorzugt mindestens 120% einer Seitenlänge oder eines Durchmessers des Baufelds, insbesondere einer Seitenlänge eines rechteckigen Baufelds oder eines Durchmessers eines runden Baufelds. Dadurch kann beispielsweise erzielt werden, dass ein großer horizontaler Bereich des Baufelds bzw. der Prozesskammer, insbesondere die gesamte Breite des Baufelds, überströmt bzw. durchströmt wird und somit ein Abtransport von Verunreinigungen oberhalb der im Wesentlichen gesamten Fläche des Baufelds erfolgen kann. Besonders bevorzugt entspricht eine horizontale Erstreckung des Gaseinlassfelds im Wesentlichen einer Maximalausdehnung des Innenraums der Prozesskammer in einer korrespondierenden Ebene parallel zum Baufeld. Dadurch kann zumindest in horizontaler Richtung eine vollständige Durchströmung des Innenraums der Prozesskammer gewährleistet und eine besonders hohe Reinigungswirkung erzielt werden.
  • Vorzugsweise umfasst eine Erstreckung des Gaseinlassfelds des zweiten Gaseinlasses und/oder des Gasauslassfelds des zweiten Gasauslasses in eine Richtung senkrecht zum Baufeld mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% eines Abstands des Baufelds von einer Prozesskammerdecke (d. h. einer maximalen lichten Höhe der Prozesskammer oder einer Prozesskammerhöhe). Alternativ oder zusätzlich umfasst vorzugsweise eine Fläche des Gasauslassfelds des zweiten Gasauslasses mindestens 30%, weiter bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 90% einer Fläche des Gaseinlassfelds des zweiten Gaseinlasses. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen Gasstrom in der Prozesskammer zu erzeugen, der einen großen Bereich der Prozesskammer, insbesondere der Prozesskammerhöhe bzw. vertikalen Prozesskammererstreckung, durchströmt.
  • Vorzugsweise weist das Gaseinlassfeld des zweiten Gaseinlasses und/oder das Gasauslassfeld des zweiten Gasauslasses mindestens eine der folgenden Eigenschaften auf:
    • - eine Summe von Flächeninhalten der Gaseinlassöffnungen des Gaseinlassfelds und/oder der Gasauslassöffnungen des Gasauslassfelds umfasst mindestens 2%, vorzugsweise mindestens 5%, besonders bevorzugt mindestens 10% eines Gesamtflächeninhalts des Gasauslassfelds bzw. Gaseinlassfelds;
    • - die Gaseinlassöffnungen und/oder die Gasauslassöffnungen sind im Wesentlichen regelmäßig voneinander beabstandet und/oder rasterförmig in dem Gaseinlassfeld bzw. dem Gasauslassfeld angeordnet;
    • - die Gaseinlassöffnungsquerschnitte und/oder die Gasauslassöffnungsquerschnitte sind im Wesentlichen gleich groß;
    • - die Flächeninhalte der Gaseinlassöffnungen und/oder der Gasauslassöffnungen sind im Vergleich untereinander im Wesentlichen gleich groß;
    • - ein Flächenelement des Gaseinlassfeldes und/oder des Gasauslassfeldes umfassen/umfasst einen Mindestflächenanteil an einer Öffnung des ersten Gaseinlasses bzw. des ersten Gasauslasses;
    • - das Gaseinlassfeld und/oder das Gasauslassfeld umfassen/umfasst eine Mehrzahl, vorzugsweise mindestens vier, weiter bevorzugt mindestens zehn, noch weiter bevorzugt mindestens 50, noch weiter bevorzugt mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 300 Gaseinlassöffnungen bzw. Gasauslassöffnungen;
    • - ein Abstand der Gaseinlassöffnungen bzw. Gasauslassöffnungen zueinander beträgt mindestens das Anderthalbfache, bevorzugt mindestens das Zweifache und/oder höchstens das Zehnfache, bevorzugt höchstens das Fünffache ihres jeweiligen maximalen Öffnungsdurchmessers;
    • - eine Summe der Gaseinlassöffnungsquerschnittsflächen des Gaseinlassfeldes und eine Summe der Gasauslassöffnungsquerschnittsflächen des Gasauslassfeldes weichen im Vergleich um höchstens 30%, vorzugsweise um höchstens 20%, besonders bevorzugt um höchstens 10% voneinander ab;
    • - ein mittlerer Flächeninhalt der Gaseinlass- und/oder Gasauslassöffnungen des Gaseinlassfeldes bzw. des Gasauslassfeldes beträgt im Bereich von 4 mm2 bis 500 mm2, bevorzugt mindestens 4 mm2, weiter bevorzugt mindestens 16 mm2, besonders bevorzugt mindestens 36 mm2 und/oder bevorzugt höchstens 500 mm2, weiter bevorzugt höchstens 100 mm2, besonders bevorzugt höchstens 50 mm2;
    • - der Flächeninhalt einer im Betrieb zur Prozesskammer gewandten Seite des Gasauslassfeldes beträgt im Bereich von 30% bis 200% des Flächeninhalts einer im Betrieb zur Prozesskammer gewandten Seite des Gaseinlassfeldes, bevorzugt mindestens 30%, weiter bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 90% und/oder bevorzugt höchstens 200%, weiter bevorzugt höchstens 150%, besonders bevorzugt höchstens 130%.
  • Dadurch ist beispielsweise ein Gaseinlass- bzw. Gasauslassfeld zum Einleiten des Gasstroms in die Prozesskammer hinein bzw. zum Ausleiten des Gasstroms aus dieser heraus bereitgestellt.
  • Das Gaseinlassfeld bzw. Gasauslassfeld kann integraler Bestandteil einer Prozesskammerwandung sein, d. h. ein Übergang von seinem gasundurchlässigen Flächenanteil zu der Prozesskammerwandung kann nahtlos sein. Alternativ kann das Gaseinlassfeld bzw. Gasauslassfeld ein separates Element sein, das z. B. an der Schnittstelle zwischen der Prozesskammer und einer daran angeschlossenen Gaszuführung/Gasabführung montiert bzw. befestigt ist. Das Gaseinlassfeld bzw. Gasauslassfeld kann z. B. als Lochblech, Düsenbatterie, Düsengitter, Kassettendüse, Sieb oder poröse Platte ausgebildet sein. Vorzugsweise sind bzw. ist das Gaseinlassfeld und/oder das Gasauslassfeld als ein Gitter und/oder Lochblech ausgebildet, welches vorzugsweise aus der Prozesskammerwandung lösbar und/oder wechselbar ausgebildet ist. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Eigenschaften eines Gasstroms, wie z. B. Strömungsgeschwindigkeit und/oder Volumenstrom und/oder Strömungsrichtung durch Wahl eines geeigneten Gitters bzw. Lochblechs zu beeinflussen und/oder einzustellen.
  • Vorzugsweise liegt das Gasauslassfeld des zweiten Gasauslasses im Wesentlichen, weiter bevorzugt genau, in einer Ebene, deren Orientierung bzw. Ausrichtung mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt:
    • - die Orientierung der Ebene ist an eine Senkrechte zum Baufeld angepasst, vorzugsweise beträgt eine Abweichung der Orientierung der Ebene von einer Senkrechten zum Baufeld höchstens 60°, vorzugsweise höchstens 45°, weiter bevorzugt höchstens 30°, noch weiter bevorzugt höchstens 10°; besonders bevorzugt erstreckt sich die Ebene im Wesentlichen senkrecht zum Baufeld, insbesondere genau senkrecht zum Baufeld;
    • - die Ebene erstreckt sich im Wesentlichen, vorzugsweise genau, senkrecht zu einer mittleren Richtung einer Anzahl, vorzugsweise einer Mehrheit von Gaseinlassteilströmen des Gasstroms, die im Betrieb beim Eintreten des Gasstroms in die Prozesskammer durch das Gaseinlassfeld des zweiten Gaseinlasses strömen;
    • - die Orientierung der Ebene ist an eine Orientierung einer Anzahl, vorzugsweise einer Mehrheit, von Gaseinlasskanälen des Gaseinlassfeldes des zweiten Gaseinlasses angepasst; vorzugsweise beträgt eine Abweichung der Orientierung der Anzahl, vorzugsweise der Mehrheit, insbesondere aller Gaseinlasskanäle des Gaseinlassfelds des zweiten Gaseinlasses von der Orientierung der Ebene des Gasauslassfelds mindestens 30°, vorzugsweise mindestens 45°, weiter bevorzugt mindestens 60°, noch weiter bevorzugt mindestens 80°, insbesondere genau 90°; unter der Orientierung eines Gaseinlasskanals wird dabei eine Ausrichtung einer kürzesten Verbindungslinie zwischen einem Mittelpunkt bzw. Schwerpunkt einer ersten Mündungsquerschnittsfläche des jeweiligen Gaseinlasskanals und einem Mittelpunkt bzw. Schwerpunkt einer zweiten Mündungsquerschnittsfläche desselben Gaseinlasskanals verstanden;
    • - die Orientierung der Ebene ist an die Richtung zumindest eines Randstrahls, der im Betrieb der Herstellvorrichtung mittels einer Bestrahlungsvorrichtung auf die Arbeitsebene bzw. das Baufeld gerichtet werden kann, angepasst, wobei vorzugsweise die Orientierung der Ebene um höchstens 60°, vorzugsweise um höchstens 30° abweichend von der Richtung des Randstrahls ist;
    • - die Orientierung der Ebene ist an die kürzeste Verbindungslinie zwischen einer Bestrahlungsvorrichtung der Herstellvorrichtung, insbesondere einer Umlenkvorrichtung (Scanner) einer Bestrahlungsvorrichtung, und einer Umfangslinie des Baufelds angepasst, wobei vorzugsweise die Orientierung der Ebene um höchstens 60°, vorzugsweise um höchstens 30° abweichend von der Richtung der Verbindungslinie ist.
  • Die Orientierung bzw. Ausrichtung der Ebene ist dabei durch eine Richtung bzw. einen Vektor in der Ebene selbst definiert und nicht durch eine Senkrechte bzw. einen Normalenvektor zu der Ebene. Der Begriff „im Wesentlichen senkrecht“ berücksichtigt dabei Winkelabweichungen von bis zu 10° von der Senkrechten.
  • Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen die Prozesskammer durchströmenden Gasstrom weiter zu optimieren, insbesondere dahingehend, dass der Gasstrom die Prozesskammer im Wesentlichen parallel zu dem Baufeld bzw. horizontal durchströmt und/oder an eine Geometrie der Prozesskammer und/oder eines Randstrahlenganges angepasst ist. Ein Randstrahl wird dabei verstanden als ein äußerster Energiestrahl, d. h. ein am weitesten aus einer Senkrechten zum Baufeld ausgelenkte Strahl einer Bestrahlungsvorrichtung in einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, der während der Herstellung des Objekts auf das Baufeld auftrifft. Alternativ dazu kann der Randstrahl auch der maximal möglich aus einer Senkrechten zum Baufeld ausgelenkte Energiestrahl sein, der noch durch eine Abbildungsoptik der Bestrahlungsvorrichtung auf das Baufeld fokussierbar ist.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises selektives Verfestigen von Aufbaumaterial an den dem Querschnitt des herzustellenden Objekts in der jeweiligen Schicht entsprechenden Stellen durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung umfasst eine Gasfördervorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Energiestrahls der Energiestrahlung, einen Baubehälter zur Aufnahme des Aufbaumaterials sowie eine Prozesskammer mit einem Baufeld zum Aufbauen des Objekts, wobei der Baubehälter unterhalb der Prozesskammer angeordnet ist. Die Prozesskammer weist zumindest einen ersten Gaseinlass auf zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer hinein, sowie einen ersten Gasauslass und einen von dem ersten Gasauslass beabstandeten zweiten Gasauslass zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer heraus, wobei der erste Gasauslass in einer Richtung senkrecht zum Baufeld näher an dem Baufeld angeordnet ist als der zweite Gasauslass. Weiter ist der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld im Wesentlichen innerhalb eines ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen und der zweite Gasauslass ist in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld im Wesentlichen innerhalb eines zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen, wobei der erste Höhenbereich der Prozesskammer einem unteren Drittel eines Abstands des Baufelds von einer Prozesskammerdecke entspricht und der zweite Höhenbereich der Prozesskammer den oberen vier Fünfteln des Abstands des Baufelds von der Prozesskammerdecke entspricht. Vorzugsweise ist der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld innerhalb des ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen und der zweite Gasauslass innerhalb des zweiten Höhenbereichs. Dadurch ist beispielsweise eine Herstellvorrichtung mit einer verbesserten Beströmungsvorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms bereitgestellt.
  • Ein erfindungsgemäßes Beströmungsverfahren dient für eine Prozesskammer in einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises selektives Verfestigen von Aufbaumaterial an den dem Querschnitt des herzustellenden Objekts in der jeweiligen Schicht entsprechenden Stellen durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, wobei die Vorrichtung eine Gasfördervorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms umfasst, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Energiestrahls der Energiestrahlung, einen Baubehälter zur Aufnahme des Aufbaumaterials und die Prozesskammer mit einem Baufeld zum Aufbauen des Objekts umfasst, wobei der Baubehälter unterhalb der Prozesskammer angeordnet ist. Die Prozesskammer weist zumindest einen ersten Gaseinlass auf zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer, sowie einen ersten Gasauslass und einen von dem ersten Gasauslass beabstandeten zweiten Gasauslass zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer heraus, wobei der erste Gasauslass in einer Richtung senkrecht zum Baufeld näher an dem Baufeld angeordnet ist als der zweite Gasauslass. Weiter ist der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld im Wesentlichen innerhalb eines ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen und der zweite Gasauslass ist in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld im Wesentlichen innerhalb eines zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen, wobei der erste Höhenbereich der Prozesskammer einem unteren Drittel eines Abstands des Baufelds von einer Prozesskammerdecke entspricht und der zweite Höhenbereich der Prozesskammer den oberen vier Fünfteln des Abstands des Baufelds von der Prozesskammerdecke entspricht. Vorzugsweise ist der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld innerhalb des ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen und der zweite Gasauslass innerhalb des zweiten Höhenbereichs. Das Beströmungsverfahren weist zumindest folgende Schritte auf: Einleiten eines Gasstroms durch den zumindest einen ersten Gaseinlass in die Prozesskammer hinein und Ausleiten eines Gasstroms durch den ersten und den zweiten Gasauslass aus der Prozesskammer heraus. Mit dem Beströmungsverfahren ist es beispielsweise ebenfalls möglich, die oben mit Bezug auf die Beströmungsvorrichtung beschriebenen Wirkungen zu erzielen.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts in einer oben beschriebenen Vorrichtung wird zumindest zeitweise während des schichtweisen Herstellens des dreidimensionalen Objekts, vorzugsweise zumindest während des Bestrahlens des Aufbaumaterials mittels der Energiestrahlung, in der Prozesskammer zumindest ein Gasstrom durch ein oben beschriebenes Beströmungsverfahren erzeugt. Damit ist es beispielsweise möglich, ein dreidimensionales Objekt unter Verwendung eines verbesserten Beströmungsverfahrens herzustellen.
  • Vorzugsweise ist im Wesentlichen zumindest während einer Dauer einer Bestrahlung des Aufbaumaterials mit der Energiestrahlung, vorzugsweise zumindest während eines gesamten Herstellungsprozesses des oder der in einem Baubehälter zu fertigenden Objekte ein erster Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer zugewandten Seite des ersten bzw. des zweiten Gasauslasses zugeordnet ist, größer als ein zweiter Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des zweiten Gasauslasses zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise ein dritter Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des zweiten Gaseinlasses zugeordnet ist, größer als der erste Druckreferenzwert. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise ein vierter Druckreferenzwert, der einem Bereich auf einer der Prozesskammer abgewandten Seite des ersten Gaseinlasses zugeordnet ist, größer als der erste Druckreferenzwert.
  • Eine erfindungsgemäße Steuereinheit für eine oben beschriebene Vorrichtung ist dazu ausgebildet und/oder programmiert, die Vorrichtung so zu steuern, dass sie dazu geeignet ist, ein erfindungsgemäßes Beströmungsverfahren und/oder ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren durchzuführen.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
    • 1 ist eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts einer Prozesskammer der in 1 gezeigten Vorrichtung in Draufsicht auf das Baufeld.
    • 3 ist eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Herstellvorrichtung.
    • 4a ist eine schematische Ansicht eines Gasauslassfelds und 4b ist eine schematische Ansicht eines Gaseinlassfelds gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
    • 5 ist eine schematische Ansicht eines Ausschnitts der in 3 gezeigten Prozesskammer mit einem Gaseinlassfeld gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
    • 6a und 6b zeigen schematisch Beispiele von in der in 3 gezeigten Prozesskammer erzeugten Gasströmen im Betrieb einer erfindungsgemäßen Gasfördervorrichtung.
  • Im Folgenden wird mit Bezug auf 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in 1 dargestellte Vorrichtung ist eine Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1. Zum Aufbauen eines Objekts 2 enthält sie eine Prozesskammer 3 mit einer Kammerwandung 4.
  • Unterhalb der Prozesskammer 3 ist ein nach oben offener Behälter 5 mit einer Behälterwandung 6 angeordnet. In dem Behälter 5, der auch als Baubehälter bezeichnet wird, ist ein in einer vertikalen Richtung V bewegbarer Träger 10 angeordnet, an dem eine Grundplatte 11 angebracht ist, die den Behälter 5 nach unten abschließt und damit dessen Boden bildet. Die Grundplatte 11 kann eine getrennt von dem Träger 10 gebildete Platte sein, die an dem Träger 10 befestigt ist, oder sie kann integral mit dem Träger 10 gebildet sein. Je nach verwendetem Pulver und Prozess kann auf der Grundplatte 11 noch eine Bauplattform 12 als Bauunterlage angebracht sein, auf der das Objekt 2 aufgebaut wird. Das Objekt 2 kann aber auch auf der Grundplatte 11 selber aufgebaut werden, die dann als Bauunterlage dient.
  • Durch die obere Öffnung des Behälters 5 ist eine Arbeitsebene 7 definiert, wobei der innerhalb der Öffnung liegende Bereich der Arbeitsebene 7, der zum Aufbau des Objekts 2 verwendet werden kann, als Baufeld 8 bezeichnet wird. Die Arbeitsebene 7 ist zugleich die zu dem Innenraum der Prozesskammer 3 weisende, d. h. obere, Oberfläche einer Arbeitsplatte 4d. Die Arbeitsplatte 4d bildet zugleich den Boden der Prozesskammer 3 und umgibt den Behälter 5 in diesem Ausführungsbeispiel allseitig. Die Arbeitsplatte 4d und somit die Arbeitsebene 7 ist um eine Prozesskammerhöhe H von einer Decke 4a der Prozesskammerwandung 4 beabstandet. Die Prozesskammerhöhe H wird auch als maximale lichte Höhe der Prozesskammer bezeichnet, da ein Deckenbereich der Prozesskammer ein uneinheitliches Höhenniveau, z. B. mit Dachschrägen, aufweisen kann.
  • In 1 ist das in dem Behälter 5 auf der Bauplattform 12 zu bildende Objekt 2 unterhalb der Arbeitsebene 7 in einem Zwischenzustand dargestellt mit mehreren selektiv verfestigten Schichten, umgeben von unverfestigt gebliebenem Aufbaumaterial 13.
  • In einer ersten Seite 4b der Kammerwandung 4 sind ein erster Gaseinlass 32 (im Folgenden unterer Gaseinlass) und ein zweiter Gaseinlass (im Folgenden oberer Gaseinlass) vorgesehen. Der obere Gaseinlass ist als Gaseinlassfeld 31 ausgebildet und der untere Gaseinlass 32 ist vorzugsweise als Gaseinlassdüse (nicht gezeigt) ausgebildet. Alternativ kann der untere Gaseinlass 32 auch als Öffnung in der Kammerwandung 4 oder als Gaseinlassfeld oder als Kombination der drei Varianten ausgebildet sein. In einer zweiten Seite 4c der Kammerwandung 4, die der ersten Seite 4b gegenüberliegt, sind ein erster Gasauslass 34 (im Folgenden unterer Gasauslass) und ein zweiter Gasauslass (im Folgenden oberer Gasauslass) vorgesehen. Der obere Gasauslass ist als Gasauslassfeld 33 ausgebildet. Der untere Gasauslass 34 ist als eine Öffnung in der Kammerwandung 4 ausgebildet, wobei ein Leitelement bzw. Gliederungselement wie z. B. ein Gitter in die Öffnung eingesetzt bzw. der Öffnung vorgeblendet sein kann.
  • Der untere Gaseinlass 32 und der untere Gasauslass 34 sind jeweils unterhalb des Gaseinlassfelds 31 bzw. des Gasauslassfelds 33 angeordnet, d.h. näher an der Arbeitsebene 7 bzw. dem Baufeld 8 als das Gaseinlassfeld 31 bzw. das Gasauslassfeld 33 in einer Richtung senkrecht zum Baufeld 8. Der untere Gaseinlass 32 und der untere Gasauslass 34 erstrecken sich im Wesentlichen über einen ersten Höhenbereich der Prozesskammer 3 von der Arbeitsebene 7 zu einer ersten Höhe h1 der Seite 4b bzw. 4c der Kammerwandung 4 oberhalb der Arbeitsebene 7. Das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 erstrecken sich im Wesentlichen über einen zweiten Höhenbereich der Prozesskammer 3 zwischen einer zweiten Höhe h2 , die größer ist als die erste Höhe h1 , und der Prozesskammerhöhe H der Seite 4b bzw. 4c der Kammerwandung 4 oberhalb der Arbeitsebene 7. Somit ist an den Seiten 4b, 4c der Kammerwandung 4 ein Zwischenbereich 39 zwischen dem unteren Gaseinlass 32 und dem Gaseinlassfeld 31 bzw. zwischen dem unteren Gasauslass 34 und dem Gasauslassfeld 33 vorgesehen, der keine Gaseinlass- bzw. Gasauslassöffnung aufweist. Der Zwischenbereich 39 erstreckt sich im Wesentlichen zwischen der ersten Höhe h1 und der zweiten Höhe h2 .
  • Vorzugsweise ist der erste Höhenbereich der Prozesskammer 3 zwischen der Arbeitsebene 7 und der ersten Höhe h1 (d.h. eine Höhenerstreckung des unteren Gaseinlasses 32 und Gasauslasses 34) kleiner als der zweite Höhenbereich der Prozesskammer 3 zwischen der zweiten Höhe h2 und der Prozesskammerhöhe H (d.h. einer Höhenerstreckung des Gaseinlass- und Gasauslassfelds 31, 33). Beispielsweise können sich der untere Gaseinlass 32 und der untere Gasauslass 34 über ca. 15% der Prozesskammerhöhe H erstrecken, der Zwischenbereich über ca. 15% der Prozesskammerhöhe H und das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 über ca. 60% der Prozesskammerhöhe.
  • Damit sind in Bezug auf die Prozesskammerhöhe der untere Gaseinlass 32 und der untere Gasauslass 34 in einem dem Baufeld 8 benachbarten Bereich angeordnet und der obere Gaseinlass bzw. das Gaseinlassfeld 31 und der obere Gasauslass bzw. das Gasauslassfeld 33 in einem von dem Baufeld 8 entfernten Bereich angeordnet.
  • Die oberen und unteren Gaseinlässe und Gasauslässe stehen mit einer nicht gezeigten Gasfördervorrichtung in Verbindung. Sie müssen nicht an die Kammerdecke 4a bzw. an die Arbeitsebene 7 grenzen, sondern können auch von diesen beabstandet sein, wie in 3 und 6a, 6b gezeigt. Ferner müssen sie nicht in der Kammerwandung 4 vorgesehen sein, sie können beispielsweise auch von der Kammerwandung 4 abgesetzt sein und z.B. in das Innere der Prozesskammer hineinragen oder von der Prozesskammerwandung zurückversetzt sein.
  • Bei der in 1 gezeigten Prozesskammer 3 erstrecken sich die Seiten 4b, 4c der Kammerwandung 4 im Wesentlichen in einer Richtung senkrecht zum Baufeld 8, so dass das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 jeweils im Wesentlichen in einer Ebene liegen, die sich senkrecht zum Baufeld 8, also vertikal, erstreckt.
  • Die Lasersintervorrichtung 1 enthält weiter einen Vorratsbehälter 14 für ein durch elektromagnetische Strahlung verfestigbares pulverförmiges Aufbaumaterial 15 und einen in einer horizontalen Richtung B (auch als Beschichtungsrichtung bezeichnet) bewegbaren Beschichter 16 zum Aufbringen des Aufbaumaterials 15 innerhalb des Baufelds 8. Vorzugsweise erstreckt sich der Beschichter 16 quer zu seiner Bewegungsrichtung über den ganzen zu beschichtenden Bereich. In der Regel überdeckt der Beschichter 16 also mindestens eine Seitenlänge oder einen Durchmesser des Baufelds 8.
  • Optional ist in der Prozesskammer 3 bzw. in der Prozesskammerdecke 4a eine in 1 nicht gezeigte Strahlungsheizung angeordnet, die zum Beheizen des aufgebrachten Aufbaumaterials 15 dient. Als Strahlungsheizung kann beispielsweise ein Infrarotstrahler vorgesehen sein.
  • Die Lasersintervorrichtung 1 enthält ferner eine Belichtungsvorrichtung 20 als Bestrahlungsvorrichtung mit einem Laser 21, der einen Laserstrahl 22 erzeugt, der über eine Umlenkvorrichtung 23 umgelenkt und durch eine Fokussiervorrichtung 24 über ein Einkoppelfenster 25, das an der Oberseite der Prozesskammer 3 in der Kammerwandung 4, d.h. in der Decke 4a der Kammerwandung 4, angebracht ist, auf die Arbeitsebene 7 fokussiert wird. In 1 sind zudem zwei Randstrahlen 22' des Lasers 21 gezeigt. Ein Randstrahl 22' ist ein äußerster Laserstrahl, d.h. ein einer Seite 4b, 4c der Kammerwandung 4 nächstgelegener Laserstrahl, der während der Herstellung des Objekts 2 in der Arbeitsebene 7 auf das Aufbaumaterial auftrifft. Alternativ dazu kann der Randstrahl 22' auch der maximal möglich ausgelenkte Laserstrahl sein, der noch durch die Abbildungsoptik, insbesondere durch die Umlenkvorrichtung 23, die Fokussiervorrichtung 24 und das Einkoppelfenster 25, auf die Arbeitsebene 7 fokussierbar ist. In 1 ist eine Prozesskammer mit einem Einkoppelfenster 25 gezeigt, es können jedoch auch mehrere Einkoppelfenster in der Kammerwandung 4 bzw. in der Prozesskammerdecke 4a vorgesehen sein.
  • Weiter enthält die Lasersintervorrichtung 1 eine Steuereinheit 29, über die die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung 1 in koordinierter Weise zum Durchführen des Bauprozesses gesteuert werden. Alternativ kann die Steuereinheit auch teilweise oder ganz außerhalb der Vorrichtung angebracht sein. Die Steuereinheit kann eine CPU enthalten, deren Betrieb durch ein Computerprogramm (Software) gesteuert wird. Das Computerprogramm kann getrennt von der Vorrichtung auf einem Speichermedium gespeichert sein, von dem aus es in die Vorrichtung, insbesondere in die Steuereinheit geladen werden kann.
  • 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Baufeld 8, das eine Länge N und eine Breite M aufweist. Der Beschichter 16 ist in 2 in einer Ruheposition außerhalb des Baufelds 8, welches in 2 durch Schrägstriche gekennzeichnet ist, angeordnet und ist in Beschichtungsrichtung B über die Breite M des Baufelds bewegbar. Anders als in 1 gezeigt, entspricht die Beschichtungsrichtung B nicht einer Orientierung einer kürzesten Verbindungslinie zwischen dem unteren Gaseinlass 32 und dem unteren Gasauslass 34 bzw. zwischen dem Gaseinlassfeld 31 und dem Gasauslassfeld 33. In 2 ist die Beschichtungsrichtung B senkrecht zu einer derartigen Verbindungslinie. Der Zwischenbereich 39 ist in 2 aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt. Die Gaseinlässe 31, 32 und Gasauslässe 33, 34 sind in 2 durch Rauten gekennzeichnet.
  • In der Zusammenschau von 2 und 1 sind das Gaseinlassfeld 31 und der untere Gaseinlass 32 in der Draufsicht entlang einer ersten Seite des Baufelds 8 angeordnet und verlaufen parallel zu ihr. Das Gasauslassfeld 33 und der untere Gasauslass 34 sind entlang einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Baufelds 8 angeordnet und verlaufen ebenfalls parallel zu dieser. In der Draufsicht erstrecken sich also das Gaseinlassfeld 31 und der untere Gaseinlass 32 parallel zum Gasauslassfeld 33 und dem unteren Gasauslass 34. Sie erstrecken sich im Wesentlichen entlang der Breite M des Baufelds 8, wobei eine Länge L des Gaseinlassfelds 31, des unteren Gaseinlasses 32, des Gasauslassfelds 33 und des unteren Gasauslasses 34 entlang der Breite M des Baufelds 8, d.h. in horizontale Richtung (parallel zur Arbeitsebene 7), größer ist als die Breite M des Baufelds 8. Anders als in der 2 schematisch gezeigt, können das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 im Vergleich zueinander und der untere Gaseinlass 32 und der untere Gasauslass 34 im Vergleich zueinander eine unterschiedliche Länge aufweisen. Auch das Gaseinlassfeld 31 und der untere Gaseinlass 32 sowie das Gasauslassfeld 33 und der untere Gasauslass 34 können im Vergleich zueinander eine unterschiedliche Länge aufweisen.
  • Wie in 2 gezeigt, erstrecken sich das Gaseinlassfeld 31, der untere Gaseinlass 32, das Gasauslassfeld 33 und der untere Gasauslass 34 entlang der Breite M des Baufelds 8 nicht über die gesamte Erstreckung der Prozesskammer 3 und weisen somit einen Abstand d3 bzw. d4 zur Prozesskammerwandung 4 auf.
  • Alternativ zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Baufeld jedoch auch von einer Rechteckform abweichen und z.B. rund sein. Dann kann die Länge L beispielsweise an einen Durchmesser des runden Baufelds angepasst, d. h. gleich groß oder größer sein.
  • 3 zeigt eine Schnittansicht einer Prozesskammer 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform. An der von der Prozesskammer 3 abgewandten Seite des Gaseinlassfelds 31, d.h. stromaufwärts des Gaseinlassfelds 31, ist eine Einlasskammer 41 vorgesehen. An der der Prozesskammer 3 abgewandten Seite des Gasauslassfelds 33, d.h. stromabwärts des Gasauslassfelds 33, ist eine Auslasskammer 43 vorgesehen. Die Einlasskammer 41 und die Auslasskammer 43 sind somit zumindest teilweise durch das Gaseinlassfeld 31 bzw. das Gasauslassfeld 33 begrenzt. Die Einlasskammer 41 steht über einen Zufuhrkanal 46, der eine mittlere Öffnungsquerschnittsfläche (in 3 repräsentiert durch den mittleren Öffnungsdurchmesser d1 ) hat, mit einer nicht gezeigten Gasfördervorrichtung in Verbindung. Ebenso steht die Auslasskammer 43 über einen Auslasskanal 48, der eine mittlere Öffnungsquerschnittsfläche (in 3 repräsentiert durch den mittleren Öffnungsdurchmesser d2 ) hat, mit der (nicht gezeigten) Gasfördervorrichtung in Verbindung. Der untere Gaseinlass 32 und der untere Gasauslass 34 stehen jeweils über einen Kanal 47, 49 mit der Gasfördervorrichtung in Verbindung.
  • Die mittlere Öffnungsquerschnittsfläche bzw. der mittlere Öffnungsdurchmesser d1 des Zufuhrkanals 46 ist kleiner als ein Gesamtquerschnitt des Gaseinlassfeldes 31. Die mittlere Öffnungsquerschnittsfläche bzw. der mittlere Öffnungsdurchmesser d2 des Auslasskanals 48 ist kleiner als ein Gesamtquerschnitt des Gasauslassfeldes 33. Um eine Aufweitung, vorzugsweise eine kontinuierliche Aufweitung, des Öffnungsquerschnitts von einem Ende des Zufuhrkanals 46 und von einem Ende des Auslasskanals 48 zu dem Gaseinlass- bzw. Gasauslassfeld 31, 33 hin zu erlauben, sind die Einlasskammer 41 und die Auslasskammer 43 jeweils trichterförmig ausgebildet, wobei die kleine Öffnungsfläche des jeweiligen Trichters mit dem Zufuhrkanal 46 bzw. dem Auslasskanal 48 verbunden ist und in der großen Öffnungsfläche des jeweiligen Trichters das Gaseinlassfeld 31 bzw. das Gasauslassfeld 33 angeordnet ist.
  • Bei der in 3 gezeigten Prozesskammer sind das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 innerhalb des zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer 3 zwischen der zweiten Höhe h2 und der Prozesskammerhöhe H oberhalb der Arbeitsebene 7 und von der Prozesskammerdecke 4a beabstandet vorgesehen. Ebenso sind der untere Gaseinlass 32 und der untere Gasauslass 34 innerhalb des ersten Höhenbereichs der Prozesskammer 3 zwischen der Arbeitsebene 7 und der ersten Höhe h1 oberhalb der Arbeitsebene 7 und von der Arbeitsebene 7 beabstandet vorgesehen.
  • Bei den in 1 und 3 gezeigten Prozesskammern erstrecken sich die Seiten 4b, 4c der Kammerwandung 4 in eine Richtung senkrecht zur Arbeitsebene 7, so dass das Gaseinlassfeld 31 im Wesentlichen in einer ersten Ebene E1 und das Gasauslassfeld 33 im Wesentlichen in einer zweiten Ebene E2 liegen, wobei die Ebenen E1 , E2 senkrecht zur Arbeitsebene 7 verlaufen. In einer alternativen (nicht gezeigten) Ausführungsform können die erste und zweite Ebene E1 bzw. E2 , in denen das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 liegen, jeweils einen Winkel α1 bzw. α2 zur Senkrechten auf die Arbeitsebene 7 bzw. das Baufeld 8 bilden. Der Winkel α1 bzw. α2 beträgt z. B. 10° oder 20°.
  • 4a zeigt das Gasauslassfeld 33 und 4b zeigt das Gaseinlassfeld 31. Das Gasauslassfeld 33 und das Gaseinlassfeld 31 haben jeweils einen Gesamtflächeninhalt F1 bzw. F2 . Das Gasauslassfeld 33 ist als ein Lochblech ausgebildet und weist eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gasauslassöffnungen 35 (Löcher) zum Ausleiten eines Gases aus der Prozesskammer 3 heraus auf. Das Gaseinlassfeld 31 ist ebenfalls als ein Lochblech ausgebildet und weist eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen 36 (Löcher) zum Einleiten eines Gases in die Prozesskammer 3 hinein auf.
  • Vorzugsweise umfasst das Gaseinlassfeld 31 weiter eine schlitzförmige GaseinlassÖffnung 37 zum Einleiten eines Gases in die Prozesskammer 3 hinein. Die schlitzförmige Gaseinlassöffnung 37 ist so in dem Gaseinlassfeld 31 angeordnet, dass sie näher an der Prozesskammerdecke 4a angeordnet ist als die Gaseinlassöffnungen 36, wenn das Gaseinlassfeld 31 in der Seitenwand 4b der Prozesskammer 3 angebracht ist. Ferner ist die schlitzförmige Gaseinlassöffnung 37 vorzugsweise so in dem Gaseinlassfeld 31 angeordnet, dass ihre Längsachse im Wesentlichen parallel zu einer Ebene liegt, in der eine zur Prozesskammer 3 gewandte Oberfläche des Einkoppelfensters 25 liegt, wenn das Gaseinlassfeld 31 in der Seitenwand 4b der Prozesskammer 3 angebracht ist.
  • Das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 sind so ausgebildet und/oder in der Vorrichtung 1 angeordnet, dass in einer Projektion des Gaseinlassfelds 31 auf das Gasauslassfeld 33 in einer Richtung parallel zum Baufeld 8 die auf einer Fläche F1 des Gasauslassfeldes 33 abgebildete Fläche F2 des Gaseinlassfelds 31 im Wesentlichen den gleichen Flächeninhalt wie das Gasauslassfeld 33 aufweist. Eine tolerierbare Abweichung, z. B. aufgrund konstruktiver Randbedingungen, beträgt dabei 20% im Vergleich der Flächeninhaltswerte.
  • Die Gaseinlassöffnungen 36 und/oder Gasauslassöffnungen 35 sind vorzugsweise rasterförmig in dem Gaseinlassfeld 31 bzw. dem Gasauslassfeld 33 angeordnet, d.h. sie sind regelmäßig beabstandet neben- und untereinander in Zeilen und Spalten angeordnet. Die Zeilen und/oder Spalten können auch zueinander versetzt sein (in 4a, b nicht gezeigt). Wie in 4a und 4b gezeigt, können die Gaseinlassöffnungen 36 und Gasauslassöffnungen 35 z.B. im Wesentlichen als quadratische Löcher mit Seitenlänge a in dem Gaseinlassfeld 31 bzw. dem Gasauslassfeld 33 ausgebildet sein. In einer Zeile und/oder einer Spalte benachbarte Gaseinlassöffnungen 36 bzw. Gasauslassöffnungen 35 sind dabei jeweils in einem Abstand b voneinander beabstandet.
  • Die Form der Gaseinlassöffnungen 36 und Gasauslassöffnungen 35 ist nicht auf einen quadratischen Querschnitt beschränkt, die Gaseinlassöffnungen 36 und Gasauslassöffnungen 35 können jeden beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise können sie auch als kreisförmige oder dreieckige Löcher ausgebildet sein. Vorzugsweise haben die Gaseinlassöffnungen 36 im Wesentlichen dieselbe Form und/oder sind gleich groß und/oder haben einen definierten Flächeninhalt G2 . Ebenso haben die Gasauslassöffnungen 35 vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Form und/oder sind gleich groß und/oder haben einen definierten Flächeninhalt G1 . Die Gaseinlassöffnungen 36 und die Gasauslassöffnungen 35 können auch dieselbe Form und/oder den gleichen Flächeninhalt haben und/oder gleich groß sein.
  • Das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 stellen einen Strömungswiderstand für das ein- bzw. ausströmende Gas dar (siehe unten). Dabei hängt der Strömungswiderstand unter anderem von dem Verhältnis der aufsummierten Flächeninhalte G2 , G1 der Öffnungen (Gaseinlassöffnungen 36 bzw. Gasauslassöffnungen 35) und dem Gesamtflächeninhalt F2 bzw. F1 des Lochblechs (Gaseinlassfeld 31 bzw. Gasauslassfeld 33) ab.
  • Alternativ zu den in 4b gezeigten Gaseinlassöffnungen 36 kann das Gaseinlassfeld 31, wie in 5 gezeigt, auch eine Mehrzahl von Gaseinlasskanälen 38 zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer 3 umfassen. Auch das Gasauslassfeld 33 kann analog dazu Gasauslasskanäle aufweisen (nicht gezeigt).
  • Die in 5 gezeigten Gaseinlasskanäle 38 erstrecken sich im Wesentlichen über eine Länge e in Richtung des durchströmenden Gases, die z. B. die Dicke der Seite 4b der Kammerwandung 4 sein kann. Die Orientierung der Gaseinlasskanäle 38 ist durch ihre Erstreckung in Richtung der Länge e definiert, wobei die Gaseinlasskanäle 38 ihrer Orientierung nach parallel zueinander verlaufen. Die Gaseinlasskanäle 38 bzw. die Orientierung der Gaseinlasskanäle 38 bestimmt die mittlere Strömungsrichtung des Prozessgases beim Eintritt in die Prozesskammer 3.
  • An dem unteren Gaseinlass 32 kann ebenfalls ein Lochblech und/oder ein Düsenelement mit Gaseinlasskanälen (analog zu 5) vorgesehen sein zum Einleiten des Gases in die Prozesskammer 3 hinein (in den Figuren nicht gezeigt).
  • Im Betrieb der Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1 wird zum Aufbringen einer Pulverschicht zunächst der Träger 10 um eine Höhe abgesenkt, die der gewünschten Schichtdicke entspricht. Der Beschichter 16 nimmt aus dem Vorratsbehälter 14 eine zum Aufbringen einer Schicht ausreichende Menge des Aufbaumaterials 15 auf und fährt dann über das Baufeld 8, bringt dort pulverförmiges Aufbaumaterials 15 auf die Bauunterlage oder eine bereits vorher vorhandene Pulverschicht auf und zieht es zu einer Pulverschicht aus. Optional wird das pulverförmige Aufbaumaterial 15 mittels einer Strahlungsheizung (in den Figuren nicht gezeigt) auf eine Arbeitstemperatur aufgeheizt.
  • Anschließend wird der Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 von dem Laserstrahl 22 abgetastet, sodass das pulverförmige Aufbaumaterial 15 an den Stellen verfestigt wird, die dem Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 entsprechen. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis das Objekt 2 fertiggestellt ist und der Prozesskammer 3 entnommen werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird während der Herstellung des dreidimensionalen Objekts 2, zumindest jedoch während des selektiven Verfestigens der Aufbaumaterialschichten, der Prozesskammer 3 durch die nicht gezeigte Gasfördervorrichtung ein Gas (Prozessgas) zugeführt, um die z.B. beim selektiven Verfestigen von metallenem oder metallbasiertem (Metallanteil größer 50 Volumenprozent) Aufbaumaterial entstehenden Verunreinigungen aus der Prozesskammer 3 zu entfernen. Dabei strömt ein erster Volumenanteil (erster Volumenstrom) des Gases durch den Kanal 47 durch den unteren Gaseinlass 32 in die Prozesskammer 3. Ein zweiter Volumenanteil (zweiter Volumenstrom) des Gases wird durch den Zufuhrkanal 46 in die Einlasskammer 41 geleitet, von der aus es durch die Gaseinlassöffnungen 36 des Gaseinlassfelds 31 des oberen Gaseinlasses in die Prozesskammer 3 strömt. Durch die Gasauslassöffnungen 35 des Gasauslassfeldes 33 des oberen Gasauslasses und durch den unteren Gasauslass 34 strömt das Gas ebenfalls in einer definierten Verteilung von Volumenströmen aus der Prozesskammer 3 heraus und durch den Auslasskanal 48 bzw. den Kanal 49. Dabei durchströmt das Gas die Prozesskammer 3 ungeführt, d.h. es wird nicht durch eine einen Hohlraum umfassende Einrichtung wie z.B. ein Rohr oder einen Kanal geleitet, die innerhalb der Prozesskammer angeordnet ist.
  • 6a und 6b zeigen zwei Beispiele für in der Prozesskammer 3 im Betrieb der Gasfördervorrichtung erzeugte Gasströme. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die durch Pfeile dargestellten Gasströme jeweils nur in der Prozesskammer selbst gezeigt, stromaufwärts und stromabwärts der Prozesskammer sind keine Gasströme gezeigt. Dabei ist die Länge der Pfeile jeweils als ein Maß für eine örtliche Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Prozesskammer zu verstehen und die Dichte der Pfeile (d. h. ein Abstand zu einem benachbarten Pfeil) als ein Maß für einen örtlichen Volumenstrom des jeweiligen Gasstroms. Es wird jedoch explizit darauf hingewiesen, dass eine Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten und Volumenströme in den 6a und 6b stark schematisiert bzw. vereinfachend dargestellt ist. Beispielsweise sind Gasbewegungen in den nicht mit Pfeilen ausgefüllten Zonen der Prozesskammer 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Darstellung nicht berücksichtigt. Außerdem können die sichtbaren Pfeile jeweils eine Abstraktion lokaler Gasbewegungen bilden, z. B. stellvertretend für mehrere Teilströme mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und Richtung stehen. Wie in 6a und 6b gezeigt, wird durch den unteren Gaseinlass 32 und den unteren Gasauslass 34 im Wesentlichen ein unterer (erster) Gasstrom 53 in der Prozesskammer 3 erzeugt. Durch das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 wird im Wesentlichen ein oberer (zweiter) Gasstrom 50 in der Prozesskammer 3 erzeugt. Ferner wird durch die schlitzförmige Gaseinlassöffnung 37 (in 6a, b nicht gezeigt, aber in 4b) des Gaseinlassfelds 31 im Wesentlichen ein Deckengasstrom 55 in der Prozesskammer 3 erzeugt, welcher in 6a gezeigt ist. Der Deckengasstrom 55 strömt aus der schlitzförmigen Gaseinlassöffnung 37 des Gaseinlassfelds 31 in Richtung der Prozesskammerdecke 4a und unmittelbar oder in einem Abstand an der Prozesskammerdecke 4a entlang.
  • 6a zeigt die in der Prozesskammer 3 resultierenden Strömungsgeschwindigkeiten des Gases in der Prozesskammer 3 bei einem im Wesentlichen gleichen Verhältnis der durch die zwei Gaseinlässe eingeleiteten Volumenströme. Auch das Verhältnis der durch die zwei Gasauslässe ausgeleiteten Volumenströme ist in dem in 6a gezeigten Beispiel im Wesentlichen gleich. Neben dem oberen Gasstrom 50, dem unteren Gasstrom 53 und dem optionalen, in 6a gezeigten Deckengasstrom 55 kann, wie in 6b gezeigt, optional noch ein Teilstrom 54 des oberen Gasstroms 50 die Prozesskammer 3 durchströmen, der im Wesentlichen von dem Gaseinlassfeld 31 zu dem unteren Gasauslass 34 strömt. Der abwärts gerichtete Teilstrom 54 kann auftreten, wenn ein Verhältnis der in die Prozesskammer 3 eingelassenen Prozessgas-Volumenströme zueinander und der aus der Prozesskammer 3 ausgelassenen Prozessgas-Volumenströme zueinander derart verändert wird, dass der durch den unteren Gasauslass 34 aus der Prozesskammer 3 ausgelassene Volumenstrom einen höheren Anteil am gesamten, durch Gasauslässe 33, 34 aus der Prozesskammer 3 ausgelassenen Volumenstrom hat, als der Anteil, den ein durch den unteren Gaseinlass 32 in die Prozesskammer 3 eingelassener Volumenstrom am gesamten, durch Gaseinlässe 31, 32 in die Prozesskammer 3 eingelassenen Volumenstrom hat. Bei einem geschlossenen Prozessgaskreislauf ergibt sich am Gasauslass 34 eine zusätzliche Sogwirkung, die einen Teil des oberen Gasstroms 50, d. h. den Teilstrom 54, nach unten hin ablenkt. Er wird dadurch durch das Teilvolumen der Prozesskammer 3 zwischen der Höhe h1 und der Höhe h2 geführt und kann beispielsweise dort befindliche Verunreinigungen wie z. B. Rauch verdrängen bzw. abtransportieren. Der obere Gasstrom 50 und der untere Gasstrom 53 sind dabei im Wesentlichen von der Seite 4b zur gegenüberliegenden Seite 4c (in 1 gezeigt) der Prozesskammer 3 gerichtet und verlaufen im Wesentlichen horizontal, d.h. im Wesentlichen parallel zum Baufeld 8. Der untere Gasstrom 53 weist im Mittel eine größere Strömungsgeschwindigkeit auf als der obere Gasstrom 50, sowie einen gleich großen, geringeren oder größeren Volumenstrom als der obere Gasstrom 50. Die beiden Gasströme 50, 53 sind dabei im Wesentlichen durch einen Höhenbereich der Prozesskammer 3, der dem Zwischenbereich 39 (in 1 gezeigt) der Prozesskammerwandung 4 entspricht, räumlich voneinander getrennt. Eine zumindest teilweise Vermischung der Gasströme 50, 53 innerhalb des Zwischenbereichs 39 in bestimmten Betriebszuständen wird dabei aber nicht ausgeschlossen. Der Zwischenbereich 39 bildet also ein in bestimmten Betriebszuständen der Beströmungsvorrichtung undefiniert durchströmtes Teilvolumen der Prozesskammer 3. Neben dem in 1 gezeigten Zwischenbereich 39, der einem Höhenbereich der Prozesskammer 3 entspricht, sind in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel auch Bereiche zwischen der Prozesskammerwandung 4 der Prozesskammer 3 und einem definiert durchströmten Bereich zwischen den Gaseinlässen 31, 32 und den Gasauslässen 33, 34 umfasst, die in keinem Betriebszustand definiert bzw. direkt durchströmt werden. Die Bereiche haben eine horizontale Erstreckung, die einen Abstand d3 , d4 zwischen den Gaseinlässen 31, 32 bzw. den Gasauslässen 33, 34 bzw. den Randteilströmen R3, R4 und der Prozesskammerwandung 4 bilden. Ihre vertikale Erstreckung kann identisch mit der Prozesskammerhöhe H sein. Um eine noch weitgehendere Durchströmung der Prozesskammer 3 und damit eine weiter verbesserte Reinigungswirkung der Prozesskammeratmosphäre zu erzielen, kann eine Anzahl zusätzlicher Beströmungsvorrichtungen in der Prozesskammer 3 angeordnet sein, die beispielsweise Gasströme in bzw. durch derartige Bereiche führen bzw. richten.
  • Der untere Gasstrom 53 sorgt durch seine Nähe zum Baufeld 8 und seine verhältnismäßig große Strömungsgeschwindigkeit unter anderem für einen effizienten Abtransport von auf dem Baufeld 8 im Zuge des Lasersinter- bzw. Laserschmelzprozesses entstehenden Verunreinigungen. Durch das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 wird zudem das Gas großflächig in die Prozesskammer 3 geführt und herausgeleitet, so dass durch den oberen Gasstrom 50 ein großer Bereich der Prozesskammer 3 durchströmt und damit gereinigt wird.
  • Vom Baufeld 8 aufsteigende Verunreinigungen der Prozesskammeratmosphäre, die von dem unteren Gasstrom 53 nicht mitgeführt bzw. in den unteren Gasauslass 34 abtransportiert werden, können in den Bereich der Prozesskammer 3 oberhalb der Höhe h1 bzw. der Höhe h2 gelangen. Diese Verunreinigungen können auf ihrem Weg durch den unteren Gasstrom 53 verteilt und verdünnt werden, sodass ihre oberhalb der Höhe h1 bzw. der Höhe h2 ankommende Menge bzw. Konzentration verringert ist. Daher reichen eine verhältnismäßig geringe Strömungsgeschwindigkeit und eine vorzugsweise kontinuierliche Aktivierung des oberen Gasstroms 53 aus, um sie zu erfassen, mitzuführen und über das Gasauslassfeld 33 aus der Prozesskammer 3 zu entfernen.
  • Das Gaseinlassfeld 31 und das Gasauslassfeld 33 lassen das Gas nur durch die Gaseinlassöffnungen 36 bzw. Gasauslassöffnungen 35 passieren und bilden somit einen Strömungswiderstand für das über den Zufuhrkanal 46 der Prozesskammer 3 zugeführte bzw. den Auslasskanal 48 aus ihr abgeleitete Gas. Dadurch bildet sich stromaufwärts des Gaseinlassfelds 31 und des Gasauslassfelds 33 jeweils ein Gasstau, der einen Überdruck in der Einlasskammer 41 relativ zu dem Druck in der Prozesskammer 3 bzw. in der Prozesskammer 3 relativ zu dem Druck in der Auslasskammer 43 verursacht. Der Strömungswiderstand sorgt dafür, dass eine eventuell inhomogene Verteilung von Drücken und/oder von Strömungsrichtungen (Turbulenz) des ankommenden Gasstroms verringert und vorzugsweise im Wesentlichen aufgehoben wird. Unter Bezug auf die Darstellung in 4b stellt sich an allen Gaseinlassöffnungen 36 stromaufwärts des Gaseinlassfelds 31 (d.h. in der Einlasskammer 41) ein vergleichbarer Druck ein. An allen Gasauslassöffnungen 35 stromaufwärts des Gasauslassfelds 33 (d.h. in der Prozesskammer 3) stellt sich ebenfalls ein vergleichbarer Druck ein, d.h. die Druckverteilung in der Prozesskammer 3, der Einlasskammer 41 und der Auslasskammer 43 ist auf die einzelnen Kammern bezogen im Wesentlichen homogen. Dabei liegt jedoch die zuvor beschriebene Staffelung bzw. Kaskade von Druckniveaus vor. Dadurch weisen die durch die Gaseinlassöffnungen 36 strömenden Gaseinlassteilströme 51 (gezeigt in 6a, 6b) im Vergleich zueinander eine im Wesentlichen gleich große Strömungsgeschwindigkeit und einen im Wesentlichen gleichen Volumenstrom auf. Ebenso weisen die durch die Gasauslassöffnungen 35 strömenden Gasauslassteilströme (in den Figuren nicht gezeigt) im Vergleich zueinander eine im Wesentlichen gleich große Strömungsgeschwindigkeit und einen im Wesentlichen gleichen Volumenstrom auf.
  • Unter Bezug auf die Darstellung in 3 kann der Prozesskammer 3 ein erster Druckreferenzwert p1 zugeordnet werden, der Auslasskammer 43 ein zweiter Druckreferenzwert p2 und der Einlasskammer 41 ein dritter Druckreferenzwert p3 , wobei der dritte Druckreferenzwert p3 größer ist als der erste Druckreferenzwert p1 und der erste Druckreferenzwert p1 größer ist als der zweite Druckreferenzwert p2 . Der erste Druckreferenzwert p1 ist dabei vorzugsweise durch einen ersten mittleren Druckwert gebildet, der einen Druck in der Prozesskammer 3 repräsentiert. Analog sind vorzugsweise der zweite und der dritte Druckreferenzwert p2 , p3 jeweils durch einen zweiten bzw. dritten mittleren Druckwert gebildet, wobei der zweite mittlere Druckwert einen Druck in der Auslasskammer 43 und der dritte mittlere Druckwert einen Druck in der Einlasskammer 41 repräsentiert.
  • Analog dazu ist ein vierter Druckreferenzwert p4 einem Bereich auf der der Seite 4b der Prozesskammer 3 abgewandten Seite des unteren Gaseinlasses 32 (z.B. im Kanal 47) zugeordnet und ein fünfter Druckreferenzwert p5 einem Bereich auf der der Seite 4c der Prozesskammer 3 abgewandten Seite des unteren Gasauslasses 34 (z.B. im Kanal 49). Der vierte Druckreferenzwert p4 ist größer als der erste Druckreferenzwert p1 in der Prozesskammer 3 und der fünfte Druckreferenzwert p5 ist kleiner als oder im Wesentlichen gleich groß wie der erste Druckreferenzwert p1 . Vorzugsweise sind der vierte und der fünfte Druckreferenzwert jeweils durch einen vierten bzw. fünften mittleren Druckwert gebildet, wobei der vierte mittlere Druckwert einen Druck im Kanal 47 repräsentiert und der fünfte mittlere Druckwert einen Druck im Kanal 49 repräsentiert.
  • Da die Drücke in den verschiedenen Kammern (Prozesskammer, Auslasskammer und Einlasskammer) schwanken können, beschreiben die mittleren Druckwerte einen zeitlich gemittelten Totaldruck (Gesamtdruck), wobei der Totaldruck der Summe des statischen und des dynamischen Drucks der Strömung entspricht.
  • Beispielsweise kann ein erster mittlerer Druckwert in der Prozesskammer 3 ca. 2 kPa (ca. 20 mbar) betragen. Der zweite mittlere Druckwert kann dabei beispielsweise ca. 90 Pa kleiner als der erste mittlere Druckwert sein, der dritte mittlere Druckwert ca. 50 Pa größer als der erste mittlere Druckwert, der vierte mittlere Druckwert ca. 50 Pa größer als der erste mittlere Druckwert und der fünfte mittlere Druckwert im Wesentlichen gleich groß wie der erste mittlere Druckwert.
  • Der in 6b ebenfalls gezeigte Teilstrom 54 des ersten Gasstroms 50 strömt im Wesentlichen von dem Gaseinlassfeld 31 zu dem unteren Gasauslass 34, somit hat seine Strömungsrichtung neben einer horizontalen Komponente (von der Seite 4b zur Seite 4c) auch eine nach unten (zur Arbeitsebene 7 hin) gerichtete Komponente. Der Teilstrom 54 durchströmt somit zumindest einen Abschnitt des Höhenbereichs der Prozesskammer 3, der dem Zwischenbereich 39 der Prozesskammerwandung 4 entspricht.
  • Das Ein- und Ausleiten des Gases in die Prozesskammer 3 hinein und aus dieser heraus kann beispielsweise in einem oder mehreren Gaskreisläufen durch die Gasfördervorrichtung erfolgen, wobei auch im Falle mehrerer Gaskreisläufe die Prozesskammer 3 deren gemeinsamen Streckenabschnitt („Schnittmenge“) bildet. Dabei können für den Zufuhrkanal 46 und den Kanal 47 des unteren Gaseinlasses 32 eine gemeinsame oder separate Gaszufuhr(en) bereitgestellt sein. Ebenso können für den Auslasskanal 48 und den Kanal 49 des unteren Gasauslasses 34 eine gemeinsame oder separate Gasableitung(en) bereitgestellt sein. Auch kann eine separate Gaszufuhr für z.B. die schlitzförmige Gaseinlassöffnung 37 zum Erzeugen des Deckengasstroms 55 vorgesehen sein.
  • Unter Bezug auf die Darstellung in 4b kann die schlitzförmige Gaseinlassöffnung 37 auch separat von dem Gaseinlassfeld 31 in der Seite 4b der Kammerwandung 4 bereitgestellt sein. Ferner kann die schlitzförmige Gaseinlassöffnung 37 verschlossen werden oder nicht bereitgestellt sein, so dass das Gas die Prozesskammer 3 ohne einen Deckengasstrom 55 durchströmt, wie in 6b gezeigt. Auch die anderen Gasströme und Gasteilströme können von den in 6a, 6b gezeigten Gasströmen abweichen und/oder die Ausgestaltung und/oder Anordnung der Gaseinlässe und Gasauslässe kann von den beschriebenen Ausführungsformen abweichen. Auch können sowohl der in 6a gezeigte Deckengasstrom 55 als auch der in 6b gezeigte Teilstrom 54 in der Prozesskammer 3 erzeugt werden, so dass sie die Prozesskammer 3 zumindest zeitweise gleichzeitig durchströmen.
  • Das Gaseinlassfeld 31 und/oder das Gasauslassfeld 33 und/oder ein an dem unteren Gaseinlass 32 vorgesehenes Gaseinlassfeld können lösbar und/oder auswechselbar an der Prozesskammerwandung 4 vorgesehen sein, so dass es beispielsweise möglich ist, den oberen Gasstrom 50 bzw. die Gaseinlassteilströme 51 und/oder die Gasauslassteilströme variabel einzustellen, insbesondere in ihrer Richtung und/oder Strömungsgeschwindigkeit. Eine geänderte Einstellung einer lokalen Strömungsrichtung, Strömungsgeschwindigkeit und/oder Volumenstromverteilung kann beispielsweise mittels einer anderen Summe der Flächeninhalte der Öffnungsquerschnitte, einer anderen Verteilung und/oder Orientierung der Gaseinlasskanäle bzw. Gasauslasskanäle, einer anderen Zahl und/oder Größe der Öffnungen und/oder einer unterschiedlichen Modifikation dieser Kriterien im Vergleich der Einlässe und der Auslässe zueinander erzielt werden. Die geänderte Einstellung kann beispielsweise zwischen verschiedenen Herstellungsvorgängen oder auch während eines laufenden Bauprozesses gewählt werden, wozu z. B. motorisch betriebene Verschlüsse der Öffnungen der Gaseinlässe bzw. Gasauslässe eingesetzt werden können. Zudem können die die Prozesskammer 3 durchströmenden Gasströme durch Steuern des Verhältnisses der Volumenströme, in dem die zwei Gaseinlässe und/oder Gasauslässe relativ zueinander mit Gas versorgt werden oder Gas aus der Prozesskammer ausleiten, eingestellt werden. Auch können/kann der obere Gaseinlass und/oder der obere Gasauslass ohne ein Gaseinlassfeld bzw. ein Gasauslassfeld bereitgestellt sein.
  • Die oben beschriebene Prozesskammer 3 ist mit jeweils zwei voneinander beabstandeten Gaseinlässen (Gaseinlassfeld 31 und unterer Gaseinlass 32) und Gasauslässen (Gasauslassfeld 33 und unterer Gasauslass 34) bereitgestellt. Alternativ dazu kann die Prozesskammer 3 auch lediglich mit einem einzigen Gaseinlass bereitgestellt sein. Beispielsweise kann die Prozesskammer lediglich den in einem vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispiel als Gaseinlassfeld 31 ausgebildeten oberen Gaseinlass aufweisen. In diesem Fall teilt sich der durch den Gaseinlass (bzw. das Gaseinlassfeld) im Betrieb der Gasfördervorrichtung einströmende Gasstrom in der Prozesskammer in zwei Teilströme auf, von denen jeweils ein Teilstrom die Prozesskammer in Richtung des oberen bzw. des unteren Gasauslasses durchströmt und durch den jeweiligen Gasauslass ausgeleitet wird. Diese Teilströme können beispielsweise der Hauptgasstrom 50 und der Teilstrom 54 (s. 6b) sein, so dass ein baufeldnaher Abtransport von Verunreinigungen zumindest teilweise durch den Teilstrom 54 erfolgt. Infolge der Gabelung in zwei Teilströme wird auch ein etwaiger Zwischenbereich 39 der Prozesskammer zwischen dem oberen und unteren Gasauslass zumindest teilweise durchströmt. Obwohl sie nur einen einzigen Gaseinlass vorsieht, kann diese Ausführungsform somit eine weitgehende Entfernung von Verunreinigungen aus der Prozesskammer bewirken.
  • Die Prozesskammer 3 und die Gasfördervorrichtung können auch als eine Beströmungsvorrichtung für die Lasersinter- bzw. Laserschmelzvorrichtung 1 bereitgestellt sein, insbesondere als ein Aus- oder Nachrüstsatz zum Ausrüsten bzw. Nachrüsten der Vorrichtung 1.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand einer Lasersinter- bzw. Laserschmelzvorrichtung beschrieben wurde, ist sie nicht auf das Lasersintern oder Laserschmelzen eingeschränkt. Sie kann auf beliebige Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials angewendet werden.
  • Ein Belichter als Bestrahlungsvorrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Gas- oder Festkörperlaser oder jede andere Art von Laser wie z.B. Laserdioden, insbesondere VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) oder VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), oder eine Zeile dieser Laser umfassen. Allgemein kann als Belichter jede Einrichtung verwendet werden, mit der Energie als Wellen- oder Teilchenstrahlung selektiv auf eine Schicht des Aufbaumaterials aufgebracht werden kann. Anstelle eines Lasers als Energiestrahl können beispielsweise eine andere Lichtquelle, ein Elektronenstrahl oder jede andere Energie- bzw. Strahlenquelle verwendet werden, die geeignet ist, das Aufbaumaterial zu verfestigen. Statt des Ablenkens eines Strahls kann auch das Belichten mit einem verfahrbaren Zeilenbelichter angewendet werden. Auch auf das selektive Maskensintern, bei dem eine ausgedehnte Lichtquelle und eine Maske verwendet werden, oder auf das High-Speed-Sintern (HSS), bei dem auf dem Aufbaumaterial selektiv ein Material aufgebracht wird, das die Strahlungsabsorption an den entsprechenden Stellen erhöht (Absorptionssintern) oder verringert (Inhibitionssintern), und dann unselektiv großflächig oder mit einem verfahrbaren Zeilenbelichter belichtet wird, kann die Erfindung angewendet werden.
  • Anstelle des Einbringens von Energie kann das selektive Verfestigen des aufgetragenen Aufbaumaterials auch durch 3D-Drucken erfolgen, beispielsweise durch Aufbringen eines Klebers. Allgemein bezieht sich die Erfindung auf das generative Herstellen eines Objekts mittels schichtweisen Auftragens und selektiven Verfestigens eines Aufbaumaterials unabhängig von der Art und Weise, in der das Aufbaumaterial verfestigt wird.
  • Als Aufbaumaterial können verschiedene Arten von Pulver verwendet werden, insbesondere Metallpulver, Kunststoffpulver, Keramikpulver, Sand, gefüllte oder gemischte Pulver. Anstelle von Pulver können auch andere geeignete Materialien als Aufbaumaterial verwendet werden.
  • Als Gas wird vorzugsweise ein Schutzgas verwendet, das mit dem Aufbaumaterial im Wesentlichen keine chemische Reaktion eingeht (Inertgas), je nach verwendetem Aufbaumaterial beispielsweise Stickstoff oder Argon.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014000022 A1 [0004]
    • DE 19853947 C1 [0005]
    • DE 102010052206 A1 [0006]

Claims (20)

  1. Beströmungsvorrichtung für eine Vorrichtung (1) zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises selektives Verfestigen von Aufbaumaterial (15) an dem Querschnitt des herzustellenden Objekts (2) in der jeweiligen Schicht entsprechenden Stellen durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung (22, 22'), umfassend eine Gasfördervorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms (50, 51, 52, 53, 54, 55), eine Prozesskammer (3) mit einem Baufeld (8) zum Aufbauen des Objekts (2), wobei die Prozesskammer (3) zumindest einen ersten Gaseinlass (31, 32) aufweist zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3), sowie einen ersten Gasauslass (34) und einen von dem ersten Gasauslass (34) beabstandeten zweiten Gasauslass (33) zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer (3) heraus, wobei der erste Gasauslass (34) in einer Richtung senkrecht zum Baufeld (8) näher an dem Baufeld (8) angeordnet ist als der zweite Gasauslass (33) und wobei der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines ersten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen ist und der zweite Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen ist, wobei der erste Höhenbereich der Prozesskammer einem unteren Drittel eines Abstands des Baufelds (8) von einer Prozesskammerdecke (4a) entspricht und der zweite Höhenbereich der Prozesskammer (3) den oberen vier Fünfteln des Abstands des Baufelds (8) von der Prozesskammerdecke (4a) entspricht.
  2. Beströmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Gasauslass (34) und/oder der zweite Gasauslass (33) so ausgebildet und/oder an der Prozesskammer (3) angeordnet sind/ist und/oder wobei die Gasfördervorrichtung derart angesteuert ist, dass im Betrieb ein erster Druckreferenzwert (p1), der einem Bereich auf einer der Prozesskammer (3) zugewandten Seite des ersten bzw. des zweiten Gasauslasses zugeordnet ist, größer ist als ein zweiter Druckreferenzwert (p2), der einem Bereich auf einer der Prozesskammer (3) abgewandten Seite des zweiten Gasauslasses zugeordnet ist und/oder der erste Druckreferenzwert (p1) größer oder im Wesentlichen gleich groß ist als bzw. wie ein fünfter Druckreferenzwert (p5), der einem Bereich auf einer der Prozesskammer (3) abgewandten Seite des ersten Gasauslasses zugeordnet ist und/oder wobei der erste Gaseinlass (32) so ausgebildet und/oder an der Prozesskammer (3) angeordnet ist und/oder wobei die Gasfördervorrichtung derart angesteuert ist, dass im Betrieb ein erster Druckreferenzwert (p1), der einem Bereich auf einer der Prozesskammer (3) zugewandten Seite des ersten Gaseinlasses (32) zugeordnet ist, kleiner ist als ein vierter Druckreferenzwert (p4), der einem Bereich auf einer der Prozesskammer (3) abgewandten Seite des ersten Gaseinlasses (32) zugeordnet ist.
  3. Beströmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zwischen dem ersten Gasauslass (34) und dem zweiten Gasauslass (33) ein Zwischenbereich (39) der Prozesskammer, insbesondere einer Prozesskammerwandung (4), vorgesehen ist, welcher keine Gasauslassöffnung aufweist, wobei sich der Zwischenbereich vorzugsweise zumindest in einer vertikalen Raumrichtung erstreckt.
  4. Beströmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Gasauslass (33) zumindest ein Gasauslassfeld (33) umfasst, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gasauslassöffnungen (35) zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer (3) heraus aufweist.
  5. Beströmungsvorrichtung nach Anspruch 4, umfassend zumindest eine Auslasskammer (43) stromabwärts des Gasauslassfelds (33), die zumindest teilweise durch das zumindest eine Gasauslassfeld (33) begrenzt ist.
  6. Beströmungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine maximale horizontale Erstreckung (L) des Gasauslassfelds (33) mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 90%, besonders bevorzugt mindestens 120% einer Seitenlänge (M) oder eines Durchmessers des Baufelds (8) umfasst.
  7. Beströmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Prozesskammer (3) einen zweiten Gaseinlass (31) umfasst, der von dem ersten Gaseinlass (32) beabstandet ist, wobei der erste Gaseinlass (32) in einer Richtung senkrecht zum Baufeld (8) näher an dem Baufeld (8) angeordnet ist als der zweite Gaseinlass (31) und wobei der erste Gaseinlass vorzugsweise im Wesentlichen innerhalb des ersten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen ist und der zweite Gaseinlass vorzugsweise im Wesentlichen innerhalb des zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer vorgesehen ist.
  8. Beströmungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der zweite Gaseinlass (31) so ausgebildet und/oder an der Prozesskammer (3) angeordnet ist und/oder wobei die Gasfördervorrichtung derart angesteuert ist, dass im Betrieb ein erster Druckreferenzwert (p1), der einem Bereich auf einer der Prozesskammer (3) zugewandten Seite des zweiten Gaseinlasses (31) zugeordnet ist, kleiner ist als ein dritter Druckreferenzwert (p3), der einem Bereich auf einer der Prozesskammer (3) abgewandten Seite des zweiten Gaseinlasses (31) zugeordnet ist.
  9. Beströmungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der erste Gaseinlass (32) und/oder der zweite Gaseinlass (31) an einer ersten Seite (4b) der Prozesskammer (3) vorgesehen sind/ist und der erste Gasauslass (34) und/oder der zweite Gasauslass an einer zweiten, der ersten Seite (4b) gegenüberliegenden Seite (4c) der Prozesskammer (3) vorgesehen sind/ist.
  10. Beströmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, die dazu ausgebildet und/oder angesteuert ist, dass im Betrieb zumindest ein erster Gasstrom (53) in der Prozesskammer (3) erzeugt wird, der im Wesentlichen von dem ersten Gaseinlass (32) zu dem ersten Gasauslass (34) gerichtet ist, und ein zweiter Gasstrom (50), der im Wesentlichen von dem zweiten Gaseinlass (31) zu dem zweiten Gasauslass (33) gerichtet ist, wobei der erste Gasstrom (53) im Mittel eine andere, vorzugsweise eine größere Strömungsgeschwindigkeit aufweist als der zweite Gasstrom (50) und/oder wobei ein Verhältnis einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit des ersten Gasstroms (53) und einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Gasstroms (50) mindestens 1,5:1, vorzugsweise mindestens 2:1, weiter bevorzugt mindestens 3:1, besonders bevorzugt mindestens 4:1 beträgt.
  11. Beströmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der zweite Gaseinlass (31) zumindest ein Gaseinlassfeld (31) umfasst, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen (36) zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3) hinein aufweist.
  12. Beströmungsvorrichtung nach Anspruch 11, umfassend zumindest eine Einlasskammer (41) stromaufwärts des Gaseinlassfelds (31), die zumindest teilweise durch das zumindest eine Gaseinlassfeld (31) begrenzt ist.
  13. Beströmungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei eine maximale horizontale Erstreckung (L) des Gaseinlassfelds (31) mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 90%, besonders bevorzugt mindestens 120% einer Seitenlänge (M) eines rechteckigen Baufelds (8) oder eines Durchmessers eines runden Baufelds (8) umfasst.
  14. Beströmungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozesskammer (3) einen zweiten Gaseinlass (31) umfasst, der von dem ersten Gaseinlass (32) beabstandet ist, wobei der erste Gaseinlass (32) in einer Richtung senkrecht zum Baufeld (8) näher an dem Baufeld (8) angeordnet ist als der zweite Gaseinlass (31), wobei der zweite Gaseinlass (31) zumindest ein Gaseinlassfeld (31) umfasst, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen (36) zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3) hinein aufweist, und wobei der zweite Gasauslass (33) zumindest ein Gasauslassfeld (33) umfasst, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gasauslassöffnungen (35) zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer (3) heraus aufweist, wobei das Gasauslassfeld (33) des zweiten Gasauslasses im Wesentlichen in einer Ebene (E2) liegt, deren Orientierung mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt: - die Ebene (E2) erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zum Baufeld (8); - die Ebene (E2) erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu einer mittleren Richtung einer Anzahl, vorzugsweise einer Mehrheit von Gaseinlassteilströmen (51) des Gasstroms (50), die im Betrieb beim Eintreten des Gasstroms (50) in die Prozesskammer (3) durch das Gaseinlassfeld (31) des zweiten Gaseinlasses strömen; - die Orientierung der Ebene (E2) ist an eine Orientierung einer Anzahl, vorzugsweise einer Mehrheit, von Gaseinlasskanälen (38) des Gaseinlassfeldes (31) des zweiten Gaseinlasses angepasst, wobei vorzugsweise eine Abweichung der Orientierung der Anzahl, vorzugsweise der Mehrheit, insbesondere aller Gaseinlasskanäle (38) des Gaseinlassfelds (31) des zweiten Gaseinlasses von der Orientierung der Ebene (E2) des Gasauslassfelds (33) mindestens 30°, vorzugsweise mindestens 45°, weiter bevorzugt mindestens 60°, noch weiter bevorzugt mindestens 80°, insbesondere genau 90° beträgt.
  15. Beströmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, wobei der zweite Gasauslass (33) zumindest ein Gasauslassfeld (33) umfasst, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gasauslassöffnungen (35) zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer (3) heraus aufweist, wobei die Beströmungsvorrichtung zumindest eine Auslasskammer (43) stromabwärts des Gasauslassfelds (33) umfasst, die zumindest teilweise durch das zumindest eine Gasauslassfeld (33) begrenzt ist, wobei der erste Druckreferenzwert (p1) einen ersten mittleren Druckwert umfasst, welcher einen Druck in der Prozesskammer (3) repräsentiert, und wobei der zweite Druckreferenzwert (p2) einen zweiten mittleren Druckwert umfasst, welcher einen Druck in der Auslasskammer (43) repräsentiert, wobei im Betrieb der erste mittlere Druckwert größer ist als der zweite mittlere Druckwert, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 Pa und 120 Pa größer ist als der zweite mittlere Druckwert, insbesondere um mindestens 10 Pa, vorzugsweise um mindestens 20 Pa, weiter bevorzugt um mindestens 30 Pa größer und/oder um höchstens 120 Pa, vorzugsweise um höchstens 90 Pa, weiter bevorzugt um höchstens 60 Pa größer und/oder wobei der erste Gaseinlass (32) zumindest ein Gaseinlassfeld umfasst, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3) hinein aufweist, wobei der erste Druckreferenzwert (p1) einen ersten mittleren Druckwert umfasst, welcher einen Druck in der Prozesskammer (3) repräsentiert, und wobei der vierte Druckreferenzwert (p4) einen vierten mittleren Druckwert umfasst, wobei im Betrieb der vierte mittlere Druckwert größer ist als der erste mittlere Druckwert, vorzugsweise um mindestens 10 Pa, weiter bevorzugt um mindestens 50 Pa, besonders bevorzugt um mindestens 100 Pa größer und/oder wobei der fünfte Druckreferenzwert (p5) einen fünften mittleren Druckwert umfasst und der erste Druckreferenzwert (p1) einen ersten mittleren Druckwert umfasst, wobei vorzugsweise der fünfte mittlere Druckwert kleiner oder gleich groß ist als bzw. wie der erste mittlere Druckwert, wobei weiter bevorzugt der fünfte mittlere Druckwert um höchstens 20 Pa, weiter bevorzugt um höchstens 10 Pa, noch weiter bevorzugt um höchstens 5 Pa kleiner ist als der erste mittlere Druckwert, besonders bevorzugt im Wesentlichen gleich ist.
  16. Beströmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, wobei der zweite Gaseinlass (31) zumindest ein Gaseinlassfeld (31) umfasst, welches eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gaseinlassöffnungen (36) zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3) hinein aufweist, wobei die Beströmungsvorrichtung zumindest eine Einlasskammer (41) stromaufwärts des Gaseinlassfelds (31) umfasst, die zumindest teilweise durch das zumindest eine Gaseinlassfeld (31) begrenzt ist, wobei der erste Druckreferenzwert (p1) einen ersten mittleren Druckwert umfasst, welcher einen Druck in der Prozesskammer (3) repräsentiert, und der dritte Druckreferenzwert (p3) einen dritten mittleren Druckwert umfasst, der einen Druck in der Einlasskammer (41) repräsentiert, wobei im Betrieb der dritte mittlere Druckwert größer ist als der erste mittlere Druckwert, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 Pa und 120 Pa größer ist als der erste mittlere Druckwert, insbesondere um mindestens 10 Pa, vorzugsweise um mindestens 20 Pa, weiter bevorzugt um mindestens 30 Pa größer und/oder um höchstens 120 Pa, vorzugsweise um höchstens 90 Pa, weiter bevorzugt um höchstens 60 Pa größer.
  17. Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises selektives Verfestigen von Aufbaumaterial (15) an dem Querschnitt des herzustellenden Objekts (2) in der jeweiligen Schicht entsprechenden Stellen durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, umfassend eine Gasfördervorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms (50, 51, 52, 53, 54, 55), eine Bestrahlungsvorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Energiestrahls (22, 22') der Energiestrahlung, einen Baubehälter (5) zur Aufnahme des Aufbaumaterials (15) und eine Prozesskammer (3) mit einem Baufeld (8) zum Aufbauen des Objekts (2), wobei der Baubehälter (5) unterhalb der Prozesskammer (3) angeordnet ist, und wobei die Prozesskammer (3) zumindest einen ersten Gaseinlass (31, 32) aufweist zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3), sowie einen ersten Gasauslass (34) und einen von dem ersten Gasauslass (34) beabstandeten zweiten Gasauslass (33) zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer (3) heraus, wobei der erste Gasauslass (32) in einer Richtung senkrecht zum Baufeld (8) näher an dem Baufeld (8) angeordnet ist als der zweite Gasauslass und wobei der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines ersten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen ist und der zweite Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen ist, wobei der erste Höhenbereich der Prozesskammer einem unteren Drittel eines Abstands des Baufelds (8) von einer Prozesskammerdecke (4a) entspricht und der zweite Höhenbereich der Prozesskammer (3) den oberen vier Fünfteln des Abstands des Baufelds (8) von der Prozesskammerdecke (4a) entspricht.
  18. Beströmungsverfahren für eine Prozesskammer (3) in einer Vorrichtung (1) zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises selektives Verfestigen von Aufbaumaterial (15) an dem Querschnitt des herzustellenden Objekts (2) in der jeweiligen Schicht entsprechenden Stellen durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, wobei die Vorrichtung (1) umfasst: eine Gasfördervorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms (50, 51, 52, 53, 54, 55), eine Bestrahlungsvorrichtung zum Erzeugen zumindest eines Energiestrahls (22, 22') der Energiestrahlung und einen Baubehälter (5) zur Aufnahme des Aufbaumaterials (15), wobei die Prozesskammer (3) ein Baufeld (8) zum Aufbauen des Objekts (2) umfasst, wobei der Baubehälter (5) unterhalb der Prozesskammer (3) angeordnet ist, und wobei die Prozesskammer (3) zumindest einen ersten Gaseinlass (31, 32) aufweist zum Einleiten eines Gasstroms in die Prozesskammer (3), sowie einen ersten Gasauslass (34) und einen von dem ersten Gasauslass beabstandeten zweiten Gasauslass (33) zum Ausleiten eines Gasstroms aus der Prozesskammer (3) heraus, wobei der erste Gasauslass (34) in einer Richtung senkrecht zum Baufeld (8) näher an dem Baufeld (8) angeordnet ist als der zweite Gasauslass und wobei der erste Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines ersten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen ist und der zweite Gasauslass in Bezug auf seine Erstreckung in eine Richtung senkrecht zum Baufeld (8) im Wesentlichen innerhalb eines zweiten Höhenbereichs der Prozesskammer (3) vorgesehen ist, wobei der erste Höhenbereich der Prozesskammer einem unteren Drittel eines Abstands des Baufelds (8) von einer Prozesskammerdecke (4a) entspricht und der zweite Höhenbereich der Prozesskammer (3) den oberen vier Fünfteln des Abstands des Baufelds (8) von der Prozesskammerdecke (4a) entspricht, und wobei das Beströmungsverfahren zumindest folgende Schritte aufweist: - Einleiten eines Gasstroms durch den zumindest einen ersten Gaseinlass (31, 32) in die Prozesskammer (3) hinein und - Ausleiten eines Gasstroms durch den ersten Gasauslass (34) und den zweiten Gasauslass (33) aus der Prozesskammer (3) heraus.
  19. Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) in einer Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei zumindest zeitweise während des schichtweisen Herstellens des dreidimensionalen Objekts (2), vorzugsweise zumindest während des Bestrahlens des Aufbaumaterials (15) mittels der Energiestrahlung, in der Prozesskammer (3) zumindest ein Gasstrom (50, 51, 52, 53, 54, 55) durch ein Beströmungsverfahren gemäß Anspruch 18 erzeugt wird.
  20. Steuereinheit für eine Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Steuereinheit (29) ausgebildet und/oder programmiert ist, die Vorrichtung (1) so zu steuern, dass sie dazu geeignet ist, ein Verfahren nach Anspruch 18 oder 19 durchzuführen.
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