DE102018215301A1 - Device and method for additively producing a three-dimensional object - Google Patents

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Abstract

Eine Herstellvorrichtung (1) zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials (13) umfasst eine Beströmungsvorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms (30) in der Herstellvorrichtung (1). Die Beströmungsvorrichtung umfasst ein Strömungsmodifikationselement (32, 40) zum Einleiten des Gasstroms (30) in die Prozesskammer (3). Das Strömungsmodifikationselement (32, 40) umfasst einen Körper mit einer Gaseintrittsseite (41) und einer Gasaustrittsseite (42) und eine Mehrzahl von Kanälen (43), die den Körper von der Gaseintrittsseite (41) zu der Gasaustrittsseite (42) durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung (48) auf der Gaseintrittsseite (41) und eine Austrittsöffnung (49) auf der Gasaustrittsseite (42) aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche (44) zumindest eines Kanals (43) senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen (44) einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen (44) aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt (152) des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung (49) entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt (152) kürzer als eine Gesamtlänge (L) des Kanals bzw. der Kanäle zwischen der Eintrittsöffnung (48) und der Austrittsöffnung (49) ist.

Figure DE102018215301A1_0000
A manufacturing device (1) for the additive manufacturing of a three-dimensional object (2) by selectively solidifying a building material (13) in layers comprises a flow device for generating a gas stream (30) in the manufacturing device (1). The flow device comprises a flow modification element (32, 40) for introducing the gas stream (30) into the process chamber (3). The flow modification element (32, 40) comprises a body with a gas inlet side (41) and a gas outlet side (42) and a plurality of channels (43) which penetrate the body from the gas inlet side (41) to the gas outlet side (42), and the have an inlet opening (48) on the gas inlet side (41) and an outlet opening (49) on the gas outlet side (42) and are separated from one another by a wall, a channel cross-sectional area (44) of at least one channel (43) being perpendicular to an extension direction of the Channel, preferably the channel cross-sectional areas (44) of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas (44) of all channels, in a first longitudinal section (152) of the channel or channels starting from the outlet opening (49) along the extension direction, wherein the first length section (152) is shorter than a total length (L) of the channel or channels between the Entry opening (48) and the outlet opening (49).
Figure DE102018215301A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials, insbesondere auf ein Strömungsmodifikationselement zur Verwendung in einer derartigen Vorrichtung bzw. einem derartigen Verfahren.The present invention relates to a device and a method for additively producing a three-dimensional object by applying layers and selectively solidifying a building material, in particular to a flow modification element for use in such a device and such a method.

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.Devices and methods of this type are used for example in rapid prototyping, rapid tooling or additive manufacturing. An example of such a process is known under the name “selective laser sintering or laser melting”. A thin layer of a powdery building material is repeatedly applied and the building material in each layer is selectively solidified by selective irradiation with a laser beam from points corresponding to a cross section of the object to be produced.

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.The energy input during selective solidification can result in impurities such as sprays, fumes, fumes, vapors and / or gases that spread in the process chamber. In addition, when using a powdery building material, contamination can result from the fact that powder or powder dust is whirled up in the process chamber. Contamination can have a negative impact on the manufacturing process, for example by absorbing, scattering or deflecting the scanning laser beam, settling on a coupling window for the laser beam or being deposited on a layer of building material. In order to meet high quality and efficiency requirements for the manufacturing process, such contaminants must be removed from the process chamber as quickly as possible.

Zum Ableiten von Verunreinigungen aus der Prozesskammer ist aus der WO 2015/144884 A1 ein Düsenelement bekannt, durch das ein Gasstrom in die Prozesskammer eingeleitet wird. Der Gasstrom wird durch einen Gasauslass an der dem Düsenelement gegenüberliegenden Seite der Prozesskammer abgeleitet, so dass der Gasstrom über das Baufeld, in welchem das Aufbringen und selektive Verfestigen des Aufbaumaterials erfolgt, geleitet wird. Durch diese baufeldnahe Gasströmung werden die auftretenden Verunreinigungen möglichst nahe an ihrem Entstehungsort, d.h. am Baufeld, abtransportiert und so das Ausbreiten der Verunreinigungen in die Prozesskammer hinein verringert.To remove contaminants from the process chamber is from the WO 2015/144884 A1 a nozzle element is known through which a gas flow is introduced into the process chamber. The gas flow is discharged through a gas outlet on the side of the process chamber opposite the nozzle element, so that the gas flow is conducted over the construction field in which the building material is applied and selectively solidified. This gas flow, which is close to the construction site, removes the contaminants as close as possible to their point of origin, ie to the construction site, thus reducing the spreading of the contaminants into the process chamber.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative bzw. verbesserte Vorrichtung bzw. ein alternatives bzw. verbessertes Verfahren zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials bereitzustellen, mit denen insbesondere der baufeldnahe Abtransport von Verunreinigungen verbessert werden kann.The object of the present invention is to provide an alternative or improved device or an alternative or improved method for additively producing a three-dimensional object by applying layers and selectively solidifying a building material, with which in particular the removal of contaminants close to the building field can be improved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Herstellvorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts gemäß Anspruch 11, ein Strömungsmodifikationselement gemäß Anspruch 12, eine Beströmungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, die Verwendung eines Strömungsmodifikationselements gemäß Anspruch 14 und durch ein Beströmungsverfahren 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.This object is achieved by a manufacturing device according to claim 1, a method for additively manufacturing a three-dimensional object according to claim 11, a flow modification element according to claim 12, a flow device according to claim 13, the use of a flow modification element according to claim 14 and by a flow application method according to claim 15. Further developments of the invention are specified in the subclaims. The methods can also be further developed by the features of the devices below or specified in the subclaims, or vice versa, or the features of the devices and the methods can also be used among each other for further training.

Eine erfindungsgemäße Herstellvorrichtung dient zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und selektives Verfestigen des Aufbaumaterials, insbesondere mittels Zufuhr von Strahlungsenergie, an Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem die Stellen mit mindestens einem Einwirkbereich, insbesondere einem Strahlungseinwirkbereich eines Energiestrahlbündels, abgetastet werden. Die Herstellvorrichtung umfasst:

  • - einen Baubehälter zur Aufnahme des Aufbaumaterials,
  • - eine oberhalb des Baubehälters vorgesehene Prozesskammer,
  • - ein zwischen dem Baubehälter und der Prozesskammer vorgesehenes Baufeld,
  • - eine Verfestigungsvorrichtung zum selektiven Verfestigen des Aufbaumaterials,
  • - eine Beströmungsvorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms in der Herstellvorrichtung, wobei die Beströmungsvorrichtung ein Strömungsmodifikationselement zum Einleiten des Gasstroms in die Prozesskammer umfasst,
Das Strömungsmodifikationselement umfasst:
  • - einen Körper mit einer Gaseintrittsseite und einer Gasaustrittsseite und
  • - eine Mehrzahl von Kanälen, die den Körper von der Gaseintrittsseite zu der Gasaustrittsseite durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung auf der Gaseintrittsseite und eine Austrittsöffnung auf der Gasaustrittsseite aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche zumindest eines Kanals senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt kürzer als eine Gesamtlänge des Kanals bzw. der Kanäle zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung ist.
A manufacturing device according to the invention is used for the additive manufacturing of a three-dimensional object, the object being produced by applying a building material layer by layer and selectively solidifying the building material, in particular by supplying radiation energy, at locations in each layer which are assigned to the cross section of the object in this layer are scanned by scanning the points with at least one exposure area, in particular a radiation exposure area of an energy beam. The manufacturing device includes:
  • - a building container for holding the building material,
  • a process chamber provided above the construction container,
  • a construction field provided between the construction container and the process chamber,
  • a consolidation device for the selective consolidation of the building material,
  • a flow device for generating a gas flow in the manufacturing device, the flow device comprising a flow modification element for introducing the gas flow into the process chamber,
The flow modification element includes:
  • - a body with a gas inlet side and a gas outlet side and
  • a plurality of channels which penetrate the body from the gas inlet side to the gas outlet side and which have an inlet opening on the gas inlet side and an outlet opening have on the gas outlet side and are separated from one another by a wall, a channel cross-sectional area of at least one channel perpendicular to an extension direction of the channel, preferably the channel cross-sectional areas of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas of all channels, in a first length section of the channel or Channels starting from the outlet opening along the direction of extension reduced / reduced, the first length section being shorter than a total length of the channel or channels between the inlet opening and the outlet opening.

Unter der Prozesskammer wird im Rahmen der Anmeldung ein Hohlraum verstanden, der teilweise durch das Baufeld begrenzt ist und vorzugsweise das Baufeld zum Aufbauen des Objekts umfasst. Vorzugsweise bildet das Baufeld einen Teil eines Bodenbereichs auf einer unteren Seite der Prozesskammer. Die Prozesskammer kann ein mit Ausnahme eines Gaseinlasses, welcher durch das Strömungsmodifikationselement gebildet ist, und eines Gasauslasses und gegebenenfalls weiterer Gaseinlässe und/oder Gasauslässe im Wesentlichen geschlossener Hohlraum sein.In the context of the application, the process chamber is understood to mean a cavity which is partially delimited by the construction field and preferably comprises the construction field for building the object. The construction field preferably forms part of a floor area on a lower side of the process chamber. The process chamber can be a substantially closed cavity with the exception of a gas inlet, which is formed by the flow modification element, and a gas outlet and optionally further gas inlets and / or gas outlets.

Das Strömungsmodifikationselement kann in einer Wandung der Prozesskammer vorgesehen sein, die den Innenraum der Prozesskammer begrenzt und damit den Hohlraum umschließt. Das Strömungsmodifikationselement kann eine Erstreckung senkrecht zur Prozesskammerwandung aufweisen, beispielsweise von der Prozesskammer abgesetzt sein bzw. in die Prozesskammer hineinragen oder zurückversetzt sein. Der Körper des Strömungsmodifikationselements ist vorzugsweise aus einem festen Material gebildet.The flow modification element can be provided in a wall of the process chamber, which delimits the interior of the process chamber and thus surrounds the cavity. The flow modification element can have an extension perpendicular to the process chamber wall, for example be offset from the process chamber or protrude into the process chamber or be set back. The body of the flow modification element is preferably formed from a solid material.

Ein Kanal des Strömungsmodifikationselements bildet einen Gasdurchlass, durch welchen das Gas in die Prozesskammer einströmen kann. Dabei tritt das Gas im Betrieb der Beströmungsvorrichtung in Form von Gaseinlassteilströmen in die Prozesskammer ein, wobei durch jeweils einen Kanal ein Gaseinlassteilström eingeleitet wird. Ein Kanal ist dabei allseitig begrenzt durch Wandungen zwischen Öffnungen an der Gaseintrittsseite und der Gasaustrittsseite, d. h. das Gas verläuft geführt innerhalb der Kanäle. Das Strömungsmodifikationselement ist ansonsten geschlossen, d. h. die Kanäle bilden die einzigen gasdurchlässigen Öffnungen, durch welche Gas in die Prozesskammer einströmen kann. Die Wandungen zwischen benachbarten Kanälen verhindern dabei, dass das Gas von einem Kanal in einen benachbarten Kanal austritt. Somit stellt das Strömungsmodifikationselement einen dreidimensionalen Bereich dar, durch den Gas in die Prozesskammer eingeleitet werden kann, also einen Gaseinlass. Die Kanäle werden auch als Hauptkanäle bezeichnet.A channel of the flow modification element forms a gas passage through which the gas can flow into the process chamber. During operation of the flow device, the gas enters the process chamber in the form of partial gas inlet flows, a partial gas inlet flow being introduced through one channel in each case. A channel is bounded on all sides by walls between openings on the gas inlet side and the gas outlet side, i. H. the gas runs inside the channels. The flow modification element is otherwise closed, i. H. the channels form the only gas-permeable openings through which gas can flow into the process chamber. The walls between adjacent channels prevent the gas from escaping from one channel into an adjacent channel. The flow modification element thus represents a three-dimensional region through which gas can be introduced into the process chamber, that is to say a gas inlet. The channels are also called main channels.

Die Erstreckungsrichtung eines Kanals verläuft durch die Schwerpunkte oder Mittelpunkte der Kanalquerschnittsflächen des Kanals, wobei die Kanalquerschnittsflächen senkrecht zur Erstreckungsrichtung ermittelt werden. Der Schwerpunkt kann z. B. im Fall eines Kreises gleichzeitig der Mittelpunkt der Kanalquerschnittsfläche sein. Die Erstreckungsrichtung kann eine Gerade, eine Kurve oder ein Polygonzug sein, d. h. sie umfasst den Fall eines oder mehrerer gekrümmter oder abgewinkelter Kanäle (d. h. kann auch eine gekrümmte Linie sein), bezeichnet also eine „lokale Richtung“ eines Kanals bzw. der Kanäle. Mit anderen Worten kann die Erstreckungsrichtung in ihrem Verlauf mehrere Raumrichtungen umfassen.The direction of extension of a channel runs through the centers of gravity or center points of the channel cross-sectional areas of the channel, the channel cross-sectional areas being determined perpendicular to the direction of extension. The focus can e.g. B. in the case of a circle at the same time the center of the channel cross-sectional area. The direction of extension can be a straight line, a curve or a polyline, i. H. it includes the case of one or more curved or angled channels (ie can also be a curved line), that is to say denotes a “local direction” of a channel or channels. In other words, the direction of extension can include several spatial directions.

Der Begriff „Kanalquerschnittsfläche“ ist dabei nicht auf die Querschnittsfläche des Kanals an der eintritts- oder austrittsseitigen Öffnung beschränkt. Vielmehr kann sich der Begriff „Kanalquerschnittsfläche“ im Rahmen der vorliegenden Anmeldung auf eine Querschnittsfläche des Kanals an einer beliebigen Stelle des Kanals beziehen. Beispielsweise kann der Kanal bzw. können die Kanäle in dem ersten Längenabschnitt als Diffusor ausgebildet sein. Aufgrund der Verringerung der Querschnittsfläche ausgehend von der Austrittsöffnung in Richtung der Eintrittsöffnung des Kanals bzw. der Kanäle lässt sich ein derartiger Diffusor auch als Austritts- bzw. Enddiffusor bezeichnen.The term “channel cross-sectional area” is not limited to the cross-sectional area of the channel at the opening on the inlet or outlet side. Rather, the term “channel cross-sectional area” in the context of the present application can refer to a cross-sectional area of the channel at any point on the channel. For example, the channel or channels in the first length section can be designed as a diffuser. Because of the reduction in the cross-sectional area starting from the outlet opening in the direction of the inlet opening of the channel or channels, such a diffuser can also be referred to as an outlet or end diffuser.

Dabei wird die Kanalquerschnittsfläche durch eine Schnittebene durch den jeweiligen Kanal ermittelt, die senkrecht zur jeweiligen Erstreckungsrichtung des Kanals steht.The channel cross-sectional area is determined by a section plane through the respective channel, which is perpendicular to the respective direction of extension of the channel.

Die Verringerung bzw. Verkleinerung der Kanalquerschnittsfläche meint, dass sich der Flächeninhalt der Querschnittsfläche entlang der Erstreckungsrichtung bzw. Ausdehnungsrichtung des Kanals bzw. der Kanäle verringert. Im Betrieb des Strömungsmodifikationselements, d. h. unter Bezug auf die Richtung des Gasdurchflusses durch den Kanal bzw. die Kanäle, ist der Kanalquerschnitt über den ersten Längenabschnitt jedoch divergent. Die Verringerung bzw. Verkleinerung der Kanalquerschnittsfläche kann z. B. kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Eine diskontinuierliche Verringerung bzw. Verkleinerung schließt beispielsweise eine abschnittsweise oder lokale Aufweitung bzw. Vergrößerung der Kanalquerschnittsfläche mit ein, während dies bei einer kontinuierlichen Verringerung bzw. Verkleinerung ausgeschlossen ist. Die Verringerung bzw. Verkleinerung kann dabei beispielsweise gestuft ausgebildet sein, d. h. die Kanalwandung umfasst eine Stufe oder mehrere, d. h. zumindest zwei, Stufen, vorzugsweise mindestens fünf, weiter bevorzugt mindestens zehn, noch weiter bevorzugt mindestens 20 Stufen. Alternativ kann die Verringerung bzw. Verkleinerung der Kanalquerschnittsfläche auch ungestuft ausgebildet sein.The reduction or reduction of the cross-sectional area of the channel means that the area of the cross-sectional area decreases along the direction of extension or expansion of the channel or channels. In operation of the flow modification element, ie with reference to the direction of gas flow through the channel or channels, the channel cross section is divergent over the first length section. The reduction or reduction of the channel cross-sectional area can, for. B. be continuous or discontinuous. A discontinuous reduction or reduction includes, for example, a section-wise or local expansion or enlargement of the channel cross-sectional area, while this is excluded in the case of a continuous reduction or reduction. The reduction or reduction can, for example, be stepped, ie the channel wall comprises one or more steps, ie at least two, preferably at least five, more preferably at least ten, even more preferably at least 20 steps. Alternatively, the reduction or reduction in the cross-sectional area of the duct can also be designed without steps.

Ein Maß für eine Verringerung bzw. Aufweitung einer Kanalquerschnittsfläche kann beispielsweise ein Winkel und/oder eine Steigung und/oder eine Krümmung einer Wandung bzw. eines Wandabschnitts der jeweiligen Kanals in Bezug auf die Erstreckungsrichtung des Kanals sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein derartiges Maß für die Verringerung bzw. Aufweitung ein prozentualer oder absoluter Wert der Verringerung bzw. Vergrößerung des Flächeninhalts sein.A measure for a reduction or expansion of a channel cross-sectional area can be, for example, an angle and / or a slope and / or a curvature of a wall or a wall section of the respective channel with respect to the direction of extension of the channel. As an alternative or in addition, such a measure for the reduction or expansion can be a percentage or absolute value of the reduction or enlargement of the area.

Der erste Längenabschnitt ist kürzer als eine Gesamtlänge des Kanals bzw. der Kanäle zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung. Die Aufweitung des Kanals bzw. der Kanäle in Gasflussrichtung beginnt somit an einer Stelle innerhalb des Kanals, die von der Eintrittsöffnung des Kanals beabstandet ist. Mit anderen Worten ist im Betrieb stromaufwärts des ersten Längenabschnitts des bzw. der Kanäle ein weiterer Längenabschnitt des Kanals (mit einer Länge größer Null) angeordnet. Er kann in beliebiger Weise ausgebildet sein, um Eigenschaften des Teilgasstroms wie z. B. Geschwindigkeit, Richtung oder Verwirbelungen zu beeinflussen, bevor er im ersten Längenabschnitt eine Aufweitung erfährt.The first length section is shorter than a total length of the channel or channels between the inlet opening and the outlet opening. The widening of the channel or channels in the gas flow direction thus begins at a point within the channel that is spaced from the inlet opening of the channel. In other words, a further length section of the channel (with a length greater than zero) is arranged upstream of the first length section of the channel or channels. It can be designed in any way to improve properties of the partial gas stream such. B. to influence speed, direction or turbulence before it experiences an expansion in the first length section.

Das Strömungsmodifikationselement kann z. B. bewegbar innerhalb der Prozesskammer oder ortsfest innerhalb der Prozesskammer oder ortsfest an der Schnittstelle zwischen der Prozesskammer und einer Gaszuführung angeordnet sein. Beispielsweise kann es am Ende einer Gasleitung angeordnet sein, die durch eine Aussparung in der Wandung der Prozesskammer in den Hohlraum der Prozesskammer mündet.
Das Strömungsmodifikationselement kann dazu ausgebildet sein, eine globale Strömung, d. h. zumindest eine Hauptströmung, über dem Baufeld und angrenzend an das Baufeld zu erzeugen, welche das Baufeld vollständig überdeckt. Alternativ kann es dazu ausgebildet sein, eine lokale Strömung innerhalb der Prozesskammer zu erzeugen, die ebenfalls angrenzend an das Baufeld verläuft, es aber nur teilweise bzw. bereichsweise überdeckt.
The flow modification element can e.g. B. movable within the process chamber or stationary within the process chamber or stationary at the interface between the process chamber and a gas supply. For example, it can be arranged at the end of a gas line, which opens into the cavity of the process chamber through a recess in the wall of the process chamber.
The flow modification element can be designed to generate a global flow, ie at least one main flow, over the construction site and adjacent to the construction site, which completely covers the construction site. Alternatively, it can be designed to generate a local flow within the process chamber, which likewise runs adjacent to the construction field, but only partially or partially covers it.

Die Querschnittsverringerung von der Gasaustrittsseite aus, d. h. gegen die Durchströmungsrichtung, bedeutet eine Aufweitung des bzw. der Kanäle in der Durchströmungsrichtung. D. h., der jeweilige Teilgasstrom wird ebenfalls aufgeweitet, bevor er durch die Austrittsöffnung als Freistrahl in die Prozesskammer strömt. Dadurch sinkt die Geschwindigkeit des jeweiligen Teilgasstroms im ersten Längenabschnitt zumindest örtlich gemittelt. Gleichzeitig wird ein größeres Volumen gerichtet durchströmt und durch die Reduzierung nicht gerichtet durchströmter Bereiche eine Turbulenzneigung in diesen „undefinierten“ Bereichen verringert. Die Aufweitung der Mehrzahl der Teilgasströme im ersten Längenabschnitt bewirkt also eine homogenere Gesamtgasströmung in der Prozesskammer.The reduction in cross section from the gas outlet side, i.e. H. against the direction of flow means an expansion of the channel or channels in the direction of flow. In other words, the respective partial gas flow is also expanded before it flows through the outlet opening as a free jet into the process chamber. As a result, the speed of the respective partial gas flow in the first length section drops at least locally averaged. At the same time, a larger volume is flowed through in a directional manner and the tendency to turbulence in these “undefined” areas is reduced by the reduction in areas with no directional flow. The widening of the majority of the partial gas streams in the first length section therefore results in a more homogeneous total gas flow in the process chamber.

Die Querschnittsverengung ist dabei vorzugsweise nicht abrupt bzw. sprunghaft ausgebildet, sondern über eine gewisse Distanz, d. h. die Länge des ersten Längenabschnitts ausgeführt, wodurch Reibungsverluste, welche durch eine Kollision der Gasmoleküle mit den Wänden erzeugt werden, reduziert bzw. vermieden werden können. Dies kann zu einer weiteren Verbesserung, insbesondere Homogenisierung der Strömung, d. h. einer Verringerung von Verwirbelungen, in der Strömung innerhalb der Prozesskammer führen. Die lokal und zeitlich schwankende Geschwindigkeit in einer turbulenten Strömung hingegen kann einen effektiven Abtransport von Verunreinigungen, z. B. über dem Baufeld, verhindern. Eine homogene und möglichst wenig turbulente Strömung ist daher wünschenswert, um einen guten Abtransport von Verunreinigungen aus der Prozesskammer erzielen zu können.
Vorzugsweise umfasst bzw. umfassen mindestens ein Kanal, bevorzugt eine Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt alle Kanäle des Strömungsmodifikationselements einen zweiten Längenabschnitt, wobei die Kanalquerschnittsfläche(n) des Kanals bzw. der Kanäle im zweiten Längenabschnitt im Wesentlichen konstant ist/sind und wobei weiter bevorzugt der zweite Längenabschnitt entlang der Erstreckungsrichtung an den ersten Längenabschnitt anschließt.
The narrowing of the cross-section is preferably not abrupt or abrupt, but is carried out over a certain distance, ie the length of the first length section, as a result of which friction losses which are generated by a collision of the gas molecules with the walls can be reduced or avoided. This can lead to a further improvement, in particular homogenization of the flow, ie a reduction in eddies in the flow within the process chamber. The locally and temporally fluctuating speed in a turbulent flow, on the other hand, can effectively remove contaminants, e.g. B. above the construction site, prevent. A homogeneous and as little turbulent flow as possible is therefore desirable in order to be able to achieve a good removal of impurities from the process chamber.
At least one channel, preferably a majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element preferably comprise or comprise a second length section, the channel cross-sectional area (s) of the channel or the channels in the second length section being / are essentially constant, and further preferred the second length section adjoins the first length section along the direction of extension.

Der zweite Längenabschnitt ist, ebenso wie der erste Längenabschnitt, kürzer als eine Gesamtlängenerstreckung bzw. Gesamtlänge des Kanals zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung. Der erste und der zweite Längenabschnitt überschneiden einander vorzugsweise nicht, sind also voneinander separiert. Der erste Längenabschnitt grenzt an ein Ende des Kanals auf der Gasaustrittsseite an und der zweite Längenabschnitt grenzt vorzugsweise an ein Ende des ersten Längenabschnitts an, welches der Gasaustrittsöffnung abgewandt ist. Der Kanal kann vollständig aus dem ersten und dem zweiten Längenabschnitt gebildet sein oder einen weiteren, beispielsweise weiter unten näher spezifizierten dritten Längenabschnitt umfassen.The second length section, like the first length section, is shorter than an overall length or total length of the channel between the inlet opening and the outlet opening. The first and the second length section preferably do not overlap one another, that is to say are separated from one another. The first length section adjoins an end of the channel on the gas outlet side and the second length section preferably adjoins an end of the first length section which faces away from the gas outlet opening. The channel can be formed entirely from the first and the second length section or can comprise a further third length section, for example specified further below.

Der zumindest eine Kanal bzw. die Kanäle umfassen somit vorzugsweise zumindest einen ersten divergenten Abschnitt, d. h. einen Abschnitt, der eine Querschnittsverengung gegen die Flussrichtung des Teilgasstroms bzw. eine Querschnittserweiterung in der Flussrichtung des Teilgasstroms aufweist, und einen zweiten Abschnitt mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt.The at least one channel or channels thus preferably comprise at least a first divergent section, i. H. a section which has a cross-sectional constriction against the flow direction of the partial gas flow or a cross-sectional widening in the flow direction of the partial gas flow, and a second section with an essentially constant cross-section.

Der Begriff „im Wesentlichen“ impliziert dabei, dass geringfügige, beispielsweise produktionsbedingt, geringfügige Abweichungen der Kanalquerschnittsfläche über den zweiten Längenabschnitt hinweg mitumfasst sind. The term “essentially” implies that slight, for example production-related, slight deviations in the cross-sectional area of the duct are also included over the second length section.

Der zweite Längenabschnitt ist also in Gasflussrichtung, d. h. stromaufwärts, vor dem ersten Längenabschnitt angeordnet. Er liegt also der Gaseintrittsseite bzw. Gaseintrittsöffnung des Kanals näher als der erste Längenabschnitt und grenzt nicht an die Gasaustrittsöffnung an. Er kann, muss aber nicht zwingend an die Gaseintrittsöffnung angrenzen. Vorzugsweise ist die Kanalquerschnittsfläche des zweiten Längenabschnitts identisch mit der minimalen Kanalquerschnittsfläche des ersten Längenabschnitts. Damit ist ein Übergang zwischen den beiden Längenabschnitten möglichst glattflächig, d. h. glatt, bzw. ohne Stufen und Sprünge ausgebildet. Der zweite Längenabschnitt bietet den Vorteil einer Verringerung von Turbulenzen, insbesondere Reduzierung der Ausdehnung von Störströmungen innerhalb des Teilgasstroms, die quer oder schräg zur Gasflussrichtung durch den Kanal, d. h. auch quer zur Erstreckungsrichtung des bzw. der Kanäle gerichtet sind. Ihre maximale Ausdehnung senkrecht zur Erstreckungsrichtung wird auf die entsprechende Ausdehnung des Querschnitts, z. B. auf einen Durchmesser des Kanals bzw. der Kanäle in dem zweiten Längenabschnitt, begrenzt.The second length section is thus in the gas flow direction, i. H. upstream, before the first length section. It is therefore closer to the gas inlet side or gas inlet opening of the channel than the first length section and does not adjoin the gas outlet opening. It can, but does not necessarily have to adjoin the gas inlet opening. The channel cross-sectional area of the second longitudinal section is preferably identical to the minimum channel cross-sectional area of the first longitudinal section. A transition between the two longitudinal sections is thus as smooth as possible, i. H. smooth, or without steps and cracks. The second length section offers the advantage of reducing turbulence, in particular reducing the expansion of interfering flows within the partial gas flow, which are transverse or oblique to the gas flow direction through the channel, ie. H. are also directed transversely to the direction of extension of the channel or channels. Your maximum extent perpendicular to the direction of extension is based on the corresponding extent of the cross section, for. B. limited to a diameter of the channel or channels in the second length section.

Wie oben beschrieben dient die Querschnittsveränderung in dem ersten Längenabschnitt einer Aufweitung der Strömung. Für den Fall, dass die Kanalquerschnittsfläche des zweiten Längenabschnitts identisch mit der minimalen Kanalquerschnittsfläche des ersten Längenabschnitts ist, ist die Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus dem Kanal an der Gasaustrittsseite des Strömungsmodifikationselements in hohem Maß durch die Größe der Kanalquerschnittsfläche des Kanals in dem zweiten Längenabschnitt bestimmt, d. h. dem Bereich des Kanals vor der Querschnittsaufweitung (in Gasdurchflussrichtung im Betrieb des Strömungsmodifikationselements).As described above, the cross-sectional change in the first length section serves to widen the flow. In the event that the channel cross-sectional area of the second longitudinal section is identical to the minimum channel cross-sectional area of the first longitudinal section, the exit velocity of the gas from the channel on the gas outlet side of the flow modification element is largely determined by the size of the channel cross-sectional area of the channel in the second longitudinal section, i.e. . H. the area of the channel before the cross-sectional expansion (in the gas flow direction during operation of the flow modification element).

Vorzugsweise umfasst bzw. umfassen mindestens ein Kanal, bevorzugt eine Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt alle Kanäle des Strömungsmodifikationselements einen dritten Längenabschnitt, der an die Eintrittsöffnung des Strömungsmodifikationselements anschließt, wobei sich die Kanalquerschnittsfläche(n) des Kanals bzw. der Kanäle im dritten Längenabschnitt ausgehend von der Eintrittsöffnung entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern.At least one channel, preferably a majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element preferably comprise or comprise a third length section which adjoins the inlet opening of the flow modification element, the channel cross-sectional area (s) of the channel or channels starting in the third length section decreased / decreased from the inlet opening along the direction of extension.

Die Verringerung bzw. Verkleinerung der Kanalquerschnittsfläche in dem dritten Längenabschnitt kann z. B. kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Eine diskontinuierliche Verringerung bzw. Verkleinerung schließt beispielsweise eine abschnittsweise oder lokale Aufweitung bzw. Vergrößerung der Kanalquerschnittsfläche mit ein, während dies bei einer kontinuierlichen Verringerung bzw. Verkleinerung ausgeschlossen ist. Die Verringerung bzw. Verkleinerung kann dabei beispielsweise gestuft ausgebildet sein, d. h. die Kanalwandung umfasst eine Stufe oder mehrere, d. h. zumindest zwei, Stufen, vorzugsweise mindestens fünf, weiter bevorzugt mindestens zehn, noch weiter bevorzugt mindestens 20 Stufen. Alternativ kann die Verringerung bzw. Verkleinerung der Kanalquerschnittsfläche auch ungestuft sein.The reduction or reduction of the channel cross-sectional area in the third length section can, for. B. be continuous or discontinuous. A discontinuous reduction or reduction includes, for example, a section-wise or local expansion or enlargement of the channel cross-sectional area, while this is excluded in the case of a continuous reduction or reduction. The reduction or downsizing can, for example, be stepped, i. H. the channel wall comprises one step or more, i. H. at least two, preferably at least five, more preferably at least ten, even more preferably at least 20 stages. Alternatively, the reduction or reduction in the cross-sectional area of the duct can also be unstaged.

Die Querschnittsverringerung von der Gaseintrittsseite aus, d. h. in der Durchströmungsrichtung, bedeutet eine Verengung des bzw. der Kanäle in der Durchströmungsrichtung. Der dritte Längenabschnitt bildet somit einen konvergenten Kanalabschnitt und kann als Konfusor oder Düse ausgebildet sein. Dadurch wird der jeweilige Teilgasstrom seiner Flussrichtung nach zunächst im dritten Längenabschnitt „gebündelt“, bevor er im ersten Längenabschnitt wieder aufgeweitet wird. Die Geschwindigkeit des Teilgasstroms steigt im ersten Längenabschnitt an, da hier ein Druck im Gasvolumen in eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Gasvolumens umgewandelt wird. Gleichzeitig bewirkt die Querschnittsverengung stromaufwärts eine Druckerhöhung bzw. einen Staudruck in der Zufuhrleitung, der für eine Homogenisierung und/oder Beruhigung des ankommenden Gasstroms stromaufwärts des Strömungsmodifikationselements sorgt. Dort kann sich somit eine Vergleichmäßigung von Strömungseigenschaften einstellen, die eine Qualität der Teilgasströme in den Kanälen des Strömungsmodifikationselements positiv beeinflussen und anschließend auch eine Homogenisierung des durch das Strömungsmodifikationselement in die Prozesskammer eingeleiteten Gasstroms begünstigen kann. Beispielsweise kann eine einheitlichere bzw. gleichmäßigere Verteilung von Strömungsrichtungen, Strömungsgeschwindigkeiten, Volumenströmen und/oder Drücken erzielt werden.The reduction in cross section from the gas inlet side, i.e. H. in the direction of flow means a narrowing of the channel or channels in the direction of flow. The third length section thus forms a convergent channel section and can be designed as a confuser or nozzle. As a result, the respective partial gas flow is first “bundled” in its third direction along its flow direction before it is expanded again in the first length. The speed of the partial gas flow increases in the first length section, since here a pressure in the gas volume is converted into an increase in the speed of the gas volume. At the same time, the narrowing of the cross section upstream causes a pressure increase or a dynamic pressure in the feed line, which ensures homogenization and / or calming of the incoming gas stream upstream of the flow modification element. There can thus be an equalization of flow properties, which can have a positive influence on the quality of the partial gas flows in the channels of the flow modification element and can subsequently also favor a homogenization of the gas flow introduced into the process chamber by the flow modification element. For example, a more uniform or more uniform distribution of flow directions, flow velocities, volume flows and / or pressures can be achieved.

In Verbindung mit dem ersten Längenabschnitt kann der Kanal bzw. können die Kanäle beispielsweise als sogenannte „konvergent-divergente Düse“ ausgeprägt sein.In connection with the first length section, the channel or channels can, for example, be shaped as a so-called “convergent-divergent nozzle”.

Vorzugsweise schließt sich der dritte Längenabschnitt entlang der Erstreckungsrichtung an den zweiten Längenabschnitt an. Vorzugsweise entspricht die Kanalquerschnittsfläche im zweiten Längenabschnitt des Kanals bzw. der Kanäle einer minimalen Kanalquerschnittsfläche im ersten Längenabschnitt und/oder im dritten Längenabschnitt. Dies bietet den Vorteil von stufenlosen Übergängen der Wandungen zueinander und sorgt somit für eine Verbesserung der Strömungseigenschaften der durch den jeweiligen Kanal bzw. die jeweiligen Kanäle geführten Gasteilströme.The third length section preferably adjoins the second length section along the direction of extension. The channel cross-sectional area in the second length section of the channel or the channels preferably corresponds to a minimum channel cross-sectional area in the first length section and / or in the third length section. This offers the advantage of stepless transitions between the walls and thus ensures an improvement in the flow properties through the respective channel or the respective channels led partial gas flows.

Insbesondere bevorzugt ist/sind mindestens ein Kanal, bevorzugt eine Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt alle Kanäle des Düsenelements nur durch den ersten, zweiten und dritten Längenabschnitt gebildet. Dies bedeutet, dass sich eine Gesamtlänge des Kanals bzw. der Kanäle durch eine Summe dieser drei Längenabschnitte ergibt und dass es keine weiteren, nicht näher spezifizierten Segmente des Kanals bzw. der Kanälen gibt. Der dritte Längenabschnitt erstreckt sich demgemäß zwischen der Gaseintrittsöffnung und dem zweiten Längenabschnitt des Strömungsmodifikationselements. Eine derartige Ausgestaltung eines Kanals bzw. der Kanäle bewirkt eine Beschleunigung des Gases im Vergleich mit seiner Geschwindigkeit vor dem Eintritt in das Strömungsmodifikationselement (dritter Längenabschnitt), anschließend eine Verringerung von Turbulenzen des Gasteilstroms (zweiter Längenabschnitt) sowie eine erneute Aufweitung, die jedoch unter einer möglichst gleichmäßigen Absenkung der Geschwindigkeit und möglichst großer Homogenität erfolgt (erster Längenabschnitt). Particularly preferred is / are at least one channel, preferably a majority of the channels, more preferably all channels of the nozzle element formed only by the first, second and third length section. This means that a total length of the channel or channels results from a sum of these three length sections and that there are no further segments of the channel or channels that are not specified in more detail. The third length section accordingly extends between the gas inlet opening and the second length section of the flow modification element. Such a design of a channel or channels causes the gas to accelerate in comparison with its speed before entering the flow modification element (third length section), then a reduction in turbulence of the partial gas flow (second length section) and a renewed expansion, which, however, takes place under a The speed is reduced as evenly as possible and the greatest possible homogeneity takes place (first length section).

Der Effekt dieser Kaskade von Mitteln der Strömungsbildung liegt also in einer kontrollierten Beschleunigung des herangeführten Prozessgasvolumens und in der Ausprägung einer Strömung in der Prozesskammer bzw. oberhalb des Baufelds, die dem Ideal einer laminaren Strömung möglichst nahe kommt.The effect of this cascade of means of flow formation therefore lies in a controlled acceleration of the process gas volume brought in and in the development of a flow in the process chamber or above the construction field, which comes as close as possible to the ideal of a laminar flow.

Die Gestalt der Kanäle, insbesondere die Querschnittsflächenverringerung in dem dritten Längenabschnitt und/oder die Aufweitung der Kanäle in dem ersten Längenabschnitt kann beispielsweise vorab mittels einer Computersimulation so berechnet werden, dass die gewünschten Strömungseigenschaften (insbesondere eine Druckdifferenz zwischen Gaseintrittsseite und Gasaustrittsseite und/oder ein Gegendruck auf der Gaseintrittsseite und/oder eine Austrittsgeschwindigkeit der Gasströmung aus dem Strömungsmodifikationselement) erzielbar sind, wenn ein Gas durch das Strömungsmodifikationselement in die Prozesskammer eingeleitet wird.The shape of the channels, in particular the reduction in cross-sectional area in the third length section and / or the widening of the channels in the first length section, can be calculated in advance, for example, by means of a computer simulation in such a way that the desired flow properties (in particular a pressure difference between the gas inlet side and the gas outlet side and / or a counterpressure on the gas inlet side and / or an outlet velocity of the gas flow from the flow modification element) can be achieved if a gas is introduced into the process chamber through the flow modification element.

Vorzugsweise weist die Kanalquerschnittsfläche zumindest eines Kanals, vorzugsweise einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements, in zumindest einem der Längenabschnitten, vorzugsweise in den drei Längenabschnitten zumindest eine einfach achsensymmetrische, vorzugsweise punktsymmetrische Geometrie auf.The channel cross-sectional area preferably has at least one channel, preferably a majority of the channels, particularly preferably all channels of the flow modification element, in at least one of the length sections, preferably in the three length sections, at least one simply axisymmetric, preferably point-symmetrical geometry.

Eine einfach achsensymmetrische Kanalquerschnittsfläche kann beispielsweise dreieckig sein. Beispiele für punktsymmetrische Kanalquerschnittsflächen sind ein Oval, ein Kreis, ein regelmäßiges Sechseck oder ein Rechteck.A simply axially symmetrical channel cross-sectional area can be triangular, for example. Examples of point-symmetrical channel cross-sectional areas are an oval, a circle, a regular hexagon or a rectangle.

Alternativ oder zusätzlich weist/weisen bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements eine gleiche geometrische Form auf. Wenn Kanalquerschnittsflächen verschiedener Kanäle eine gleiche geometrische Form aufweisen, so bedeutet dies nicht zwangsweise, dass sie auch gleich groß sind, d. h. den gleichen Flächeninhalt aufweisen.Alternatively or additionally, the channel cross-sectional areas of a majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element, preferably have the same geometric shape. If channel cross-sectional areas of different channels have the same geometric shape, this does not necessarily mean that they are also of the same size, i. H. have the same area.

Kanäle mit symmetrischen Kanalquerschnittsflächen haben beispielsweise den Vorteil gegenüber unregelmäßig geformten Kanälen, dass eine Verjüngung bzw. Verringerung der Kanalquerschnittsfläche über einen Längenabschnitt konstruktiv und herstellungstechnisch einfach umzusetzen ist.Channels with symmetrical channel cross-sectional areas have the advantage over irregularly shaped channels, for example, that tapering or reducing the channel cross-sectional area over a length section is easy to implement in terms of construction and manufacturing technology.

Vorzugsweise verringert bzw. verringern sich die Kanalquerschnittsfläche(n) im ersten Längenabschnitt gemäß einer monoton, weiter bevorzugt streng monoton, fallenden Funktion und/oder gemäß einer glatten Funktion, wobei sich die Kanalquerschnittsfläche(n) im ersten Längenabschnitt besonders bevorzugt gemäß einer linearen Funktion verringert bzw. verringern.The channel cross-sectional area (s) in the first length section preferably decreases or decrease according to a monotonous, more preferably strictly monotonous, falling function and / or according to a smooth function, the channel cross-section area (s) in the first length section particularly preferably decreasing according to a linear function or reduce.

Alternativ oder zusätzlich verringert bzw. verringern sich vorzugsweise die Kanalquerschnittsfläche(n) im dritten Längenabschnitt gemäß einer monoton, weiter bevorzugt streng monoton, fallenden Funktion und/oder gemäß einer glatten Funktion. Besonders bevorzugt verringert bzw. verringern sich die Kanalquerschnittsfläche(n) im dritten Längenabschnitt gemäß einer linearen Funktion. Ein Beispiel für eine derartige Verringerung der Kanalquerschnittsfläche ist ein konischer Konfusor.Alternatively or additionally, the channel cross-sectional area (s) in the third length section preferably decrease or decrease according to a monotonous, more preferably strictly monotonous, falling function and / or according to a smooth function. The channel cross-sectional area (s) in the third length section is particularly preferably reduced or decreased according to a linear function. An example of such a reduction in the channel cross-sectional area is a conical confuser.

Unter einer Verringerung der Kanalquerschnittsfläche „gemäß einer glatten Funktion“ ist zu verstehen, dass die gesamte Wandungsfläche knickfrei, d. h. insbesondere auch stufenlos ausgebildet ist. Beispielsweise weisen die Wände des Kanals bzw. der Kanäle insbesondere keine Unstetigkeiten wie z. B. Stufen auf. Ein Beispiel für eine derartige Verringerung der Kanalquerschnittsfläche ist ein Übergangsdiffusor. Im Unterschied zu einem Stufendiffusor sorgt er für einen geringeren Druckverlust und infolge geringerer Turbulenzbildung für eine höhere Homogenität der Strömung. Die Verringerung der Kanalquerschnittsfläche gemäß einer linearen Funktion bedeutet, dass die Neigung der gesamten Wandungsfläche oder eines Längsstreifens, d. h. Ausschnitts, der Wandung des bzw. der Kanäle über den gesamten ersten bzw. dritten Längenabschnitt den gleichen Winkel relativ zu der Erstreckungsrichtung des bzw. der Kanäle aufweist.A reduction in the cross-sectional area of the duct “in accordance with a smooth function” is to be understood to mean that the entire wall area is free of kinks, ie. H. in particular is also designed to be stepless. For example, the walls of the channel or channels in particular have no discontinuities such as e.g. B. levels. An example of such a reduction in the cross-sectional area of the duct is a transition diffuser. In contrast to a step diffuser, it ensures a lower pressure drop and, due to less turbulence, a higher homogeneity of the flow. The reduction of the duct cross-sectional area according to a linear function means that the inclination of the entire wall surface or a longitudinal strip, i.e. H. Detail, the wall of the channel or channels over the entire first or third length section has the same angle relative to the direction of extension of the channel or channels.

Durch eine derartige kontinuierliche Querschnittsverringerung kann beispielsweise die Homogenität der Strömung weiter verbessert werden, beispielsweise können Turbulenzen verringert werden. Such a continuous reduction in cross-section can, for example, further improve the homogeneity of the flow; for example, turbulence can be reduced.

Die Kanalquerschnittsfläche(n) kann bzw. können sich im ersten Längenabschnitt entlang einer einzigen Richtung quer, vorzugsweise senkrecht, zur Erstreckungsrichtung verringern. Alternativ kann bzw. können sich die Kanalquerschnittsfläche(n) im ersten Längenabschnitt entlang mindestens zweier voneinander verschiedener Richtungen quer, vorzugsweise senkrecht, zur Erstreckungsrichtung verringern.The channel cross-sectional area (s) can decrease in the first length section along a single direction transverse, preferably perpendicular, to the direction of extension. Alternatively, the channel cross-sectional area (s) can decrease in the first length section along at least two different directions transversely, preferably perpendicularly, to the direction of extension.

Die Kanalquerschnittsfläche(n) kann bzw. können sich im dritten Längenabschnitt entlang einer einzigen Richtung quer, vorzugsweise senkrecht, zur Erstreckungsrichtung verringern. Alternativ kann bzw. können sich die Kanalquerschnittsfläche(n) im dritten Längenabschnitt entlang mindestens zweier voneinander verschiedener Richtungen quer, vorzugsweise senkrecht, zur Erstreckungsrichtung verringern.The channel cross-sectional area (s) can decrease in the third length section along a single direction transverse, preferably perpendicular, to the direction of extension. Alternatively, the channel cross-sectional area (s) can decrease in the third length section along at least two different directions transversely, preferably perpendicularly, to the direction of extension.

Mit der Verringerung der Kanalquerschnittsfläche entlang einer einzigen Richtung ist eine zweidimensionale Verengung des Kanals bzw. der Kanäle gemeint. Beispielsweise kann die Höhe des Kanals bzw. der Kanäle konstant sein, während sich ein Abstand der Seitenwände über den entsprechenden Längenabschnitt hinweg verringert, Ebenso kann z. B. der Abstand der Seitenwände konstant sein und die Höhe des Kanals abnehmen. Analog ist mit einer Verringerung der Querschnittsfläche in zwei voneinander verschiedenen Richtungen eine zweidimensionale Verengung des Kanals bzw. der Kanäle gemeint.The reduction of the channel cross-sectional area along a single direction means a two-dimensional narrowing of the channel or channels. For example, the height of the channel or channels can be constant, while a distance between the side walls decreases over the corresponding length section. B. the distance between the side walls be constant and decrease the height of the channel. Analogously, a reduction in the cross-sectional area in two different directions means a two-dimensional narrowing of the channel or channels.

Dadurch sind beispielsweise verschiedene Möglichkeiten für die Gestaltung der Kanäle gegeben.This provides various options for the design of the channels, for example.

Vorzugsweise ist die Erstreckungsrichtung gerade, d. h. geradlinig, also nicht gekrümmt, und die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung mindestens eines Kanals, bevorzugt einer Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements sind jeweils derart angeordnet und/oder orientiert, dass die Erstreckungsrichtung durch ihren jeweiligen Flächenschwerpunkt, d. h sowohl durch den Flächenschwerpunkt der Eintrittsöffnung als auch durch den Flächenschwerpunkt der Austrittsöffnung, verläuft. Weiter bevorzugt verläuft die Erstreckungsrichtung des mindestens einen Kanals, vorzugsweise der Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements parallel zum Baufeld, und/oder die Erstreckungsrichtungen der Mehrheit der Kanäle, vorzugsweise aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements verlaufen parallel zueinander.Preferably, the direction of extension is straight, i. H. rectilinear, i.e. not curved, and the inlet opening and the outlet opening of at least one channel, preferably a majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element are each arranged and / or oriented in such a way that the direction of extension is determined by their respective centroid, i.e. h runs through both the center of gravity of the inlet opening and the center of gravity of the outlet opening. More preferably, the direction of extension of the at least one channel, preferably the majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element runs parallel to the construction field, and / or the directions of extension of the majority of channels, preferably all channels of the flow modification element run parallel to one another.

Eine gerade Erstreckungsrichtung der Kanäle bedeutet, dass eine örtlich und zeitlich gemittelte Richtung eines durch die Eintrittsöffnung in die Strömungsmodifikationseinheit einströmenden Gases im Wesentlichen einer örtlich und zeitlich gemittelten Richtung eines durch die Austrittsöffnung aus der Strömungsmodifikationseinheit ausströmenden Gases entspricht, wobei zur Kompensation von prozessbedingten Schwankungen ein ausreichend großer Mittelungszeitraum vorausgesetzt wird.A straight direction of extension of the channels means that a locally and temporally averaged direction of a gas flowing through the inlet opening into the flow modification unit essentially corresponds to a locally and temporally averaged direction of a gas flowing out through the outlet opening from the flow modification unit, a sufficient to compensate for process-related fluctuations large averaging period is assumed.

Durch eine derartige Ausbildung des Strömungsmodifikationselements ist es beispielweise möglich, eine Verjüngung bzw. Verringerung der Kanalquerschnittsfläche über einen Längenabschnitt konstruktiv und herstellungstechnisch einfach umzusetzen. Zudem können die Kanäle des Strömungsmodifikationselement beispielsweise auf einfache Art und Weise in Zeilen und Spalten, d. h. in Form einer Matrix, wie weiter unten beschrieben, angeordnet sein. Insgesamt ist damit beispielweise eine effektive Nutzung des Körpers des Strömungsmodifikationselements möglich.Such a configuration of the flow modification element makes it possible, for example, to implement a tapering or reducing the channel cross-sectional area over a length section in a constructionally and technically simple manner. In addition, the channels of the flow modification element can be arranged in rows and columns, e.g. H. in the form of a matrix, as described below. Overall, for example, an effective use of the body of the flow modification element is possible.

Vorzugsweise umfasst der erste Längenabschnitt mindestens 30%, weiter bevorzugt mindestens 40%, noch weiter bevorzugt mindestens 50% der Gesamtlänge des mindestens einen Kanals, bevorzugt der Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung. Alternativ oder zusätzlich beträgt ein Neigungswinkel der Wandung des Kanals bzw. der Kanäle relativ zur Erstreckungsrichtung des Kanals bzw. der Kanäle im ersten Längenabschnitt vorzugsweise mindestens 1°, weiter bevorzugt mindestens 2°, besonders bevorzugt mindestens 3° und/oder vorzugsweise höchstens 20°, weiter bevorzugt höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 5°.The first length section preferably comprises at least 30%, more preferably at least 40%, even more preferably at least 50% of the total length of the at least one channel, preferably the majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element between the inlet opening and the outlet opening. Alternatively or additionally, an angle of inclination of the wall of the channel or channels relative to the direction of extension of the channel or channels in the first length section is preferably at least 1 °, more preferably at least 2 °, particularly preferably at least 3 ° and / or preferably at most 20 °, more preferably at most 10 °, particularly preferably at most 5 °.

Je flacher der Neigungswinkel der Wandung bzw. des sich verjüngenden Teils der Wandung im ersten Längenabschnitt gewählt werden kann, desto besser liegt eine Teilgasströmung an der Wandung an bzw. desto geringer ist das Risiko einer Ablösung der Teilgasströmung von der Wandung und eine damit einhergehende Turbulenzbildung und sowie Verungleichmäßigung der Geschwindigkeit. Dies begünstigt einen turbulenzarmen Strömungsverlauf.The flatter the angle of inclination of the wall or of the tapering part of the wall can be selected in the first length section, the better is a partial gas flow against the wall or the less is the risk of the partial gas flow separating from the wall and the associated turbulence formation and as well as speed unevenness. This favors a low-turbulence flow pattern.

Vorzugsweise beträgt ein Neigungswinkel der Wandung des Kanals bzw. der Kanäle relativ zur Erstreckungsrichtung des Kanals bzw. der Kanäle im dritten Längenabschnitt mindestens 5°, weiter bevorzugt mindestens 10°, besonders bevorzugt mindestens 15° und/oder höchstens 40°, weiter bevorzugt höchstens 30°, besonders bevorzugt höchstens 20°. Je flacher der Neigungswinkel der Wandung bzw. des sich verjüngenden Teils der Wandung im ersten Längenabschnitt gewählt werden kann, desto geringer fällt der durch diesen Abschnitt verursachte Druckverlust durch Reibung infolge des Aufprallens bzw. Umlenkens der Gasmoleküle.An angle of inclination of the wall of the channel or channels relative to the direction of extension of the channel or channels in the third length section is preferably at least 5 °, more preferably at least 10 °, particularly preferably at least 15 ° and / or at most 40 °, further preferably at most 30 °, particularly preferably at most 20 °. The flatter the angle of inclination of the wall or of the tapering part of the wall in the first length section, the lower falls the pressure loss caused by this section due to friction due to the impact or deflection of the gas molecules.

Vorzugsweise beträgt die Gesamtlänge des mindestens einen Kanals, bevorzugt der Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements entlang der Erstreckungsrichtung mindestens 5 cm, weiter bevorzugt mindestens 10 cm, besonders bevorzugt mindestens 15 cm.The total length of the at least one channel, preferably the majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element along the direction of extension is at least 5 cm, more preferably at least 10 cm, particularly preferably at least 15 cm.

Vorzugsweise nimmt der zweite Längenabschnitt mindestens 10%, weiter bevorzugt mindestens 20% einer Gesamtlänge des mindestens einen Kanals, bevorzugt der Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung ein. Alternativ oder zusätzlich entspricht die Länge des zweiten Längenabschnitts entlang der Erstreckungsrichtung vorzugsweise mindestens dem Dreifachen, weiter bevorzugt mindestens dem Fünffachen, besonders bevorzugt mindestens dem Zehnfachen der längsten Diagonale oder des Durchmessers der Kanalquerschnittsfläche im zweiten Längenabschnitt.The second length section preferably takes up at least 10%, more preferably at least 20% of a total length of the at least one channel, preferably the majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element between the inlet opening and the outlet opening. Alternatively or additionally, the length of the second length section along the direction of extension preferably corresponds to at least three times, more preferably at least five times, particularly preferably at least ten times the longest diagonal or the diameter of the channel cross-sectional area in the second length section.

Eine derartige Gestaltung des zweiten Längenabschnitts sorgt für eine verbesserte Reduzierung von Turbulenzen, insbesondere von Störströmungen quer zur Erstreckungsrichtung des jeweiligen Kanals.Such a design of the second length section ensures an improved reduction of turbulence, in particular of disturbing currents transverse to the direction of extension of the respective channel.

Vorzugsweise umfasst eine minimale Kanalquerschnittsfläche zumindest eines Kanals, bevorzugt einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt aller Kanäle höchstens 90%, weiter bevorzugt höchstens 60%, besonders bevorzugt höchstens 30% einer maximalen Kanalquerschnittsfläche des Kanals bzw. der jeweiligen Kanäle. Damit ist es beispielsweise möglich, eine Gasströmung mit besonders vorteilhaften Strömungseigenschaften zu erzeugen bzw. in die Prozesskammer einzuleiten.A minimum channel cross-sectional area preferably comprises at least one channel, preferably a majority of the channels, particularly preferably all channels at most 90%, further preferably at most 60%, particularly preferably at most 30% of a maximum channel cross-sectional area of the channel or the respective channels. This makes it possible, for example, to generate a gas flow with particularly advantageous flow properties or to introduce it into the process chamber.

Vorzugsweise beträgt eine minimale Kanalquerschnittsfläche des Kanals bzw. der Kanäle mindestens 10mm2, weiter bevorzugt mindestens 30mm2, noch weiter bevorzugt mindestens 50mm2 und/oder vorzugsweise höchstens 200 mm2, weiter bevorzugt höchstens 150mm2, noch weiter bevorzugt höchstens 100mm2. Alternativ oder zusätzlich beträgt eine maximale Kanalquerschnittsfläche des Kanals bzw. der Kanäle mindestens 100mm2, weiter bevorzugt mindestens 150mm2, noch weiter bevorzugt mindestens 200mm2 und/oder vorzugsweise höchstens 800 mm2, weiter bevorzugt höchstens 500mm2, noch weiter bevorzugt höchstens 300mm2.Preferably a minimum passage sectional area of the channel or channels at least 10mm 2, more preferably at least 30mm 2, even more preferably at least 50 mm 2 and / or preferably at most 200 mm 2, more preferably at most 150 mm 2, still more preferably not more than 100mm. 2 Alternatively or in addition, a maximum passage cross sectional area of the channel or channels at least 100mm 2, more preferably at least 150mm 2, more preferably still at least 200mm 2, and / or preferably at most 800 mm 2, more preferably at most 500 mm 2, still more preferably not more than 300mm 2 .

Ein Wert für die minimale Kanalquerschnittsfläche kann z. B. in Abhängigkeit einer Reinigbarkeit der Kanäle des Strömungsmodifikationselements gewählt sein.A value for the minimum channel cross-sectional area can e.g. B. can be selected depending on a cleanability of the channels of the flow modification element.

Vorzugsweise ist ein Wert für die minimale und/oder maximale Kanalquerschnittsfläche des Kanals bzw. der Kanäle im ersten, zweiten und dritten Längenabschnitt des Strömungsmodifikationselements in Abhängigkeit eines vorgegebenen Werts für eine Gasaustrittsgeschwindigkeit gewählt, mit der ein bzw. alle Teilgasströme im Betrieb aus der/den Austrittsöffnung(en) des Strömungsmodifikationselements in die Prozesskammer austritt/austreten, oder in Abhängigkeit eines vorgegebenen Werts für eine Geschwindigkeit, die ein Gesamtgasstrom in einer bestimmten Distanz zu der/den Austrittsöffnung(en) des Strömungsmodifikationselements in die Prozesskammer aufweist, z. B. über dem nächstliegenden Rand des Baufelds. Die Gasaustrittsgeschwindigkeit kann zusätzlich materialabhängig eingestellt werden und z. B. 3 m/s betragen.A value for the minimum and / or maximum channel cross-sectional area of the channel or channels in the first, second and third longitudinal section of the flow modification element is preferably selected as a function of a predetermined value for a gas outlet velocity with which one or all partial gas flows during operation from or Exit opening (s) of the flow modification element exits / exit into the process chamber, or depending on a predetermined value for a speed which has a total gas flow at a certain distance from the outlet opening (s) of the flow modification element into the process chamber, e.g. B. over the nearest edge of the construction site. The gas outlet speed can also be set depending on the material and z. B. 3 m / s.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die minimale Kanalquerschnittsfläche zumindest eines ersten Kanals kleiner als die minimale Kanalquerschnittsfläche zumindest eines zweiten Kanals, wobei der zumindest eine erste Kanal im eingebauten Zustand des Strömungsmodifikationselements vorzugsweise oberhalb des zumindest einen zweiten Kanals liegt. Dadurch, dass der erste Kanal in einer vertikalen Richtung (senkrecht zum Baufeld) oberhalb, d. h. weiter entfernt von dem Baufeld, liegt, kann eine Staffelung der Austrittsgeschwindigkeiten des Gases aus den Kanälen erzielt werden. Insbesondere kann dadurch bewirkt werden, dass die Austrittsgeschwindigkeit weiter unten, d. h. in Baufeldnähe, geringer ist als weiter oben, was beispielsweise einerseits ein Verblasen des unverfestigten Aufbaumaterials verhindern kann, andererseits einen schnelleren Abtransport von Verunreinigungen aus dem Bereich oberhalb des Baufelds bewirken kann.According to a further preferred embodiment of the invention, the minimum channel cross-sectional area of at least one first channel is smaller than the minimum channel cross-sectional area of at least one second channel, the at least one first channel preferably being above the at least one second channel in the installed state of the flow modification element. The fact that the first channel in a vertical direction (perpendicular to the construction field) above, ie. H. further away from the construction site, staggering of the gas exit speeds from the channels can be achieved. In particular, this can result in the exit speed being further down, i. H. in the vicinity of the construction site is lower than above, which on the one hand can prevent the unsolidified construction material from being blown away and on the other hand can cause contaminants to be removed more quickly from the area above the construction site.

Vorzugsweise entspricht die Kanalquerschnittsfläche des zweiten Längenabschnitts einer minimalen Kanalquerschnittsfläche des ersten Längenabschnitts und/oder des dritten Längenabschnitts. Damit ist es möglich, einen stetigen, d. h. nicht gestuften Übergang zwischen den Längenabschnitten bereitzustellen, was die Strömungseigenschaften, insbesondere die Homogenität der Teilströme weiter verbessern kann.The channel cross-sectional area of the second longitudinal section preferably corresponds to a minimum channel cross-sectional area of the first longitudinal section and / or the third longitudinal section. This makes it possible to achieve a constant, i.e. H. to provide non-stepped transition between the length sections, which can further improve the flow properties, in particular the homogeneity of the partial flows.

Vorzugsweise entspricht in mindestens einem Kanal, bevorzugt in einer Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt in allen Kanälen des Strömungsmodifikationselements eine Kanalquerschnittsfläche der Eintrittsöffnung im Wesentlichen einer Kanalquerschnittsfläche der Austrittsöffnung. Damit kann z. B. bei parallelen Erstreckungsrichtungen der Kanäle eine enge Staffelung der Kanäle im Strömungsmodifikationselement gewählt werden und eine Fläche der Stege zwischen den Eintrittsöffnungen bzw. Austrittsöffnungen kann vermindert werden. Dies kann beispielsweise eine Reduzierung oder Abschwächung von Richtungsänderungen der Gasströmung insbesondere auf der Gaseintrittsseite und eine Verminderung von Turbulenzen bewirken. Außerdem kann hierdurch beispielsweise ein Druckverlust durch Reibung durch das Strömungsmodifikationselement bzw. eine Druckdifferenz zwischen einem Raum vor dem Strömungsmodifikationselement und in einem Raum nach dem Strömungsmodifikationselement vermindert werden. Insgesamt bewirkt diese bevorzugte Ausgestaltungsform also eine Verbesserung der Strömungseigenschaften.In at least one channel, preferably in a majority of the channels, more preferably in all channels of the flow modification element, a channel cross-sectional area of the inlet opening essentially corresponds to a channel cross-sectional area of the outlet opening. So z. B. with parallel directions of extension of the channels a narrow staggering of the channels in Flow modification element can be selected and an area of the webs between the inlet openings or outlet openings can be reduced. This can, for example, reduce or weaken changes in direction of the gas flow, particularly on the gas inlet side, and reduce turbulence. In addition, this can reduce, for example, a pressure loss due to friction due to the flow modification element or a pressure difference between a space in front of the flow modification element and in a space after the flow modification element. Overall, this preferred embodiment therefore improves the flow properties.

Vorzugsweise beträgt eine Zahl der Kanäle des Strömungsmodifikationselements mindestens 50, vorzugsweise mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 150 und/oder höchstens 500, vorzugsweise höchstens 300, besonders bevorzugt höchstens 200.A number of the channels of the flow modification element is preferably at least 50, preferably at least 100, particularly preferably at least 150 and / or at most 500, preferably at most 300, particularly preferably at most 200.

Vorzugsweise ist das Strömungsmodifikationselement in einer Aussparung einer Wandung der Prozesskammer angeordnet und ein minimal umgebendes Rechteck um die Austrittsöffnungen erstreckt sich weiter bevorzugt im Wesentlichen ausgehend von einer Ebene des Baufelds, d. h. der Arbeitsebene, nach oben hin erstreckt.The flow modification element is preferably arranged in a cutout in a wall of the process chamber and a minimally surrounding rectangle around the outlet openings extends further preferably essentially starting from a plane of the construction field, i. H. the working level, extends upwards.

Alternativ dazu kann das Strömungsmodifikationselement von der Arbeitsebene, d. h. der Ebene des Baufelds, beabstandet sein. Dies führt zu einer Beabstandung der in die Prozesskammer eingelassenen Teilgasströme, wodurch eine unerwünschte Turbulenzneigung durch eine Interaktion der Teilgasströme mit einem unbewegten oder nicht gerichtet durchströmten Prozessgasvolumen oberhalb der Arbeitsebene steigt. Daher ist es bevorzugt, dass die Austrittsöffnungen des Strömungsmodifikationselements möglichst nahe, insbesondere unmittelbar angrenzend an die Arbeitsebene bzw. die Ebene des Baufelds vorgesehen sind.Alternatively, the flow modification element can be viewed from the working plane, i. H. the level of the construction site. This leads to a spacing of the partial gas flows let into the process chamber, as a result of which an undesirable tendency to turbulence due to an interaction of the partial gas flows with an unmoved or non-directional flow of process gas volume increases above the working level. It is therefore preferred that the outlet openings of the flow modification element are provided as close as possible, in particular directly adjacent to the working level or the level of the construction field.

Als Synonym für das „minimal umgebende Rechteck“, d. h. ein minimales (gedachtes) Rechteck an der Gasaustrittsseite des Strömungsmodifikationselements, in dem alle Austrittsöffnungen des Strömungsmodifikationselements liegen, kann eine zweidimensionale bounding box gelten.As a synonym for the "minimal surrounding rectangle", d. H. a two-dimensional bounding box can apply to a minimal (imaginary) rectangle on the gas outlet side of the flow modification element, in which all outlet openings of the flow modification element lie.

Die Austrittsöffnungen können beispielsweise in einer Ebene der Wandung der Prozesskammer angeordnet sein. Das Strömungsmodifikationselement kann an einem Endstück einer Gaszufuhrleitung angeordnet bzw. in das Endstück eingepasst sein, wozu das Endstück einen entsprechend dimensionierten Innenquerschnitt aufweisen kann. Die Eintrittsöffnungen sind entsprechend von der Prozesskammer beabstandet und der Gaszufuhrleitung zugewandt, aus der im Betrieb Prozessgas durch sie strömt.The outlet openings can be arranged, for example, in one plane of the wall of the process chamber. The flow modification element can be arranged on an end piece of a gas supply line or can be fitted into the end piece, for which purpose the end piece can have a correspondingly dimensioned inner cross section. The inlet openings are correspondingly spaced from the process chamber and face the gas supply line from which process gas flows through them during operation.

Vorzugsweise erstrecken sich die Austrittsöffnungen des Strömungsmodifikationselements bis in eine Höhe von mindestens 4 cm, weiter bevorzugt mindestens 6 cm, noch weiter bevorzugt mindestens 8 cm und/oder höchstens 30 cm, weiter bevorzugt höchstens 20 cm, noch weiter bevorzugt höchstens 15 cm über der Ebene des Baufelds. Somit ist das Strömungsmodifikationselement beispielsweise in einem baufeldnahen, d. h. unteren Höhenbereich der Prozesskammer angeordnet, so dass ein durch das Strömungsmodifikationselement in die Prozesskammer eingeleiteter Gasstrom die Prozesskammer im Wesentlichen in dem unteren, d. h. baufeldnahen Höhenbereich durchströmen kann, was zu einem effizienten Abtransport von Verunreinigungen direkt an deren Entstehungsort führen kann.The outlet openings of the flow modification element preferably extend to a height of at least 4 cm, more preferably at least 6 cm, even more preferably at least 8 cm and / or at most 30 cm, more preferably at most 20 cm, even more preferably at most 15 cm above the plane of the construction site. The flow modification element is thus, for example, in a construction site-near, ie. H. arranged lower height region of the process chamber, so that a gas flow introduced into the process chamber by the flow modification element essentially moves the process chamber in the lower, ie. H. can flow through the height range close to the construction site, which can lead to an efficient removal of contaminants directly to their point of origin.

Vorzugsweise umfasst die Herstellvorrichtung weiter einen Gasauslass zum Ausleiten von Prozessgas aus der Prozesskammer, wobei der Gasauslass vorzugsweise auf einer dem Strömungsmodifikationselement gegenüber liegenden Seite der Prozesskammer ebenfalls baufeldnah angeordnet ist. Damit kann ein Gasstrom innerhalb der Prozesskammer zwischen dem Gaseinlass in die Prozesskammer (unter Durchströmung des Strömungsmodifikationselements) und dem Gasauslass aus der Prozesskammer erzeugt werden, der an eine Bodenfläche der Prozesskammer bzw. an das Baufeld angrenzt und lokal auf einen unteren Bereich einer Höhenerstreckung der Prozesskammer begrenzt ist. Somit kann eine verbesserte Abfuhr von Verunreinigungen, die im Zuge des Verfestigungsprozesses entstehen, zumindest aus einem Bereich der Prozesskammer oberhalb des Baufelds erzielt werden.The manufacturing device preferably further comprises a gas outlet for discharging process gas from the process chamber, the gas outlet preferably also being arranged on a side of the process chamber that is opposite the flow modification element. A gas flow can thus be generated within the process chamber between the gas inlet into the process chamber (with flow through the flow modification element) and the gas outlet from the process chamber, which adjoins a bottom surface of the process chamber or the construction field and locally on a lower region of a vertical extension of the process chamber is limited. Improved removal of contaminants that arise in the course of the solidification process can thus be achieved at least from a region of the process chamber above the construction site.

Vorzugsweise sind die Kanäle des Strömungsmodifikationselements in Form einer dreidimensionalen Matrix angeordnet und zum Erzeugen einer Hauptströmung über dem Baufeld ausgebildet. Weiter bevorzugt umfasst die Matrix mindestens zwei, noch weiter bevorzugt mindestens drei, noch weiter bevorzugt mindestens fünf Zeilen und/oder mindestens fünf, noch weiter bevorzugt mindestens zehn, noch weiter bevorzugt mindestens zwanzig Spalten.The channels of the flow modification element are preferably arranged in the form of a three-dimensional matrix and designed to generate a main flow over the construction field. More preferably, the matrix comprises at least two, even more preferably at least three, even more preferably at least five rows and / or at least five, even more preferably at least ten, even more preferably at least twenty columns.

Als eine Matrix wird eine regelmäßige gerasterte Anordnung der Kanäle verstanden. Die Zeilen sind vorzugsweise parallel zum Baufeld und in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Die Spalten sind vorzugsweise senkrecht zum Baufeld und in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Damit ist beispielsweise eine Ausrichtung an der Arbeitsebene bzw. der Ebene des Baufelds möglich. Dies kann zu einer Vergleichmäßigung der Strömungseigenschaften oberhalb des Baufelds bzw. in einem das Baufeld umgebenden Bereich führen.A regular grid arrangement of the channels is understood as a matrix. The lines are preferably arranged parallel to the construction site and at the same distance from each other. The columns are preferably arranged perpendicular to the construction field and at the same distance from one another. This enables, for example, alignment with the working level or the level of the construction site. This can even out the Flow properties above the construction site or in an area surrounding the construction site.

Vorzugsweise nimmt die aufsummierte Fläche der Austrittsöffnungen des Strömungsmodifikationselements, die den Kanälen der Matrix angehören, einen Anteil einer Fläche eines „minimal umgebenden Rechtecks“ ein, welches das Feld der Austrittsöffnungen fugenlos umrahmt, der mindestens 70%, bevorzugt mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90% beträgt. Diese Ausgestaltungsform bietet den Vorteil schmaler Stege zwischen den Austrittsöffnungen und somit kleiner Zwischenräume zwischen den Teilgasströmen. Je kleiner die Zwischenräume zwischen den Teilgasströmen ausfallen, die aus den einzelnen Austrittsöffnungen in die Prozesskammer strömen, desto geringer ist die Turbulenzbildung und desto höher die Laminarität der Hauptströmung.The total area of the outlet openings of the flow modification element, which belong to the channels of the matrix, preferably takes up a portion of an area of a “minimally surrounding rectangle” which seamlessly frames the field of the outlet openings, which is at least 70%, preferably at least 80%, particularly preferably at least Is 90%. This embodiment offers the advantage of narrow webs between the outlet openings and thus small gaps between the partial gas flows. The smaller the gaps between the partial gas flows that flow from the individual outlet openings into the process chamber, the less turbulence and the higher the laminarity of the main flow.

Vorzugsweise entspricht eine maximale horizontale Erstreckung der Matrix von Kanälen des Strömungsmodifikationselements mindestens einer Erstreckung einer nächstliegenden Seite im Falle eines rechteckigen Baufelds oder mindestens einem Durchmesser im Falle eines kreisförmigen Baufelds, weiter bevorzugt mindestens 110%, noch weiter bevorzugt mindestens 120% der Seitenlänge oder des Durchmessers. Alternativ oder zusätzlich entspricht vorzugsweise eine maximale vertikale Erstreckung der Matrix von Kanälen des Strömungsmodifikationselements höchstens einer Hälfte, weiter bevorzugt höchstens einem Drittel, noch weiter bevorzugt höchstens einem Viertel, noch weiter bevorzugt höchstens einem Fünftel der maximalen Innenhöhe der Prozesskammer.Preferably, a maximum horizontal extension of the matrix of channels of the flow modification element corresponds to at least one extension of a closest side in the case of a rectangular construction field or at least one diameter in the case of a circular construction field, more preferably at least 110%, even more preferably at least 120% of the side length or the diameter . Alternatively or additionally, a maximum vertical extension of the matrix of channels of the flow modification element preferably corresponds to at most one half, more preferably at most one third, still more preferably at most one quarter, still more preferably at most one fifth of the maximum inner height of the process chamber.

Die maximale vertikale Erstreckung der Matrix entspricht vorzugsweise einem baufeldnahen Höhenbereich der Prozesskammer, d. h. einem unteren Bereich eines maximalen Abstands des Baufelds von einer Prozesskammerdecke. Unter einem „maximalen Abstand“ ist der Abstand des Baufelds von einem höchsten Punkt des Innenraums bzw. Hohlraums der Prozesskammer, d. h. eine maximale lichte Höhe der Prozesskammer zu verstehen, z. B. innerhalb eines an das Baufeld angrenzenden Bereichs der Prozesskammer (also des Hohlraums) mit einer Höhenerstreckung von 10% oder 15% des maximalen Abstands.The maximum vertical extent of the matrix preferably corresponds to a height range of the process chamber close to the construction field, i. H. a lower area of a maximum distance of the construction field from a process chamber ceiling. A “maximum distance” is the distance of the construction field from a highest point of the interior or cavity of the process chamber, i. H. to understand a maximum clear height of the process chamber, e.g. B. within an area of the process chamber (ie the cavity) adjacent to the construction site with a height extension of 10% or 15% of the maximum distance.

Die maximale horizontale bzw. vertikale Erstreckung der Matrix von Kanälen des Strömungsmodifikationselements kann z. B. anhand eines minimal umgebenden Rechtecks, d. h. einer zweidimensionalen bounding box, um die Austrittsöffnungen der Kanäle auf der Gasaustrittsseite ermittelt werden.The maximum horizontal or vertical extension of the matrix of channels of the flow modification element can, for. B. using a minimally surrounding rectangle, d. H. a two-dimensional bounding box to determine the outlet openings of the channels on the gas outlet side.

Durch eine derartige Ausgestaltung des Strömungsmodifikationselements bzw. Abmessung der Matrix kann beispielsweise erzielt werden, dass ein großer horizontaler Bereich des Baufelds bzw. der Prozesskammer, insbesondere die gesamte Fläche des Baufelds, zuverlässig überströmt bzw. durchströmt wird. Dies begünstigt einen effektiven Abtransport von Verunreinigungen in Baufeldnähe, d. h. nahe ihres Entstehungsortes, sodass sich die Verunreinigungen nicht oder lediglich in geringem Umfang weiter in die Prozesskammer hinein ausbreiten können. Somit ist es beispielsweise möglich, eine Präzision des lokalen Energieeintrags bei der selektiven Verfestigung zu erhöhen und dadurch die Qualität des herzustellenden Objekts zu verbessern.Such a configuration of the flow modification element or dimension of the matrix can, for example, ensure that a large horizontal area of the construction field or the process chamber, in particular the entire surface of the construction field, is reliably overflowed or flowed through. This favors the effective removal of contaminants near the construction site, i.e. H. close to their place of origin, so that the impurities cannot spread or can only spread to a small extent further into the process chamber. It is thus possible, for example, to increase the precision of the local energy input during the selective consolidation and thereby to improve the quality of the object to be produced.

Vorzugsweise umfasst das Strömungsmodifikationselement zumindest auf einer horizontal benachbarten Seite der Kanäle zumindest einen Leitkanal, vorzugsweise eine Mehrzahl von Leitkanälen zum Erzeugen einer Leitströmung über einem Boden der Prozesskammer neben dem Baufeld, wobei der Leitkanal bzw. die Leitkanäle den Körper des Strömungsmodifikationselements von der Gaseintrittsseite zu der Gasaustrittsseite durchdringen und eine Eintrittsöffnung auf der Gaseintrittsseite und eine Austrittsöffnung auf der Gasaustrittsseite aufweist/aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind.The flow modification element preferably comprises at least on one horizontally adjacent side of the channels at least one guide channel, preferably a plurality of guide channels for generating a guide flow over a floor of the process chamber next to the construction field, the guide channel or the guide channels the body of the flow modification element from the gas inlet side to the Penetrate gas outlet side and has / have an inlet opening on the gas inlet side and an outlet opening on the gas outlet side and are separated from one another by a wall.

Weiter bevorzugt umfasst bzw. umfassen zumindest ein Leitkanal, bevorzugt eine Mehrheit der Leitkanäle, besonders bevorzugt alle Leitkanäle einen ersten Leitkanal-Längenabschnitt, der an die Gaseintrittsseite anschließt und dessen Leitkanalquerschnittsfläche sich ausgehend von der Eintrittsöffnung entlang einer Erstreckungsrichtung des Leitkanals verringert. Noch weiter bevorzugt umfasst bzw. umfassen der Leitkanal bzw. die Leitkanäle einen zweiten Leitkanal-Längenabschnitt, der an die Gasaustrittsseite anschließt und dessen Leitkanalquerschnittsfläche im Wesentlichen konstant ist, wobei besonders bevorzugt der Leitkanal bzw. die Leitkanäle durch den ersten Leitkanal-Längenabschnitt und den zweiten Leitkanal-Längenabschnitt gebildet sind.More preferably, at least one guide channel, preferably a majority of the guide channels, particularly preferably all guide channels comprise a first guide channel length section which adjoins the gas inlet side and whose guide channel cross-sectional area decreases starting from the inlet opening along an extension direction of the guide channel. Even more preferably, the guide channel or guide channels comprise a second guide channel length section which adjoins the gas outlet side and whose guide channel cross-sectional area is essentially constant, with the guide channel or guide channels being particularly preferably through the first guide channel length section and the second Guide channel length section are formed.

Alternativ oder zusätzlich sind die Kanäle des Strömungsmodifikationselements weiter bevorzugt in einer dreidimensionalen Matrix angeordnet und der Leitkanal bzw. die Leitkanäle ist bzw. sind auf einer horizontal benachbarten Seite der dreidimensionalen Matrix von Kanälen angeordnet.Alternatively or additionally, the channels of the flow modification element are further preferably arranged in a three-dimensional matrix and the guide channel or the guide channels is or are arranged on a horizontally adjacent side of the three-dimensional matrix of channels.

Somit können die Leitkanäle insbesondere ohne einen sich in Strömungsrichtung aufweitenden Längenabschnitt (Diffusor) bereitgestellt sein. Der fehlende Diffusor der Leitkanäle sorgt für eine höhere Austrittsgeschwindigkeit der jeweiligen Teilgasströme aus den Leitkanälen. Die damit einhergehende höhere Turbulenzneigung beeinträchtigt in der Regel nicht die Qualität der Hauptströmung, da die Leitströmung nicht über dem Baufeld, sondern seitlich dazu versetzt strömt. Die Leitströmung kann eine Hauptströmung führen und/oder etwaige Störströmungen aus nicht gerichtet beströmten Bereichen der Prozesskammer abschirmen. Auch hierdurch kann eine Homogenität der Hauptströmung verbessert werden. Als Hauptströmung wird dabei eine Strömung verstanden, die im Betrieb aus den Kanälen bzw. Hauptkanälen, also nicht den Leitkanälen, in die Prozesskammer eintritt und die vorzugsweise im Wesentlichen das gesamte Baufeld überströmt, d. h. das Baufeld global überströmt.The guide channels can thus be provided in particular without a length section (diffuser) widening in the flow direction. The lack of a diffuser in the guide channels ensures a higher exit velocity of the respective partial gas flows from the guide channels. The associated higher tendency to turbulence generally does not affect the quality of the main flow, since the leading flow does not flow over the construction site, but rather offset to the side. The leading flow can be a Lead main flow and / or shield any interfering flows from areas of the process chamber which are not directionally flowed. This can also improve the homogeneity of the main flow. The main flow is understood to be a flow that enters the process chamber from the ducts or main ducts, that is to say not the guide ducts, and which preferably flows essentially over the entire construction field, ie, flows over the construction field globally.

Die Erstreckungsrichtung der Leitkanäle kann parallel zu den Erstreckungsrichtungen der Kanäle der Matrix verlaufen oder abgewinkelt sein, z. B. nicht auf das Baufeld bzw. auf einen Gasauslass, sondern schräg nach außen zur Wandung der Prozesskammer weisen. Mit anderen Worten weist der erste Leitkanal-Längenabschnitt vorzugsweise eine erste Erstreckungsrichtung auf und der zweite Leitkanal-Längenabschnitt weist vorzugsweise eine zweite Erstreckungsrichtung auf, wobei die erste und die zweite Erstreckungsrichtung weiter bevorzugt jeweils gerade sind, und wobei die erste und die zweite Erstreckungsrichtung einen von null verschiedenen Winkel zueinander einschließen. Damit ist es beispielsweise möglich, schräg nach außen, d. h. in einem nach außen gerichteten Winkel zur Hauptströmung, austretenden Leitströmungen in die Prozesskammer einzuleiten.The direction of extension of the guide channels can run parallel to the directions of extension of the channels of the matrix or be angled, e.g. B. not on the construction site or on a gas outlet, but at an angle to the outside of the wall of the process chamber. In other words, the first guide channel length section preferably has a first extension direction and the second guide channel length section preferably has a second extension direction, the first and the second extension direction being further preferably each straight, and the first and the second extension direction being one of Include zero different angles to each other. This makes it possible, for example, obliquely outwards, i.e. H. at an outward angle to the main flow, to discharge leading flow into the process chamber.

Vorzugsweise umfasst das Strömungsmodifikationselement auf beiden horizontal benachbarten Seiten der dreidimensionalen Matrix von Kanälen zumindest einen Leitkanal, vorzugsweise zumindest eine Spalte von Leitkanälen.The flow modification element preferably comprises at least one guide channel, preferably at least one column of guide channels, on both horizontally adjacent sides of the three-dimensional matrix of channels.

Vorzugsweise ist die Leitkanalquerschnittsfläche der Eintrittsöffnung zumindest eines Leitkanals, weiter bevorzugt einer Mehrzahl der Leiteinlasskanäle, noch weiter bevorzugt aller Leitkanäle größer als die Kanalquerschnittsfläche der Eintrittsöffnung zumindest eines Kanals, vorzugsweise einer Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle. Damit kann beispielsweise eine Leitströmung erzielt werden, die einen größeren Volumenstrom pro durchströmtem Volumenelement aufweist als die durch die Kanäle eingeleitete Hauptströmung.The guide channel cross-sectional area of the inlet opening of at least one guide channel, more preferably a plurality of the guide inlet channels, even more preferably all guide channels is larger than the channel cross-sectional area of the inlet opening of at least one channel, preferably a majority of the channels, further preferably all channels. In this way, for example, a guide flow can be achieved which has a larger volume flow per volume element flowed through than the main flow introduced through the channels.

Vorzugsweise umfasst das Strömungsmodifikationselement weiter zumindest ein Leitelement mit zumindest einer Leitfläche zur zumindest abschnittsweisen Führung einer Gasströmung in der Prozesskammer, wobei das zumindest eine Leitelement ein erstes Ende aufweist, welches an dem Strömungsmodifikationselement auf dessen Gasaustrittsseite vorgesehen ist, vorzugsweise wobei das erste Ende des Leitelements spaltfrei an dem Strömungsmodifikationselement vorgesehen ist. Das erste Ende hat vorzugsweise eine vertikale Abmessung, die zumindest einer vertikalen Gesamterstreckung der Austrittsöffnungen der Kanäle und/oder der Leitkanäle entspricht. Weiter umfasst das Leitelement vorzugsweise ein zweites Ende, welches um eine Distanz von den Austrittsöffnungen der Kanäle und/oder der Leitkanäle beabstandet ist, beispielsweise um mindestens 1cm, vorzugsweise um mindestens 5 cm, besonders bevorzugt um mindestens 10 cm. Vorzugsweise umfasst das Leitelement eine Leitfläche, die einer im Betrieb der Beströmungsvorrichtung aus den Kanälen in die Prozesskammer ausströmenden Hauptströmung zugewandt ist und/oder eine Leitfläche, die einem im Betrieb der Beströmungsvorrichtung aus den Leitkanälen ausströmenden Leitströmung zugewandt ist. Vorzugsweise ist eine Richtung, in der sich die zumindest eine Leitfläche erstreckt, an eine Erstreckungsrichtung des zweiten Leitkanal-Längenabschnitts angepasst, wobei die Richtung, in der sich die zumindest eine Leitfläche erstreckt, weiter bevorzugt um einen Winkel von kleiner als 20°, noch weiter bevorzugt kleiner 10°, noch weiter bevorzugt kleiner 5° von der Erstreckungsrichtung des zweiten Leitkanal-Längenabschnitts abweicht, besonders bevorzugt im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung des zweiten Leitkanal-Längenabschnitts ist.The flow modification element preferably further comprises at least one guide element with at least one guide surface for guiding a gas flow in the process chamber at least in sections, the at least one guide element having a first end which is provided on the flow modification element on its gas outlet side, preferably with the first end of the guide element being gap-free is provided on the flow modification element. The first end preferably has a vertical dimension which corresponds to at least one vertical total extent of the outlet openings of the channels and / or the guide channels. Furthermore, the guide element preferably comprises a second end, which is spaced a distance from the outlet openings of the channels and / or the guide channels, for example by at least 1 cm, preferably by at least 5 cm, particularly preferably by at least 10 cm. The guide element preferably comprises a guide surface which faces a main flow flowing out of the channels into the process chamber during operation of the flow device and / or a guide surface which faces a guide flow flowing out of the guide channels during operation of the flow device. A direction in which the at least one guide surface extends is preferably matched to an extension direction of the second guide channel length section, the direction in which the at least one guide surface extends, more preferably by an angle of less than 20 °, even further preferably deviates less than 10 °, still more preferably less than 5 ° from the extension direction of the second guide channel length section, particularly preferably is essentially parallel to the extension direction of the second guide channel length section.

Mit einem derartigen Leitelement ist es beispielsweise möglich, eine durch das Strömungsmodifikationselement in die Prozesskammer eingeleitete Strömung, insbesondere die oben erwähnte Hauptströmung oder Leitströmung, zu Führen und/oder abzuschirmen, was beispielsweise zu einer Verbesserung der Strömungseigenschaften der Strömung führen kann, insbesondere zu einer besseren Homogenisierung der Strömung.With such a guide element, it is possible, for example, to guide and / or shield a flow introduced into the process chamber by the flow modification element, in particular the above-mentioned main flow or guide flow, which can lead, for example, to an improvement in the flow properties of the flow, in particular a better one Homogenization of the flow.

Vorzugsweise sind zumindest zwei Leitelemente an dem Strömungsmodifikationselement vorgesehen, wobei ein erstes der Leitelemente an einem ersten Ende des Strömungsmodifikationselements vorgesehen ist und ein zweites der Leitelemente an einem zweiten Ende des Strömungsmodifikationselements vorgesehen ist, wobei das erste und das zweite Ende des Strömungsmodifikationselements in eine horizontale Richtung, d. h. parallel zu dem Baufeld wenn das Strömungsmodifikationselement in der Prozesskammerwandung angebracht ist, voneinander beabstandet sind.At least two guide elements are preferably provided on the flow modification element, a first of the guide elements being provided on a first end of the flow modification element and a second of the guide elements being provided on a second end of the flow modification element, the first and the second end of the flow modification element being in a horizontal direction , d. H. parallel to the construction field when the flow modification element is mounted in the process chamber wall, are spaced apart from one another.

Damit ist es beispielsweise möglich, für jeden der zwei oben beschriebenen in die Prozesskammer eingeleiteten Leitströmungen ein Leitelement bereitzustellen, was zu einer Verbesserung der Strömungseigenschaften der Leitströmungen führen kann.This makes it possible, for example, to provide a guide element for each of the two guide flows introduced into the process chamber described above, which can lead to an improvement in the flow properties of the guide flows.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts umfasst folgende Schritte:

  • - Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht,
  • - selektives Verfestigen des Aufbaumaterials, insbesondere durch Zuführen von Strahlungsenergie, an Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem die Stellen mittels einer Verfestigungsvorrichtung mit mindestens einem Einwirkbereich, insbesondere einem Strahlungseinwirkbereich eines Energiestrahlbündels, abgetastet werden, und
  • - Wiederholen des schichtweisen Aufbringens und selektiven Verfestigens , bis das Objekt fertiggestellt ist,

wobei das Aufbaumaterial in einem Baubehälter vorgesehen ist, oberhalb des Baubehälters eine Prozesskammer vorgesehen ist, und zwischen dem Baubehälter und der Prozesskammer ein Baufeld vorgesehen ist. Bei dem Verfahren wird zumindest zeitweise während der Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels einer Beströmungsvorrichtung ein Gasstrom in der Herstellvorrichtung erzeugt, wobei die Beströmungsvorrichtung ein Strömungsmodifikationselement zum Einleiten des Gasstroms in die Prozesskammer umfasst. Das Strömungsmodifikationselement umfasst:
  • - einen Körper mit einer Gaseintrittsseite und einer Gasaustrittsseite und
  • - eine Mehrzahl von Kanälen, die den Körper von der Gaseintrittsseite zu der Gasaustrittsseite durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung auf der Gaseintrittsseite und eine Austrittsöffnung auf der Gasaustrittsseite aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche zumindest eines Kanals senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt kürzer als eine Gesamtlänge des Kanals bzw. der Kanäle zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung ist.
A method according to the invention for the additive manufacturing of a three-dimensional object comprises the following steps:
  • - Applying a building material layer by layer,
  • - selective solidification of the building material, in particular by supplying radiation energy, at locations in each layer which are assigned to the cross section of the object in this layer, by scanning the locations by means of a consolidation device with at least one exposure region, in particular an exposure region of an energy beam, and
  • - repeating the layer-by-layer application and selective consolidation until the object is finished,

wherein the building material is provided in a building container, a process chamber is provided above the building container, and a building field is provided between the building container and the process chamber. In the method, a gas flow is generated in the manufacturing device at least temporarily during the production of the three-dimensional object by means of a flow device, the flow device comprising a flow modification element for introducing the gas flow into the process chamber. The flow modification element includes:
  • - a body with a gas inlet side and a gas outlet side and
  • a plurality of channels which penetrate the body from the gas inlet side to the gas outlet side and which have an inlet opening on the gas inlet side and an outlet opening on the gas outlet side and are separated from one another by a wall, a channel cross-sectional area of at least one channel being perpendicular to an extension direction of the channel, preferably the channel cross-sectional areas of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas of all channels, in a first length section of the channel or channels starting from the outlet opening along the extension direction, the first length section being shorter than a total length of the channel or the channel is between the inlet opening and the outlet opening.

Damit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf die Herstellvorrichtung genannten Vorteile auch in einem additiven Herstellverfahren zu erzielen.It is thus possible, for example, to achieve the advantages mentioned above in relation to the manufacturing device in an additive manufacturing process.

Ein erfindungsgemäßes Strömungsmodifikationselement dient zum Einleiten eines Gasstroms in eine Prozesskammer einer Vorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere in eine Prozesskammer einer oben beschriebenen Herstellvorrichtung. Das Strömungsmodifikationselement weist einen Körper mit einer Gaseintrittsseite und einer Gasaustrittsseite auf und eine Mehrzahl von Kanälen, die den Körper von der Gaseintrittsseite zu der Gasaustrittsseite durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung auf der Gaseintrittsseite und eine Austrittsöffnung auf der Gasaustrittsseite aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche zumindest eines Kanals senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt kürzer als eine Gesamtlänge des Kanals bzw. der Kanäle zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung ist.A flow modification element according to the invention is used to introduce a gas stream into a process chamber of a device for additively producing a three-dimensional object, in particular into a process chamber of a manufacturing device described above. The flow modification element has a body with a gas inlet side and a gas outlet side and a plurality of channels which penetrate the body from the gas inlet side to the gas outlet side and which have an inlet opening on the gas inlet side and an outlet opening on the gas outlet side and are separated from one another by a wall , wherein a channel cross-sectional area of at least one channel perpendicular to an extension direction of the channel, preferably the channel cross-sectional areas of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas of all channels, decreases / decreases in a first length section of the channel or channels starting from the outlet opening along the direction of extension , wherein the first length section is shorter than a total length of the channel or channels between the inlet opening and the outlet opening.

Vorzugsweise umfasst das Strömungsmodifikationselement Mittel zum vorzugsweise lösbaren Befestigen des Strömungsmodifikationselements an der Herstellvorrichtung bzw. an deren Prozesskammer, z. B. eine Verschraubung, Klemmung, magnetische Befestigung, o.ä. Damit ist es beispielsweise möglich, ein derartiges Strömungsmodifikationselement als einen Aus- und/oder Nachrüstsatz bereitzustellen, mit der insbesondere eine Herstellvorrichtung auf einfache Art und Weise aus- oder nachgerüstet werden kann. Somit ist das Strömungsmodifikationselement vorzugsweise aus der Prozesskammerwandung lösbar und/oder wechselbar ausgebildet.The flow modification element preferably comprises means for preferably releasably attaching the flow modification element to the manufacturing device or to its process chamber, e.g. B. a screw connection, clamping, magnetic fastening, etc. It is thus possible, for example, to provide such a flow modification element as an equipment and / or retrofit kit with which, in particular, a manufacturing device can be easily upgraded or retrofitted. The flow modification element is thus preferably designed to be detachable and / or exchangeable from the process chamber wall.

Eine erfindungsgemäße Beströmungsvorrichtung dient für eine Herstellvorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Verfestigen von Aufbaumaterial und umfasst das oben beschriebene Strömungsmodifikationselement. Damit ist es beispielsweise möglich, eine Beströmungsvorrichtung zum Aus- oder Nachrüsten einer Herstellvorrichtung bereitzustellen.A flow device according to the invention is used for a production device for the additive production of a three-dimensional object by solidifying construction material in layers and comprises the flow modification element described above. This makes it possible, for example, to provide a flow device for equipping or retrofitting a manufacturing device.

Eine erfindungsgemäße Verwendung eines Strömungsmodifikationselements dient zum Einleiten eines Gasstroms in einer Herstellvorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere in einer oben beschriebenen Herstellvorrichtung, wobei das Strömungsmodifikationselement einen Körper mit einer Gaseintrittsseite und einer Gasaustrittsseite aufweist und eine Mehrzahl von Kanälen, die den Körper von der Gaseintrittsseite zu der Gasaustrittsseite durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung auf der Gaseintrittsseite und eine Austrittsöffnung auf der Gasaustrittsseite aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche zumindest eines Kanals senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt kürzer als eine Gesamtlänge des Kanals bzw. der Kanäle zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung ist. Damit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf die Herstellvorrichtung beschriebenen Wirkungen auch bei der Verwendung eines Strömungsmodifikationselements zu erzielen.An inventive use of a flow modification element is used to introduce a gas flow in a manufacturing device for additively manufacturing a three-dimensional object, in particular in a manufacturing device described above, wherein the flow modification element has a body with a gas inlet side and a gas outlet side and a plurality of channels that separate the body from the Penetrate gas inlet side to the gas outlet side, and which have an inlet opening on the gas inlet side and an outlet opening on the gas outlet side and are separated from one another by a wall, a channel cross-sectional area of at least one channel being perpendicular to an extension direction of the channel, preferably that Channel cross-sectional areas of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas of all channels, in a first length section of the channel or channels starting from the outlet opening along the extension direction, the first length section being shorter than a total length of the channel or channels between the Entry opening and the exit opening is. It is thus possible, for example, to achieve the effects described above in relation to the manufacturing device even when using a flow modification element.

Ein erfindungsgemäßes Beströmungsverfahren dient zum Erzeugen eines Gasstroms in einer Prozesskammer einer Herstellvorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere einer oben beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellvorrichtung, wobei das Beströmungsverfahren zumindest einen Schritt des Erzeugens eines Gasstroms mittels einer Gaszufuhreinrichtung umfasst, sowie einen Schritt des Einleitens des Gasstroms in die Prozesskammer durch ein oben beschriebenes Strömungsmodifikationselement.A flow method according to the invention is used to generate a gas flow in a process chamber of a manufacturing device for additively manufacturing a three-dimensional object, in particular a manufacturing device according to the invention described above, the flow method comprising at least one step of generating a gas stream by means of a gas supply device and a step of introducing the gas stream into the process chamber through a flow modification element described above.

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 Vorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 ist eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte perspektivische Ansicht eines Strömungsmodifikationselements gemäß einer ersten Ausführungsform zur Verwendung in der in 1 gezeigten Herstellvorrichtung,
  • 3 ist eine schematische Schnittansicht eines Kanals des in 2 gezeigten Strömungsmodifikationselements,
  • 4 ist eine schematische Schnittansicht des in 2 gezeigten Strömungsmodifikationselements gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Ebene parallel zur x-y-Ebene und
  • 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der in 4 gezeigten Schnittansicht des Strömungsmodifikationselements.
Further features and advantages of the invention result from the description of exemplary embodiments with reference to the attached drawings.
  • 1 FIG. 2 is a schematic view, partially in section, of a device for additively producing a three-dimensional object according to an embodiment of the present invention, FIG.
  • 2nd FIG. 12 is a schematic perspective view, partly in section, of a flow modification element according to a first embodiment for use in FIG 1 manufacturing device shown,
  • 3rd is a schematic sectional view of a channel of the in 2nd flow modification element shown,
  • 4th is a schematic sectional view of the in 2nd Flow modification element shown according to a second embodiment in a plane parallel to the xy plane and
  • 5 is an enlarged view of a portion of the in 4th shown sectional view of the flow modification element.

Im Folgenden werden mit Bezug auf 1 bis 5 zwei unterschiedliche Ausführungsformen 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. The following are with reference to 1 to 5 two different embodiments of the present invention are described. In the 1 The device shown is a laser sintering or laser melting device 1 . To build an object 2nd it contains a process chamber 3rd with a chamber wall 4th .

Unterhalb der Prozesskammer 3 ist ein nach oben offener Behälter 5, welcher auch als Baubehälter bezeichnet wird, mit einer Behälterwandung 6 angeordnet. In dem Behälter 5 ist ein in einer vertikalen Richtung V bewegbarer Träger 7 angeordnet, an dem eine Grundplatte 8 angebracht ist, die den Behälter 5 nach unten abschließt und damit dessen Boden bildet. Die Grundplatte 8 kann eine getrennt von dem Träger 7 gebildete Platte sein, die an dem Träger 7 befestigt ist, oder sie kann integral mit dem Träger 7 gebildet sein. Je nach verwendetem Aufbaumaterial und Prozess kann auf der Grundplatte 8 noch eine Bauplattform 9 als Bauunterlage angebracht sein, auf der das Objekt 2 aufgebaut wird. Das Objekt 2 kann aber auch auf der Grundplatte 8 selber aufgebaut werden, die dann als Bauunterlage dient.Below the process chamber 3rd is an open container 5 , which is also referred to as a construction container, with a container wall 6 arranged. In the container 5 is one in a vertical direction V movable carrier 7 arranged on which a base plate 8th attached to the container 5 closes down and thus forms its bottom. The base plate 8th can be one separate from the carrier 7 formed plate, which on the carrier 7 is attached, or it can be integral with the carrier 7 be educated. Depending on the construction material and process used, the base plate can be used 8th another build platform 9 be attached as a construction document on which the object 2nd is built up. The object 2nd but can also on the base plate 8th be built yourself, which then serves as a construction document.

Durch die obere Öffnung des Behälters 5 ist eine Arbeitsebene 16 definiert, wobei der innerhalb der Öffnung liegende Bereich der Arbeitsebene 16, der zum Aufbau des Objekts 2 verwendet werden kann, als Baufeld 10 bezeichnet wird. Das Baufeld 10 ist also zwischen dem Behälter 5 und der Prozesskammer 3 vorgesehen. Die Arbeitsebene 16 kann zugleich die zu dem Innenraum der Prozesskammer 3 weisende, d. h. obere, Oberfläche einer Arbeitsplatte sein, welche in 1 nicht gezeigt ist. Die nicht gezeigte Arbeitsplatte bildet zugleich den Boden der Prozesskammer 3 und umgibt den Behälter 5 vorzugsweise allseitig. Die Arbeitsebene 16 ist um eine Prozesskammerhöhe von einer Decke 4a der Prozesskammerwandung 4 beabstandet. Die Prozesskammerhöhe wird auch als maximale lichte Höhe T der Prozesskammer bezeichnet, da ein Deckenbereich der Prozesskammer ein uneinheitliches Höhenniveau, z. B. mit Dachschrägen, aufweisen kann.Through the top opening of the container 5 is a working level 16 defined, the area of the working plane lying within the opening 16 that is used to build the object 2nd can be used as construction site 10th referred to as. The construction site 10th is between the container 5 and the process chamber 3rd intended. The working level 16 can also lead to the interior of the process chamber 3rd facing, ie upper, surface of a worktop, which in 1 is not shown. The worktop, not shown, also forms the bottom of the process chamber 3rd and surrounds the container 5 preferably on all sides. The working level 16 is a process chamber height from a ceiling 4a the process chamber wall 4th spaced. The process chamber height is also called the maximum clear height T referred to the process chamber, since a ceiling area of the process chamber has a non-uniform height level, e.g. B. with sloping ceilings.

In 1 ist das in dem Behälter 5 auf der Bauplattform 9 zu bildende Objekt 2 unterhalb der Arbeitsebene 16 in einem Zwischenzustand dargestellt mit mehreren verfestigten Schichten, umgeben von unverfestigt gebliebenem Aufbaumaterial 11.In 1 is that in the container 5 on the build platform 9 object to be formed 2nd below the working level 16 shown in an intermediate state with several solidified layers, surrounded by unconsolidated building material 11 .

Die Lasersintervorrichtung 1 enthält weiter einen Vorratsbehälter 12 für ein durch elektromagnetische Strahlung verfestigbares pulverförmiges Aufbaumaterial 13 und einen in einer horizontalen Richtung H bewegbaren Beschichter 14 zum Aufbringen des Aufbaumaterials 13 innerhalb des Baufelds 10. Vorzugsweise erstreckt sich der Beschichter 14 quer zu seiner Bewegungsrichtung über den ganzen zu beschichtenden Bereich.The laser sintering device 1 also contains a storage container 12th for a powdery building material that can be solidified by electromagnetic radiation 13 and one in a horizontal direction H movable coater 14 for applying the building material 13 within the construction area 10th . The coater preferably extends 14 across its entire direction to be coated.

Optional kann in der Prozesskammer 3 eine in 1 nicht gezeigte Strahlungsheizung angeordnet sein, die zum Beheizen des aufgebrachten Aufbaumaterials 13 dient. Als Strahlungsheizung kann beispielsweise ein Infrarotstrahler vorgesehen sein.Optionally, in the process chamber 3rd one in 1 Radiant heating, not shown, may be arranged for heating the applied building material 13 serves. For example, an infrared radiator can be provided as the radiant heater.

Die Lasersintervorrichtung 1 enthält ferner eine Verfestigungseinrichtung in Form einer Belichtungsvorrichtung 20 mit einem Laser 21, der ein Energiestrahlbündel in Form eines Laserstrahls 22 erzeugt, der über eine Umlenkvorrichtung 23 umgelenkt und durch eine Fokussiervorrichtung 24 über ein Einkoppelfenster 15, das in einer Decke 4a der Kammerwandung 4 der Prozesskammer 3 angebracht ist, auf die Arbeitsebene 16 fokussiert wird. Der Laserstrahl trifft dabei in einem Strahlungseinwirkbereich bzw. einem Auftreffpunkt oder Auftreffbereich (in 1 nicht gezeigt) in der Arbeitsebene 16 auf. The laser sintering device 1 also includes a solidification device in the form of an exposure device 20th with a laser 21 , which is an energy beam in the form of a laser beam 22 generated by a deflection device 23 deflected and by a focusing device 24th via a coupling window 15 that in a blanket 4a the chamber wall 4th the process chamber 3rd is attached to the working level 16 is focused. The laser beam strikes in a radiation exposure area or an impact point or impact area (in 1 not shown) in the working level 16 on.

Weiter enthält die Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1 einen Gaszufuhrkanal 31 mit einem Gaseinleitelement 32 und einen Gasabfuhrkanal 35 mit einem Gasauslass 34 zum Erzeugen eines Gasstroms 33. Das Gaseinleitelement wird weiter unten mit Bezug auf 2, 3, 4 und 5 näher beschrieben. Der Gasauslass 34 kann aus einer oder mehreren Öffnung(en) in der Prozesskammerwandung 4 gebildet sein. Alternativ kann auch ein weiteres Strömungsmodifikationselement an dem Gasauslass 34 vorgesehen sein. Der Gaszufuhrkanal 31 und der Gasabfuhrkanal 35 stehen mit einer nicht gezeigten Gasfördervorrichtung in Verbindung.The laser sintering or laser melting device also contains 1 a gas supply duct 31 with a gas inlet element 32 and a gas discharge duct 35 with a gas outlet 34 to generate a gas stream 33 . The gas introduction element is described below with reference to 2nd , 3rd , 4th and 5 described in more detail. The gas outlet 34 can be from one or more openings in the process chamber wall 4th be educated. Alternatively, a further flow modification element at the gas outlet can also be used 34 be provided. The gas supply channel 31 and the gas discharge duct 35 are connected to a gas delivery device, not shown.

Das Gaseinleitelement 32 und der Gasauslass 34 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Baufelds 10 und in einem baufeldnahen Höhenbereich der Prozesskammer 3 angeordnet. Bei einer lichten Höhe T der Prozesskammer, d. h. einem maximalen Abstand T der Arbeitsebene 16 bzw. des Baufelds 10 von der Prozesskammerdecke 4a, können das Gaseinleitelement 32 und der Gasauslass 34 beispielsweise innerhalb eines an das Baufeld 10 angrenzenden Bereichs der Prozesskammer 3, der eine Höhenerstreckung von 10% der lichten Höhe T umfasst, angeordnet sein.The gas inlet element 32 and the gas outlet 34 are on opposite sides of the construction site 10th and in a height area of the process chamber close to the construction site 3rd arranged. With a clear height T the process chamber, ie a maximum distance T the working level 16 or the construction site 10th from the process chamber ceiling 4a , the gas inlet element 32 and the gas outlet 34 for example within one to the construction site 10th adjacent area of the process chamber 3rd , which is a height extension of 10% of the clear height T includes, be arranged.

Dabei müssen das Gaseinleitelement 32 und der Gasauslass 34 nicht an die Arbeitsebene 16 grenzen, sondern können auch von dieser beabstandet sein. Das Gaseinleitelement 32 und/oder der Gasauslass 34 können/kann beispielsweise 2 cm oder 5 cm oberhalb der Arbeitsebene 16 vorgesehen sein.The gas inlet element 32 and the gas outlet 34 not to the working level 16 limit, but can also be spaced from this. The gas inlet element 32 and / or the gas outlet 34 can, for example, 2 cm or 5 cm above the working level 16 be provided.

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.A protective gas is preferably used as the gas, which does not undergo any chemical reaction with the building material (inert gas), depending on the building material used, for example nitrogen or argon.

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.The laser sintering device also contains 1 a control unit 29 , about which the individual components of the device 1 can be controlled in a coordinated manner to carry out the construction process. Alternatively, the control unit can also be attached partially or entirely outside the device. The control unit can contain a CPU, the operation of which is controlled by a computer program (software). The computer program can be stored separately from the device on a storage medium from which it can be loaded into the device, in particular into the control unit.

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. Vorzugsweise ist das Aufbaumaterial ein Metallpulver. Bei der Verwendung eines Metallpulvers als Aufbaumaterial ist das Auftreten von Verunreinigungen wie z. B. Spratzer, Rauche, Schmauche, Dämpfe und/oder Gase besonders groß, so dass durch die Erfindung besonders gute Verbesserungen des Herstellungsprozesses bzw. der Qualität und/oder Maßhaltigkeit des herzustellenden Objekts erzielbar sind.Various types of powder can be used as the building material, in particular metal powder, plastic powder, ceramic powder, sand, filled or mixed powder. Instead of powder, other suitable materials can also be used as the building material. The building material is preferably a metal powder. When using a metal powder as a building material, the occurrence of contaminants such. B. spatter, smoke, smoke, vapors and / or gases are particularly large, so that particularly good improvements in the manufacturing process or the quality and / or dimensional accuracy of the object to be produced can be achieved by the invention.

2 zeigt ein Strömungsmodifikationselement 40 zur Verwendung als Gaseinleitelement 32 in der in 1 gezeigten Prozesskammer 3. Vorzugsweise ist das Strömungsmodifikationselement 40 als einstückiges Bauteil ausgebildet. Es kann z. B. mittels eines Spritzgussverfahrens oder eines additiven Fertigungsverfahrens aus einem beliebigen Material, z. B. Metall oder Kunststoff, hergestellt werden. 2nd shows a flow modification element 40 for use as a gas inlet element 32 in the in 1 process chamber shown 3rd . The flow modification element is preferably 40 formed as a one-piece component. It can e.g. B. by means of an injection molding process or an additive manufacturing process from any material, for. B. metal or plastic.

Das Strömungsmodifikationselement 40 ist aus einem Körper aus einem festen Material gebildet, in 2 ein quaderförmiger Körper, der sich im Betrieb der Gaszufuhreinrichtung bündig in den zumindest im Endbereich quaderförmigen Gaszufuhrkanal 31 der Vorrichtung 1 (s. 1) einpasst. Der Körper wird von einer Gaseintrittsseite 41 zu einer Gasaustrittsseite 42 hin von einer Mehrzahl von Kanälen 43, ersten Leitkanälen 51 und zweiten Leitkanälen 52 durchdrungen. Eine bounding box um die Hohlräume der Kanäle 43 und der Leitkanäle 51, 52 entspricht einem Quader mit geringfügigen kleineren Abmessungen als der Körper. An der Gaseintrittsseite 41 weisen die Kanäle 43 und die ersten und zweiten Leitkanäle 51, 52 jeweils eine Eintrittsöffnung 48 (in 1 durch das Strömungsmodifikationselement 40 verdeckt) auf und an der Gasaustrittsseite 42 jeweils eine Austrittsöffnung 49. Die Kanäle 43, die ersten Leitkanäle 51 und die zweiten Leitkanäle 52 sind allseitig durch Wände begrenzt (außer an der Eintrittsöffnung 48 und der Austrittsöffnung 49) und bilden dabei die einzige gasdurchlässige Verbindung von der Gaseintrittsseite 41 durch das Strömungsmodifikationselement 40 hindurch zur Gasaustrittsseite 42. Die Kanäle 43, die ersten Leitkanäle 51 und die zweiten Leitkanäle 52 erstrecken sich in eine Längsrichtung über eine Länge L, wobei die Längsrichtung der Durchströmungsrichtung des Gases durch das Strömungsmodifikationselement von der Gaseintrittsseite 41 zur Gasaustrittsseite 42 entspricht. Vorzugsweise ist die Längsrichtung aller Kanäle 43, weiter bevorzugt auch zumindest abschnittsweise die der ersten und zweiten Leitkanäle 51, 52, identisch, d. h. die Kanäle sind zueinander parallel in dem Strömungsmodifikationselement 40 angeordnet.The flow modification element 40 is formed from a body of a solid material, in 2nd a cuboid body which, during operation of the gas supply device, is flush with the gas supply duct, which is cuboid at least in the end region 31 the device 1 (see 1 ) fits. The body is from a gas entry side 41 to a gas outlet side 42 towards a plurality of channels 43 , first guide channels 51 and second guide channels 52 permeated. A bounding box around the channels' cavities 43 and the master channels 51 , 52 corresponds to a cuboid with slightly smaller dimensions than the body. On the gas inlet side 41 point the channels 43 and the first and second lead channels 51 , 52 one entry opening each 48 (in 1 through the flow modification element 40 covered) on and on the gas outlet side 42 one outlet each 49 . The canals 43 , the first guiding channels 51 and the second guide channels 52 are bounded on all sides by walls (except at the entrance opening 48 and the outlet opening 49 ) and form the only gas-permeable connection from the gas inlet side 41 through the flow modification element 40 through to the gas outlet side 42 . The canals 43 , the first guiding channels 51 and the second guide channels 52 extend in a longitudinal direction over a length L , wherein the longitudinal direction of the flow direction of the gas through the flow modification element from the gas inlet side 41 to the gas outlet side 42 corresponds. Preferably is the longitudinal direction of all channels 43 , further preferably also at least in sections that of the first and second guide channels 51 , 52 , identical, ie the channels are parallel to each other in the flow modification element 40 arranged.

Seitlich, d. h. quer zur Durchströmungsrichtung des Gases durch das Strömungsmodifikationselement von der Gaseintrittsseite 41 zur Gasaustrittsseite 42, erstreckt sich das Strömungsmodifikationselement 40 von einem ersten Ende 45 zu einem zweiten Ende 46 (nur in 2 gezeigt). Vorzugsweise sind an den Enden 45, 46 des Strömungsmodifikationselements Befestigungselemente 47 vorgesehen zum Befestigen des Strömungsmodifikationselements in der Prozesskammer, beispielsweise an der Prozesskammerwandung 4. Die Kanäle 43 sind dabei über eine Breite B entlang des Strömungsmodifikationselements 40 zwischen den Enden 45 und 46 des Strömungsmodifikationselements vorgesehen, d. h. ein maximaler Abstand zwischen einem dem ersten Ende 45 nächstliegenden Kanal und einem dem zweiten Ende 46 nächstliegenden Kanal entspricht der Breite B. Vorzugsweise ist die Breite B des Strömungsmodifikationselements an eine Erstreckung des Baufelds 10 in einer Richtung parallel zur Breite B angepasst, beispielsweise an eine Abmessung einer angrenzenden Baufeldseite eines rechteckigen Baufelds oder eins Durchmessers eines kreisförmigen Baufelds. Dabei ist die Breite B vorzugsweise größer als die entsprechende Erstreckung des Baufelds, insbesondere mindestens 110%, weiter bevorzugt mindestens 120% dieser Erstreckung.Laterally, ie transversely to the direction of flow of the gas through the flow modification element from the gas inlet side 41 to the gas outlet side 42 , the flow modification element extends 40 from a first end 45 to a second end 46 (only in 2nd shown). Preferably at the ends 45 , 46 the flow modification element fasteners 47 provided for fastening the flow modification element in the process chamber, for example on the process chamber wall 4th . The canals 43 are along a width B along the flow modification element 40 between the ends 45 and 46 of the flow modification element is provided, ie a maximum distance between the first end 45 closest channel and one the second end 46 the closest channel corresponds to the width B . The width is preferred B of the flow modification element to an extension of the construction field 10th in a direction parallel to the width B adapted, for example to a dimension of an adjacent construction site side of a rectangular construction site or a diameter of a circular construction site. Here is the width B preferably greater than the corresponding extension of the construction field, in particular at least 110%, more preferably at least 120% of this extension.

Senkrecht zur Länge L der Kanäle 43 und senkrecht zur Breite B des Strömungsmodifikationselements 40 erstreckt sich das Strömungsmodifikationselement über eine Höhe bzw. sind die Kanäle 43 und vorzugsweise auch die Leitkanäle 51, 52 über einen Höhenabschnitt angeordnet, welche(r) in 2 aufgrund der geschnittenen Darstellung nicht vollständig gezeigt ist. Diese Höhe bzw. dieser Höhenabschnitt ist vorzugsweise im Wesentlichen identisch mit der Höhe des unteren bzw. baufeldnahen Höhenbereichs, in dem das Gaseinleitelement 32 und der Gasauslass 34 (s. 1) vorgesehen sind, also beispielsweise 10% der lichten Höhe T.Perpendicular to the length L of the channels 43 and perpendicular to the width B the flow modification element 40 the flow modification element extends over a height or is the channels 43 and preferably also the guide channels 51 , 52 arranged over a height section, which (r) in 2nd is not fully shown due to the cut representation. This height or this height section is preferably essentially identical to the height of the lower or near construction field height range in which the gas inlet element 32 and the gas outlet 34 (see 1 ) are provided, for example 10% of the clear height T.

Die Achsen eines kartesisches Koordinatensystem sind dadurch folgendermaßen definiert:

  • - die x-Achse ist parallel zur Längsrichtung der Kanäle 43,
  • - die y-Achse ist parallel zur Breite B des Strömungsmodifikationselements und
  • - die z-Achse ist parallel zur Höhe des Strömungsmodifikationselements.
The axes of a Cartesian coordinate system are defined as follows:
  • - The x-axis is parallel to the longitudinal direction of the channels 43 ,
  • - The y-axis is parallel to the width B of the flow modification element and
  • - The z-axis is parallel to the height of the flow modification element.

Die Kanäle 43 sind vorzugsweise, wie in 2 gezeigt, in Bezug auf die y-z-Ebene neben- und untereinander regelmäßig voneinander beabstandet in Zeilen und Spalten, d. h. in Form einer dreidimensionalen Matrix, in dem Strömungsmodifikationselement 40 vorgesehen. Dabei sind die Zeilen von Kanälen 43 im eingebauten Zustand des Strömungsmodifikationselements 40 vorzugsweise parallel zum Baufeld 10 angeordnet. Die Matrix kann beispielsweise fünf Zeilen und 21 Spalten von Kanälen 43 umfassen. Die Leitkanäle 51, 52 sind jeweils in y-Richtung seitlich neben den Kanälen 43 angeordnet, also auf einer horizontal benachbarten Seite der Kanäle 43, d. h. die ersten Leitkanäle 51 sind zwischen dem ersten Ende 45 des Strömungsmodifikationselements 40 und den Kanälen 43 vorgesehen und die zweiten Leitkanäle 52 zwischen dem zweiten Ende 46 des Strömungsmodifikationselements 40 und den Kanälen 43. Die ersten Leitkanäle 51 sind dabei untereinander in einer ersten Spalte von Leitkanälen angeordnet und die zweiten Leitkanäle 52 in einer zweiten Spalte von Leitkanälen. Beispielsweise umfassen die erste und die zweite Spalte von Leitkanälen jeweils fünf Leitkanäle 51 bzw. 52. Vorzugsweise ist die Anzahl der Leitkanäle in einer Spalte identisch zu der Anzahl der Zeilen von Kanälen 43. Alternativ können an zumindest einem Ende des Strömungsmodifikationselements 40 auch mehrere, beispielsweise zwei, Spalten von Leitkanälen bereitgestellt sein.The canals 43 are preferably as in 2nd shown, with respect to the yz plane next to each other and regularly spaced apart in rows and columns, ie in the form of a three-dimensional matrix, in the flow modification element 40 intended. The rows are of channels 43 in the installed state of the flow modification element 40 preferably parallel to the construction site 10th arranged. For example, the matrix can have five rows and 21 Columns of channels 43 include. The lead channels 51 , 52 are in the y-direction to the side of the channels 43 arranged, that is on a horizontally adjacent side of the channels 43 , ie the first guide channels 51 are between the first end 45 the flow modification element 40 and the channels 43 provided and the second guide channels 52 between the second end 46 the flow modification element 40 and the channels 43 . The first guiding channels 51 are arranged one below the other in a first column of guide channels and the second guide channels 52 in a second column of lead channels. For example, the first and the second column of guide channels each comprise five guide channels 51 respectively. 52 . The number of routing channels in a column is preferably identical to the number of rows of channels 43 . Alternatively, at least one end of the flow modification element 40 several, for example two, columns of guide channels can also be provided.

Im Betrieb der Gasfördervorrichtung (s. u.) wird durch die Kanäle 43 eine Hauptströmung (bzw. werden Teilströme der Hauptströmung) in die Prozesskammer 3 eingeleitet, weshalb die Kanäle 43 auch als Hauptkanäle oder Haupteinlasskanäle bezeichnet werden, und durch die ersten und zweiten Leitkanäle 51, 52 wird jeweils eine Leitströmung (bzw. werden Teilströme der Leitströmung) in die Prozesskammer 3 eingeleitet.In operation the gas delivery device (see below) is through the channels 43 a main flow (or become partial flows of the main flow) into the process chamber 3rd initiated, which is why the channels 43 are also referred to as main channels or main inlet channels, and through the first and second guide channels 51 , 52 each becomes a leading flow (or partial flows of the leading flow) into the process chamber 3rd initiated.

Die Kanäle 43 und die Leitkanäle 51, 52 weisen in der y-z-Ebene, d.h. senkrecht zu ihrer Längsrichtung, jeweils eine Kanalquerschnittsfläche 44 auf, welche bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine quadratische oder rechteckige Form hat. Eine maximale Abmessung der Kanalquerschnittsfläche 44, beispielsweise ein Durchmesser oder eine Diagonale der Kanalquerschnittsfläche 44, ist vorzugsweise kleiner als die Länge L der Kanäle. Erfindungsgemäß variieren die Kanalquerschnittsflächen 44 der Kanäle 43 und der Leitkanäle 51, 52 zumindest abschnittsweise über die Länge L der Kanäle, d. h. die Kanalquerschnittsfläche eines Kanals 43 bzw. eines Leitkanals 51, 52 ist zumindest abschnittsweise über die Länge L des Kanals bzw. des Leitkanals nicht konstant. Diese Querschnittsflächenveränderung wird im Folgenden mit Bezug auf 3 und 4 zuerst für die Kanäle 43 und anschließend für die Leitkanäle 51, 52 näher beschrieben. 3 zeigt dabei einen Schnitt durch einen Kanal 43 entlang der x-Richtung, d.h. entlang der Längsrichtung des Kanals. Die Schnittebene kann dabei parallel zur x-y-Ebene sein oder parallel zur x-z-Ebene. 4 zeigt einen Schnitt durch das gesamte Strömungsmodifikationselement 40 parallel zur x-y-Ebene, wobei die Wandungen zwischen den Kanälen 43 bzw. den Leitkanälen 51, 52 mit Schrägstrichen durch Schraffur gekennzeichnet sind.The canals 43 and the lead channels 51 , 52 each have a channel cross-sectional area in the yz plane, ie perpendicular to their longitudinal direction 44 on which at the in 2nd The embodiment shown has a square or rectangular shape. A maximum dimension of the duct cross-sectional area 44 , for example a diameter or a diagonal of the channel cross-sectional area 44 , is preferably less than the length L of the channels. According to the invention, the channel cross-sectional areas vary 44 of the channels 43 and the master channels 51 , 52 at least in sections over the length L of the channels, ie the channel cross-sectional area of a channel 43 or a lead channel 51 , 52 is at least in sections over the length L of the channel or the master channel is not constant. This cross-sectional area change is described below with reference to 3rd and 4th first for the channels 43 and then for the master channels 51 , 52 described in more detail. 3rd shows a section through a channel 43 along the x direction, ie along the longitudinal direction of the channel. The cutting plane can be parallel to the xy Be plane or parallel to the xz plane. 4th shows a section through the entire flow modification element 40 parallel to the xy plane, with the walls between the channels 43 or the guide channels 51 , 52 are marked with slashes through hatching.

Wie aus 3 und 4 ersichtlich, ist der Kanal 43 in Längsrichtung in drei Längenabschnitte unterteilt: einen ersten Längenabschnitt 152, der an die Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40 angrenzt, einen dritten Längenabschnitt 151, der an die Gaseintrittsseite 41 des Strömungsmodifikationselements 40 angrenzt, und einen zwischen dem ersten Längenabschnitt 152 und dem dritten Längenabschnitt 151 liegenden zweiten Längenabschnitt 153. Der erste Längenabschnitt 152 erstreckt sich über eine erste Länge c entlang der Längsrichtung des Kanals 43, der zweite Längenabschnitt 153 erstreckt sich über eine zweite Länge b entlang der Längsrichtung des Kanals 43 und der dritte Längenabschnitt 151 erstreckt sich über eine dritte Länge a entlang der Längsrichtung des Kanals 43. Die drei Längenabschnitte sind dabei lückenlos aneinander gereiht, sodass die Summe der drei Längen a, b, c der Gesamtlänge L des Kanals 43 entspricht: L = a + b + c, d. h. jeder der drei Längenabschnitte 152, 153, 151 ist jeweils kürzer als die Gesamtlänge L des Kanals 43. In 3 betragen die erste Länge c, die zweite Länge b und die dritte Länge a jeweils ein Drittel der Gesamtlänge L des Kanals 43. Vorzugsweise ist die erste Länge c des ersten Längenabschnitts 152 zumindest größer als die dritte Länge a des dritten Längenabschnitts 151, wie in 4 gezeigt; beispielsweise kann die erste Länge c 56% der Gesamtlänge L betragen, die zweite Länge b kann 25% der Gesamtlänge L und die dritte Länge a kann 19% der Gesamtlänge L betragen. Die unterschiedlichen Längenabmessungen der drei Längenabschnitte 151, 152, 153 und damit korrespondierend unterschiedlichen Neigungswinkel der Wandungen im ersten und dritten Längenabschnitt bilden einen Unterschied zwischen den beiden in 2/3 und 4/5 gezeigten Ausführungsformen des Strömungsmodifikationselements 40.How from 3rd and 4th the channel is visible 43 divided into three longitudinal sections in the longitudinal direction: a first longitudinal section 152 to the gas outlet side 42 the flow modification element 40 adjacent, a third section 151 that to the gas inlet side 41 the flow modification element 40 adjacent, and one between the first length 152 and the third length section 151 lying second length section 153 . The first length 152 extends over a first length c along the longitudinal direction of the channel 43 , the second length segment 153 extends over a second length b along the longitudinal direction of the channel 43 and the third length 151 extends a third length a along the longitudinal direction of the channel 43 . The three length sections are lined up without gaps, so that the sum of the three lengths a , b , c the total length L of the channel 43 corresponds to: L = a + b + c, ie each of the three lengths 152 , 153 , 151 is shorter than the total length L of the channel 43 . In 3rd are the first length c , the second length b and the third length a one third of the total length L of the channel 43 . Preferably the first length c of the first section 152 at least greater than the third length a of the third length section 151 , as in 4th shown; for example, the first length c can be 56% of the total length L, the second length b can be 25% of the total length L and the third length a can be 19% of the total length L be. The different length dimensions of the three length sections 151 , 152 , 153 and correspondingly different angles of inclination of the walls in the first and third longitudinal sections form a difference between the two in 2nd / 3 and 4th / 5 shown embodiments of the flow modification element 40 .

Senkrecht zur Längsrichtung weist der Kanal 43 einen Durchmesser d auf. Der Durchmesser d nimmt in dem dritten Längenabschnitt 151 von einem eintrittsseitigen Durchmesser dein an der Gaseintrittsseite 41 in Längsrichtung ab, d.h. verringert sich, bis hin zu einem minimalen Durchmesser dmin , welcher am Ende des dritten Längenabschnitts 151, d.h. am Übergang zu dem zweiten Längenabschnitt 153, erreicht wird. In dem an den dritten Längenabschnitt 151 angrenzenden zweiten Längenabschnitt 153 hat der Durchmesser d des Kanals 43 einen im Wesentlichen konstanten Wert von dmin , welcher dem minimalen Durchmesser des dritten Längenabschnitts 151 am Übergang zwischen den beiden Längenabschnitten entspricht. In dem an den zweiten Längenabschnitt 153 angrenzenden ersten Längenabschnitt 152 nimmt der Durchmesser d in Längsrichtung zur Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements hin wieder zu, d. h. er vergrößert sich von dem minimalen Durchmesser dmin am Übergang zwischen dem zweiten und dem ersten Längenabschnitt auf einen austrittsseitigen Durchmesser daus an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40. Mit anderen Worten nimmt der Durchmesser d des Kanals 43 von der Gasaustrittsseite 42 in Längsrichtung ab, d. h. verringert sich, und erreicht an dem Übergang zum dritten Längenabschnitt 153 den minimalen Durchmesser dmin .The channel points perpendicular to the longitudinal direction 43 a diameter d. The diameter d increases in the third length section 151 of an inlet-side diameter dein on the gas inlet side 41 in the longitudinal direction, ie decreases, down to a minimum diameter d min , which at the end of the third section 151 , ie at the transition to the second length section 153 , is achieved. In the third section 151 adjacent second section 153 has the diameter d of the channel 43 a substantially constant value of d min , which is the minimum diameter of the third length section 151 at the transition between the two lengths. In the second section 153 adjacent first length section 152 takes the diameter d in the longitudinal direction to the gas outlet side 42 of the flow modification element again, ie it increases from the minimum diameter d min at the transition between the second and the first length section to an outlet-side diameter d out on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 . In other words, the diameter d of the channel increases 43 from the gas outlet side 42 in the longitudinal direction, ie decreases, and reaches at the transition to the third length section 153 the minimum diameter d min .

Der minimale Durchmesser dmin kann beispielsweise 5 mm (d. h. bei einer quadratischen Kanalquerschnittsfläche eine minimale Kanalquerschnittsfläche von 25 mm2) sein und der maximale Durchmesser dmax, welcher an der Gaseintrittsseite 41 und/oder der Gasaustrittsseite 42 erreicht wird, d. h. dmax = dein und/oder dmax = daus, kann beispielsweise 15 mm sein (d. h. bei einer quadratischen Kanalquerschnittsfläche eine maximale Kanalquerschnittsfläche von 225 mm2). Vorzugsweise ist die zweite Länge b des zweiten Längenabschnitts 153 ein Vielfaches, beispielsweise das Zehnfache, des Durchmessers d im zweiten Längenabschnitt 153, d. h. des minimalen Durchmessers dmin.The minimum diameter dmin can be, for example, 5 mm (ie with a square channel cross-sectional area, a minimum channel cross-sectional area of 25 mm 2 ) and the maximum diameter dmax, which is on the gas inlet side 41 and / or the gas outlet side 42 is achieved, that is, d max = d and / or d max = d from, for example, can be 15 mm (ie with a square channel cross-section surface has a maximum passage cross sectional area of 225 mm 2). The second length b is preferably the second length section 153 a multiple, for example ten times, of the diameter d in the second length section 153 , ie the minimum diameter dmin.

Die Verringerung des Durchmessers d in dem dritten Längenabschnitt 151 und die Verringerung des Durchmessers d in dem ersten Längenabschnitt 152 ist vorzugsweise gemäß einer monotonen, insbesondere streng monotonen, und glatten Funktion ausgebildet und besonders bevorzugt gemäß einer linearen Funktion, wie in 3 gezeigt. Der Neigungswinkel γ der Wandung des Kanals 43 in dem ersten Längenabschnitt 152 relativ zur Längsrichtung kann beispielsweise 4° betragen, d. h. der erste Längenabschnitt 152 weist einen Öffnungswinkel von 8° auf.The reduction in diameter d in the third length section 151 and the reduction in diameter d in the first length section 152 is preferably designed according to a monotonous, in particular strictly monotonous, and smooth function and particularly preferably according to a linear function, as in 3rd shown. The angle of inclination γ the wall of the canal 43 in the first length segment 152 relative to the longitudinal direction can be, for example, 4 °, ie the first longitudinal section 152 has an opening angle of 8 °.

Wie oben erwähnt kann es sich bei dem Durchmesser d des Kanals 43 sowohl um den Durchmesser in y-Richtung handeln, als auch um den Durchmesser in z-Richtung. Der Durchmesser d kann sich auch sowohl in y- als auch in z-Richtung entlang der Länge L des Kanals 43 verringern bzw. vergrößern. Durch die Änderung des Durchmessers d entlang der Längsrichtung des Kanals 43 ändert sich auch die Kanalquerschnittsfläche 44 des Kanals in Längsrichtung des Kanals. Insbesondere verringert sich die Kanalquerschnittsfläche 44 über den dritten Längenabschnitt 151 ausgehend von der Gaseintrittsseite 41 entlang der Längsrichtung (in Richtung der Gasaustrittsseite 42) und über den ersten Längenabschnitt 152 ausgehend von der Gasaustrittsseite 42 entlang der Längsrichtung (in Richtung der Gaseintrittsseite 41). Mit anderen Worten vergrößert sich die Kanalquerschnittsfläche über den ersten Längenabschnitt 152 entlang der Längsrichtung in Richtung der Gasaustrittsseite 42. Das durch den Kanal 43 strömende Gas passiert also zuerst den sich verjüngenden dritten Längenabschnitt 151, d. h. einen als Konfusor bzw. Düse ausgebildeten Abschnitt, dann den zweiten Längenabschnitt 153 mit Wesentlichen gleichbleibender Kanalquerschnittsfläche und anschließend den sich aufweitenden ersten Längenabschnitt 152, d. h. einen als Diffusor ausgebildeten Abschnitt. Vorzugsweise entspricht dabei die Kanalquerschnittsfläche 44 der Eintrittsöffnung 48 im Wesentlichen der Kanalquerschnittsfläche 44 der Austrittsöffnung 49.As mentioned above, the diameter may vary d of the channel 43 both the diameter in the y direction and the diameter in the z direction. The diameter d can also be both in y - as well as in e.g. -Direction along the length L of the channel 43 decrease or enlarge. By changing the diameter d along the longitudinal direction of the channel 43 the channel cross-sectional area also changes 44 of the channel in the longitudinal direction of the channel. In particular, the cross-sectional area of the duct is reduced 44 over the third section 151 starting from the gas inlet side 41 along the longitudinal direction (towards the gas outlet side 42 ) and over the first length 152 starting from the gas outlet side 42 along the longitudinal direction (towards the gas inlet side 41 ). In other words, the cross-sectional area of the duct increases over the first Length section 152 along the longitudinal direction towards the gas outlet side 42 . That through the channel 43 flowing gas therefore first passes the tapering third length 151 , ie a section designed as a confuser or nozzle, then the second longitudinal section 153 with a substantially constant cross-sectional area of the duct and then the widening first longitudinal section 152 , ie a section designed as a diffuser. The channel cross-sectional area preferably corresponds to this 44 the entrance opening 48 essentially the channel cross-sectional area 44 the outlet opening 49 .

Die Leitkanäle 51, 52 werden im Folgenden mit Bezug auf 4 beschrieben. Die Leitkanalquerschnittsfläche der Leitkanäle 51, 52, welche in 4 ebenfalls durch den Durchmesser d' der Leitkanäle 51, 52 in y-Richtung dargestellt ist, variiert zumindest abschnittsweise entlang der Längsrichtung der Leitkanäle 51, 52. Die Leitkanäle 51, 52 weisen jeweils, analog zu dem dritten Längenabschnitt 151 der Kanäle 43, einen ersten, an die Gaseintrittsseite 41 anschließenden Leitkanallängenabschnitt 53 auf, welcher als eine Düse ausgebildet ist, d. h. einen ersten Leitkanallängenabschnitt 53, in dem sich die Leitkanalquerschnittsflächen der Leitkanäle 51, 52 ausgehend von der Gaseintrittsseite 41 in Richtung der Gasaustrittsseite 42 verringern. Weiter weisen die Leitkanäle 51, 52 jeweils einen zweiten, an die Gasaustrittsseite 42 anschließenden Leitkanallängenabschnitt 54 auf, der eine im Wesentlichen konstante Leitkanalquerschnittsfläche aufweist und vorzugsweise der minimalen Kanalquerschnittsfläche des ersten Leitkanallängenabschnitts 53 an dem Übergang zwischen erstem und zweitem Leitkanallängenabschnitt entspricht. Der zweite Leitkanallängenabschnitt 54 verläuft dabei in einem Winkel α bzw. α' von z. B. 150° zu dem ersten Leitkanallängenabschnitt 53, so dass eine (lokale) Erstreckungsrichtung der Leitkanäle 51, 52 über die Länge L der Leitkanäle 51, 52 hinweg variiert. Somit verlaufen die zweiten Leitkanallängenabschnitte 54 in einem Winkel β bzw. β' zu einer Senkrechten S auf die Kanalquerschnittsfläche der Austrittsöffnung 49 der Leitkanäle 51, 52.The lead channels 51 , 52 are discussed below with reference to 4th described. The leading channel cross-sectional area of the leading channels 51 , 52 , what a 4th also by the diameter d 'of the guide channels 51 , 52 in y -Direction is shown, varies at least in sections along the longitudinal direction of the guide channels 51 , 52 . The lead channels 51 , 52 point each, analogous to the third length section 151 of the channels 43 , a first one, to the gas inlet side 41 subsequent leading channel length section 53 which is designed as a nozzle, ie a first guide channel length section 53 , in which the leading channel cross-sectional areas of the leading channels 51 , 52 starting from the gas inlet side 41 towards the gas outlet side 42 reduce. The guide channels also point 51 , 52 a second one each, to the gas outlet side 42 subsequent leading channel length section 54 which has a substantially constant guide channel cross-sectional area and preferably the minimum channel cross-sectional area of the first guide channel length section 53 corresponds to the transition between the first and second guide channel length section. The second leading channel length section 54 runs at an angle α respectively. α ' from Z. B. 150 ° to the first guide channel length section 53 , so that a (local) direction of extension of the guide channels 51 , 52 over the length L of the guide channels 51 , 52 varies across the board. The second guide channel length sections thus run 54 at an angle β respectively. β ' to a vertical S on the channel cross-sectional area of the outlet opening 49 of the master channels 51 , 52 .

Vorzugsweise umfassen die Leitkanäle 51, 52 keine weiteren Leitkanallängenabschnitte, d. h. sie sind vollständig durch den ersten und den zweiten Leitkanallängenabschnitt gebildet. Bei dem in 3 und 4 gezeigten Strömungsmodifikationselement 40 unterscheiden sich die ersten Leitkanäle 51 und die zweiten Leitkanäle 52 in den Winkeln α und α', die die zweiten Leitkanallängenabschnitte 54 in Bezug auf den jeweils ersten Leitkanallängenabschnitt 53 bilden, bzw. in den Winkeln β und β'. Alternativ können die Winkel α und α' (also auch die Winkel β bzw. β') und somit die ersten und zweiten Leitkanäle auch identisch sein, so dass das Strömungsmodifikationselement 40 symmetrisch ausgebildet ist.The guide channels preferably comprise 51 , 52 no further guide channel length sections, ie they are completely formed by the first and second guide channel length sections. At the in 3rd and 4th shown flow modification element 40 the first guide channels differ 51 and the second guide channels 52 in the angles α and α ' that the second leading channel length sections 54 with respect to the first guide channel length section 53 form, or in the angles β and β ' . Alternatively, the angles α and α ' (including the angles β respectively. β ' ) and thus the first and second guide channels also be identical, so that the flow modification element 40 is symmetrical.

Die Leitkanäle 51, 52 sind somit ohne den ersten (diffusorförmigen, d. h. divergenten) Längenabschnitt der Kanäle 43 ausgebildet, in dem sich die Leitkanalquerschnittsfläche zu der Gasaustrittsseite 42 hin vergrößert. Somit weisen die Leitkanäle 51, 52 an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40 eine beispielsweise um den Faktor 2 oder 3 kleinere (Leit-)Kanalquerschnittsfläche auf als die Kanäle 43. Dadurch hat das aus den Leitkanälen 51, 52 in die Prozesskammer 3 hinein ausströmende Prozessgas im Betrieb der Gasfördervorrichtung und bei in der Vorrichtung 1 angebrachtem Strömungsmodifikationselement 40 eine größere Strömungsgeschwindigkeit im Vergleich mit der Strömungsgeschwindigkeit des aus den Kanälen 43 ausströmenden Gases.The lead channels 51 , 52 are therefore without the first (diffuser-shaped, ie divergent) length section of the channels 43 formed in which the guide channel cross-sectional area to the gas outlet side 42 enlarged towards. The guide channels thus point 51 , 52 on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 one by a factor, for example 2nd or 3rd smaller (guide) duct cross-sectional area than the ducts 43 . As a result, this has from the lead channels 51 , 52 into the process chamber 3rd process gas flowing into it during operation of the gas delivery device and in the device 1 attached flow modification element 40 a greater flow rate compared to the flow rate out of the channels 43 escaping gas.

Vorzugsweise ist die Leitkanalquerschnittsfläche der Eintrittsöffnung 48 der Leitkanäle 51, 52, d. h. die Leitkanalquerschnittsfläche der Leitkanäle 51, 52 an der Gaseintrittsseite 41, größer als die Kanalquerschnittsfläche der Eintrittsöffnung 48 der Kanäle 43, d. h. größer als die Kanalquerschnittsfläche der Kanäle 43 an der Gaseintrittsseite 41. Dadurch wird ein größerer Volumenstrom pro durchströmtem Volumenelement der im Betrieb durch die Leitkanäle 51, 52 in die Prozesskammer 3 eingeführten Leitströmung erzielt.The guiding channel cross-sectional area is preferably the entry opening 48 of the master channels 51 , 52 , ie the leading channel cross-sectional area of the leading channels 51 , 52 on the gas inlet side 41 , larger than the channel cross-sectional area of the inlet opening 48 of the channels 43 , ie larger than the channel cross-sectional area of the channels 43 on the gas inlet side 41 . This results in a larger volume flow per volume element flowing through the guide channels during operation 51 , 52 into the process chamber 3rd introduced guide flow achieved.

Dadurch, dass die zweiten Leitkanallängenabschnitte 54 in einem Winkel β bzw. β' zu der Senkrechten S auf die Leitkanalquerschnittsfläche 44 der Austrittsöffnung 49 der Leitkanäle 51, 52 verlaufen, tritt im Betrieb der Gasfördervorrichtung und bei in der Vorrichtung 1 angebrachtem Strömungsmodifikationselement 40 das Gas in einem Winkel β bzw. β' zu der Senkrechten S aus den Leitkanälen 51, 52 aus. Aus den Kanälen 43 hingegen tritt das Gas im Betrieb und bei eingebautem Strömungsmodifikationselement 40 hingegen im Wesentlichen senkrecht zur Kanalquerschnittsfläche 44 der Austrittsöffnung 49 der Kanäle 43 und der Leitkanäle 51, 52, d. h. parallel zur Senkrechten S, aus dem Strömungsmodifikationselement 40 aus.The fact that the second guide channel length sections 54 at an angle β respectively. β ' to the vertical S on the leading channel cross-sectional area 44 the outlet opening 49 of the master channels 51 , 52 run, occurs in the operation of the gas delivery device and in the device 1 attached flow modification element 40 the gas at an angle β respectively. β ' to the vertical S from the guide channels 51 , 52 out. From the channels 43 on the other hand, the gas occurs during operation and with the flow modification element installed 40 on the other hand, essentially perpendicular to the channel cross-sectional area 44 the outlet opening 49 of the channels 43 and the master channels 51 , 52 , ie parallel to the vertical S , from the flow modification element 40 out.

Weiter umfasst das in 2, 4 und 5 gezeigte Strömungsmodifikationselement 40 ein erstes Leitelement 61 und ein zweites Leitelement 62 an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselement 40. Das erste Leitelement 61 und das zweite Leitelement 62 können beispielsweise als dünne Bleche ausgebildet sein. Die Leitelemente 61, 62 sind dabei vorzugsweise spaltfrei an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40 vorgesehen. Jedes der Leitelemente 61, 62 weist eine Höhenerstreckung in z-Richtung auf, die vorzugsweise der Höhe bzw. Höhenerstreckung einer Spalte von Kanälen 43 und/oder Leitkanälen 51, 52 entspricht, und erstreckt sich in eine zweite Richtung senkrecht zu seiner Höhenerstreckung um eine Länge f zwischen einem ersten, an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40 vorgesehenen Ende 63 und einem zweiten Ende 64 (nur in 5 für das erste Leitelement 61 gezeigt). In die dritte Richtung senkrecht zur zweiten Richtung und zur Höhenerstreckung weisen die Leitelemente 61, 62 eine Dicke auf, die jeweils um ein Mehrfaches kleiner ist als die Höhenerstreckung und die Länge f. Somit sind die Leitelemente 61, 62 im Wesentlichen aus jeweils zwei ebenen, d. h. planen, und paarweise zueinander parallelen Leitflächen 65, 66 gebildet. In 2 sind die Leitflächen 66 jeweils durch die Leitelemente 61, 62 verdeckt.This also includes in 2nd , 4th and 5 shown flow modification element 40 a first guiding element 61 and a second guide element 62 on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 . The first guide 61 and the second guide 62 can be formed, for example, as thin sheets. The guiding elements 61 , 62 are preferably gap-free on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 intended. Each of the guiding elements 61 , 62 has a height extension in the z direction, preferably the height or height extension a column of channels 43 and / or guide channels 51 , 52 corresponds, and extends in a second direction perpendicular to its vertical extent by a length f between a first one, on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 intended end 63 and a second end 64 (only in 5 for the first guiding element 61 shown). The guide elements point in the third direction perpendicular to the second direction and to the vertical extent 61 , 62 a thickness that is several times smaller than the height extension and the length f . Thus, the guiding elements 61 , 62 essentially consisting of two planes, ie planes, and guide surfaces parallel to each other in pairs 65 , 66 educated. In 2nd are the guiding surfaces 66 each through the guide elements 61 , 62 covered.

Das erste Leitelement 61 ist horizontal, d. h. in y-Richtung, seitlich bzw. neben der ersten Spalte von der Leitkanälen 51 auf der den Kanälen 43 abgewandten Seite der ersten Spalte von Leitkanälen 51 angeordnet und das zweite Leitelement 62 ist horizontal, d. h. in y-Richtung, seitlich bzw. neben der zweiten Spalte von der Leitkanälen 62 auf der den Kanälen 43 abgewandten Seite der zweiten Spalte von Leitkanälen 52 angeordnet.The first guide 61 is horizontal, ie in the y direction, to the side or next to the first column of the guide channels 51 on the the canals 43 opposite side of the first column of guide channels 51 arranged and the second guide element 62 is horizontal, ie in the y direction, to the side or next to the second column of the guide channels 62 on the the canals 43 opposite side of the second column of guide channels 52 arranged.

Die Leitflächen 65 sind so an den Leitelementen 61, 62 vorgesehen, dass sie bei in der Vorrichtung 1 angebrachtem Strömungsmodifikationselement 40 und im Betrieb der (nicht gezeigten) Gasfördervorrichtung durch die Leitkanäle 51, 52 in die Prozesskammer einströmenden Leitströmungen (nicht gezeigt) zugewandt sind. Die Leitflächen 66 sind entsprechend jeweils auf der der Leitströmung abgewandten Seite des Leitelements 61, 62 vorgesehen.The guiding surfaces 65 are on the guiding elements 61 , 62 provided that at in the device 1 attached flow modification element 40 and in operation of the gas delivery device (not shown) through the guide channels 51 , 52 leading streams (not shown) flowing into the process chamber are facing. The guiding surfaces 66 are respectively on the side of the guide element facing away from the guide flow 61 , 62 intended.

Die Leitelemente 61, 62 sind dabei vorzugsweise so an dem Strömungsmodifikationselement 40 angeordnet, dass sie sich von ihrem ersten Ende 63 (s. 5) zu ihrem zweiten Ende 64 (s. 5) jeweils parallel zu einer Richtung erstrecken, in der Gas im Betrieb der Gasfördervorrichtung und bei in der Vorrichtung 1 eingebautem Strömungsmodifikationselement 40 durch die jeweiligen Leitkanäle 51, 52 in die Prozesskammer einströmt. Mit anderen Worten sind die Leitelemente 61, 62 bzw. deren Leitflächen 65, 66 vorzugsweise parallel zu der jeweiligen Erstreckungsrichtung des zweiten Leitkanallängenabschnitts 54 vorgesehen. Dies bedeutet, dass das erste Leitelement 61 bzw. dessen Leitflächen 65, 66 vorzugsweise in dem Winkel β zur Senkrechten S angeordnet ist bzw. sind und das zweite Leitelement 62 bzw. dessen Leitflächen 65, 66 in dem Winkel β' zur Senkrechten S angeordnet ist bzw. sind.The guiding elements 61 , 62 are preferably so on the flow modification element 40 arranged that they stand out from their first end 63 (see 5 ) to its second end 64 (see 5 ) each extend parallel to a direction in which gas during operation of the gas delivery device and in the device 1 built-in flow modification element 40 through the respective master channels 51 , 52 flows into the process chamber. In other words, the guiding elements 61 , 62 or their guiding surfaces 65 , 66 preferably parallel to the respective direction of extension of the second guide channel length section 54 intended. This means that the first guide 61 or its guiding surfaces 65 , 66 is preferably arranged at an angle β to the vertical S and the second guide element 62 or its guiding surfaces 65 , 66 at the angle β ' to the vertical S is or are arranged.

Im Betrieb der oben beschriebenen Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1 wird zum Aufbringen einer Pulverschicht zunächst der Träger 7 um eine Höhe abgesenkt, die der gewünschten Schichtdicke entspricht. Der Beschichter 14 fährt zunächst zu dem Vorratsbehälter 12 und nimmt aus ihm eine zum Aufbringen einer Schicht ausreichende Menge des Aufbaumaterials 13 auf. Dann fährt er über das Baufeld 10, bringt dort pulverförmiges Aufbaumaterials 13 auf die Bauunterlage oder eine bereits vorher vorhandene Pulverschicht auf und zieht es zu einer Pulverschicht aus. Das Aufbringen erfolgt zumindest über den gesamten Querschnitt des herzustellenden Objekts 2, vorzugsweise über das gesamte Baufeld 10, also den durch die Behälterwandung 6 begrenzten Bereich. Optional wird das pulverförmige Aufbaumaterial 13 mittels einer Strahlungsheizung (nicht gezeigt) auf eine Arbeitstemperatur aufgeheizt. In operation of the laser sintering or laser melting device described above 1 becomes the carrier for the application of a powder layer 7 lowered by a height that corresponds to the desired layer thickness. The coater 14 first drives to the storage container 12th and takes a sufficient amount of the building material from it to apply a layer 13 on. Then he drives across the construction site 10th , brings powdered building material there 13 onto the building base or an existing powder layer and pulls it out into a powder layer. The application takes place at least over the entire cross section of the object to be produced 2nd , preferably over the entire construction site 10th , that is through the container wall 6 limited area. The powdered construction material is optional 13 heated to a working temperature by means of a radiant heater (not shown).

Anschließend wird der Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 von dem Laserstrahl 22 abgetastet, sodass das pulverförmige Aufbaumaterial 13 an den Stellen verfestigt wird, die dem Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 entsprechen. Dabei werden die Pulverkörner an diesen Stellen mittels der durch die Strahlung eingebrachte Energie teilweise oder vollständig aufgeschmolzen, so dass sie nach einer Abkühlung miteinander verbunden als Festkörper vorliegen. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis das Objekt 2 fertiggestellt ist und der Prozesskammer 3 entnommen werden kann.Then the cross section of the object to be manufactured 2nd from the laser beam 22 scanned so that the powdery building material 13 is solidified at the points corresponding to the cross section of the object to be manufactured 2nd correspond. The powder grains are partially or completely melted at these points by means of the energy introduced by the radiation, so that after cooling they are connected to one another as solid bodies. These steps are repeated until the object 2nd is completed and the process chamber 3rd can be removed.

Während des schichtweisen Aufbauens des Objekts 2 wird zumindest zeitweise durch die nicht gezeigte Gasfördervorrichtung ein Gas durch den Gaszufuhrkanal 31 und das Strömungsmodifikationselement 32 bzw. 40 in die Prozesskammer 3 eingeleitet und durch den Gasauslass 34 und den Gasabfuhrkanal 35 wieder aus der Prozesskammer 3 hinaus geleitet bzw. aus dieser abgesaugt, so dass ein Gasstrom 33 in der Prozesskammer 3 erzeugt wird, der oberhalb der Arbeitsebene 16 zumindest entlang des Baufelds 10 strömt. Das Gas strömt dabei in Form von Gaseinlassteilströmen aus dem Strömungsmodifikationselement 40 in die Prozesskammer 3, wobei an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40 aus jedem Kanal 43 und aus jedem Leitkanal 51, 52 ein Gaseinlassteilstrom ausströmt. Die aus den Kanälen 43 austretenden Gaseinlassteilströme bilden dabei eine Hauptströmung und die aus den Leitkanälen 51, 52 ausströmenden Gaseinlassteilströme bilden eine Leitströmung (in den Figuren nicht gezeigt).While building the object in layers 2nd becomes a gas through the gas supply channel at least temporarily by the gas delivery device, not shown 31 and the flow modification element 32 respectively. 40 into the process chamber 3rd initiated and through the gas outlet 34 and the gas discharge duct 35 out of the process chamber again 3rd led out or sucked out of this, so that a gas flow 33 in the process chamber 3rd is generated, which is above the working level 16 at least along the construction site 10th flows. The gas flows in the form of partial gas inlet flows from the flow modification element 40 into the process chamber 3rd , being on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 from every channel 43 and from every lead channel 51 , 52 a partial gas inlet stream flows out. The one from the channels 43 escaping gas inlet partial flows form a main flow and that from the guide channels 51 , 52 outflowing gas inlet partial flows form a guide flow (not shown in the figures).

Der durch die Matrix von Kanälen 43 geformte Hauptgasstrom weist zumindest unmittelbar nach seinem Austreten in die Prozesskammer 3 einen entsprechend im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf.The one through the matrix of channels 43 shaped main gas stream points at least immediately after it emerges into the process chamber 3rd a correspondingly substantially rectangular cross section.

Das Strömungsmodifikationselement 32 bzw. 40 ist dabei vorzugsweise so an bzw. außerhalb der Prozesskammer 3 angeordnet, dass seine Gasaustrittsseite 42 im Wesentlichen bündig mit der Innenseite der Seitenwand der Prozesskammer 3 vorgesehen ist (in den Figuren nicht gezeigt). Das Strömungsmodifikationselement kann z. B. in einer Aussparung der Wandung der Prozesskammer angeordnet sein. Ein minimal umgebendes Rechteck um die Austrittsöffnungen 49 des Strömungsmodifikationselements 40 erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen ausgehend von einer Ebene des Baufelds 10 nach oben hin.The flow modification element 32 respectively. 40 is preferably on or outside the process chamber 3rd arranged that its gas outlet side 42 essentially flush with the Inside of the side wall of the process chamber 3rd is provided (not shown in the figures). The flow modification element can e.g. B. may be arranged in a recess in the wall of the process chamber. A minimally surrounding rectangle around the outlet openings 49 the flow modification element 40 preferably extends essentially from a level of the construction site 10th upwards.

Für die Hauptströmung gilt dabei Folgendes: Durch die oben in Bezug auf 3 und 4 beschriebene Kanalquerschnittsflächenverengung in dem dritten Längenabschnitt 151 der Kanäle 43 des Strömungsmodifikationselements 40 erhöht sich der Druck in der Strömung stromaufwärts des Strömungsmodifikationselements 40, was zu einer Homogenisierung der Strömung bzw. einer gleichmäßigeren Verteilung der Strömungseigenschaften führt. Die Austrittsgeschwindigkeit des Gasstroms 33 aus dem Strömungsmodifikationselement 32, 40 ist abhängig von der Größe der Kanalquerschnittsflächen 44 der Kanäle 43, unter Anderem an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40: je größer die Kanalquerschnittsfläche ist, desto kleiner kann bei gegebenem Massenstrom eine mittlere Austrittsgeschwindigkeit des aus diesem Kanal austretenden Gaseinlassteilstroms sein. Je kleiner die Kanalquerschnittsfläche ist, desto größer ist die Austrittsgeschwindigkeit des aus diesem Kanal austretenden Gaseinlassteilstroms. Eine Gesamtdruckdifferenz in dem Gas zwischen der Gaseintrittsseite 41 und der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements ist somit unter Anderem abhängig von der Druckerhöhung in dem dritten Längenabschnitt 151 und dem Druckabfall in dem ersten Längenabschnitt 152.The following applies to the main flow: Through the above in relation to 3rd and 4th described narrowing cross-sectional area in the third longitudinal section 151 of the channels 43 the flow modification element 40 the pressure in the flow upstream of the flow modification element increases 40 , which leads to a homogenization of the flow or a more uniform distribution of the flow properties. The exit velocity of the gas flow 33 from the flow modification element 32 , 40 depends on the size of the cross-sectional area of the duct 44 of the channels 43 , among other things on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 : The larger the cross-sectional area of the duct, the smaller the average outlet velocity of the gas inlet partial flow emerging from this duct can be for a given mass flow. The smaller the cross-sectional area of the duct, the greater the exit velocity of the partial gas inlet stream emerging from this duct. A total pressure difference in the gas between the gas entry side 41 and the gas outlet side 42 of the flow modification element is, among other things, dependent on the pressure increase in the third length section 151 and the pressure drop in the first length section 152 .

Die Leitströmung ist dabei eine Strömung, die seitlich der Hauptströmung in der Prozesskammer erzeugt wird, insbesondere über einem Bodenbereich der Prozesskammer außerhalb des Baufelds bzw. neben dem Baufeld. Die Leitströmung dient somit einer Abschirmung und/oder dem Führen der Hauptströmung, wodurch beispielsweise die Strömungseigenschaften der Hauptströmung verbessert werden können. Vorzugsweise flankieren die Leitströmungen die Hauptströmung zumindest abschnittsweise.The leading flow is a flow that is generated to the side of the main flow in the process chamber, in particular over a bottom region of the process chamber outside the construction field or next to the construction field. The guide flow thus serves to shield and / or guide the main flow, as a result of which the flow properties of the main flow can be improved, for example. The guide flows preferably flank the main flow at least in sections.

Die Leitströmung(en) tritt bzw. treten dabei in dem Winkel β bzw. β' zur Hauptströmungsrichtung der Hauptströmung bzw. zur Senkrechten S aus dem Strömungsmodifikationselement 40 aus. Der Winkel β bzw. β' ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass er eine Beeinflussung der Leitströmung z. B. durch in der Prozesskammer auftretende Stör- oder Nebenströmungen berücksichtigt, so dass die Leitströme in ihrem weiteren Strömungsverlauf im Wesentlichen parallel zur Hauptströmung strömen, d. h. im Wesentlichen entlang der Hauptströmungsrichtung der Hauptströmung.The leading flow (s) occurs at the angle β respectively. β ' to the main flow direction of the main flow or to the perpendicular S from the flow modification element 40 out. The angle β respectively. β ' is preferably chosen so that it influences the guide flow z. B. taken into account by interfering or secondary flows occurring in the process chamber, so that the guide flows in their further flow course flow essentially parallel to the main flow, ie essentially along the main flow direction of the main flow.

Die Leitelemente 61, 62 dienen dabei zumindest abschnittsweise einer Führung bzw. einem Leiten der Leitströmungen und/oder einer Abschirmung der Leitströme, z. B. gegen Störströmungen. Alternativ oder zusätzlich dienen die Leitelemente zumindest abschnittsweise einer Führung bzw. einem Leiten von Störströmungen. Damit kann die Richtungsstabilität und Wirkdistanz der Leitströmung verbessert werden.The guiding elements 61 , 62 serve at least in sections to guide or guide the guide currents and / or to shield the guide currents, e.g. B. against interference currents. As an alternative or in addition, the guide elements serve at least in sections for guiding or guiding interfering flows. The directional stability and effective distance of the leading flow can thus be improved.

Die in 2 bis 4 gezeigten Kanäle 43 und Leitkanäle 51, 52 weisen jeweils eine quadratische bzw. rechteckige Kanalquerschnittsfläche 44 senkrecht zu ihrer Längsrichtung, d. h. in der y-z-Ebene, auf. Die Kanalquerschnittsflächen der Kanäle können jedoch auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine runde oder ovale oder sechseckige Form. Allgemein können die Kanalquerschnittsflächen jede beliebige Form aufweisen. Vorzugsweise weisen die Kanalquerschnittsflächen eine symmetrische Form auf, insbesondere eine einfach achsensymmetrische Form, vorzugsweise eine punktsymmetrische Form. Auch müssen die Kanäle nicht in Form einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet sein. Beispielsweise können benachbarte Zeilen und/oder Spalten auch gegeneinander versetzt angeordnet sein, oder die Kanäle können in einer beliebigen anderen Anordnung angeordnet sein. In den Figuren ist die Kanalquerschnittsveränderung der Kanäle 43 und der Leitkanäle jeweils linear und kontinuierlich bzw. stetig, d. h. nicht sprunghaft, ausgeführt. Alternativ kann die Kanalquerschnittsveränderung auch gestuft ausgeführt sein, d. h. die Wände der Kanäle 43 und/oder der Leitkanäle 51, 52 weisen jeweils zumindest eine Stufe auf.In the 2nd to 4th shown channels 43 and guiding channels 51 , 52 each have a square or rectangular channel cross-sectional area 44 perpendicular to their longitudinal direction, ie in the yz plane. The channel cross-sectional areas of the channels can, however, also have a different shape, for example a round or oval or hexagonal shape. In general, the channel cross-sectional areas can have any shape. The channel cross-sectional areas preferably have a symmetrical shape, in particular a simply axially symmetrical shape, preferably a point-symmetrical shape. The channels do not have to be arranged in the form of a matrix of rows and columns. For example, adjacent rows and / or columns can also be arranged offset from one another, or the channels can be arranged in any other arrangement. In the figures, the channel cross-sectional change is the channels 43 and the guide channels are each linear and continuous or continuous, ie not abrupt. Alternatively, the change in the cross-section of the duct can also be made in a stepped manner, ie the walls of the ducts 43 and / or the guide channels 51 , 52 each have at least one level.

Des Weiteren sind die in 2 gezeigten Kanäle 43 des Strömungsmodifikationselements 40 identisch ausgebildet (mit Ausnahme eventuell anders ausgebildeter Kanäle an den Enden 45, 46 des Strömungsmodifikationselements). Die Kanäle 43 können jedoch auch zumindest teilweise unterschiedlich ausgebildet sein, insbesondere können sie sich in der Größe und/oder Form ihrer Kanalquerschnittsflächen unterscheiden. Auch kann das Gas im Betrieb nur durch einen Anteil der Kanäle durchgeleitet werden, um den Durchfluss des Gases zu steuern. Hierzu kann beispielsweise ein Teil der Kanäle des Strömungsmodifikationselements abgedeckt werden, vorzugsweise an der Gaseintrittsseite 41. Dies kann manuell erfolgen, z. B. durch Abkleben oder Abdecken und/oder es kann ein Schieber als Blendenvorrichtung vorgesehen sein. Ein derartiger Schieber kann auch motorisch bewegt werden, was wiederum durch die Steuereinheit 29 gesteuert werden kann.Furthermore, the in 2nd shown channels 43 the flow modification element 40 identically designed (with the exception of possibly differently designed channels at the ends 45 , 46 the flow modification element). The canals 43 However, they can also be designed at least in part differently, in particular they can differ in the size and / or shape of their channel cross-sectional areas. The gas can also be passed through only a portion of the channels during operation in order to control the flow of the gas. For this purpose, for example, part of the channels of the flow modification element can be covered, preferably on the gas inlet side 41 . This can be done manually, e.g. B. by masking or covering and / or a slider can be provided as an aperture device. Such a slide can also be moved by motor, which in turn can be done by the control unit 29 can be controlled.

Insbesondere können Kanäle bereitgestellt sein, die sich in der Größe ihrer Kanalquerschnittsflächen 44 im zweiten Längenabschnitt 153 bzw. in Bereichen der Kanäle 43 mit der jeweils minimalen Kanalquerschnittsfläche des Strömungsmodifikationselements 40 voneinander unterscheiden. Dadurch ist es möglich, Gaseinlassteilströme mit unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten bereitzustellen. Insbesondere kann die Austrittsgeschwindigkeit der Gaseinlassteilströme ausgehend von der dem Baufeld 10 zugewandten Seite des Strömungsmodifikationselements 40 nach oben hin zunehmend eingestellt sein, so dass die unteren baufeldnahen Gaseinlassteilströme eine geringere Austrittsgeschwindigkeit aufweisen als die baufeldfernen Gaseinlassteilströme. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Kanalquerschnittsflächen der Kanäle an der Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40 von unten (d. h. der baufeldnahen Seite des Strömungsmodifikationselements) nach oben hin (d. h. in Richtung der Prozesskammerdecke 4a) kleiner werden. In particular, channels can be provided which differ in the size of their channel cross-sectional areas 44 in the second section 153 or in areas of the channels 43 with the respective minimum channel cross-sectional area of the flow modification element 40 differentiate from each other. This makes it possible to provide partial gas inlet flows with different outlet speeds. In particular, the exit velocity of the gas inlet partial flows can start from that of the construction site 10th facing side of the flow modification element 40 be increasingly set upwards, so that the lower gas inlet partial flows close to the construction field have a lower exit speed than the gas inlet partial flows remote from the construction field. This can be realized in that the channel cross-sectional areas of the channels on the gas outlet side 42 the flow modification element 40 from below (ie the side of the flow modification element close to the construction field) upwards (ie towards the process chamber ceiling 4a) get smaller.

Auch kann die Länge des ersten, zweiten und/oder dritten Längenabschnitts eines ersten Kanals oder Leitkanals von der Länge des jeweiligen Längenabschnitts eines zweiten Kanals oder Leitkanals abweichen. Vorzugsweise ist die Gesamtlänge L des Kanals bzw. Leitkanals jedoch für alle Kanäle und Leitkanäle des Strömungsmodifikationselements gleich. Des Weiteren können die Kanäle 43 auch ohne den zweiten (mittleren) Längenabschnitt bereitgestellt sein. Des Weiteren müssen nicht alle Kanäle 43 des Strömungsmodifikationselements 40 die drei beschriebenen Längenabschnitte aufweisen, es ist beispielsweise auch möglich, Kanäle bereitzustellen, die lediglich einen oder zwei der beschriebenen Längenabschnitte aufweisen.The length of the first, second and / or third length section of a first channel or guide channel can also deviate from the length of the respective length section of a second channel or guide channel. However, the total length L of the channel or guide channel is preferably the same for all channels and guide channels of the flow modification element. Furthermore, the channels 43 can also be provided without the second (middle) length section. Furthermore, not all channels have to 43 the flow modification element 40 which have three described length sections, it is also possible, for example, to provide channels which have only one or two of the described length sections.

In der oben mit Bezug auf 2 bis 5 beschriebenen Ausführungsform des Strömungsmodifikationselements verlaufen die Kanäle 43 geradlinig von der Gaseintrittsseite 41 zur Gasaustrittsseite 42 des Strömungsmodifikationselements 40. Gleiches gilt für die ersten Leitkanallängenabschnitte 53 der Leitkanäle 51, 52. Die Erfindung ist aber nicht auf geradlinige Kanäle bzw. Längenabschnitte bzw. Leitkanallängenabschnitte beschränkt. Beispielsweise können die Kanäle und/oder Leitkanäle auch gekrümmt verlaufen. Zur Berücksichtigung dieses Falls wird im Rahmen der Anmeldung anstelle des Begriffs „Längsrichtung“ die allgemeinere Bezeichnung „Erstreckungsrichtung“ verwendet. Die Erstreckungsrichtung ist dabei durch die Schwerpunkte der Kanalquerschnittsflächen definiert (im Falle eines kreisförmigen Querschnitts ist der Mittelpunkt der Kanalquerschnittsfläche identisch mit dem Schwerpunkt) und kann auch eine gekrümmte Linie sein. Die Erstreckungsrichtung muss nicht einer einzigen Raumrichtung entsprechen, sondern gibt den Verlauf der Kanäle bzw. Leitkanäle wider. Der erste, zweite und dritte Längenabschnitt der Kanäle 43, welche oben in Bezug auf 3 und 4 beschrieben wurden, können dann ebenfalls entsprechend gekrümmte oder relativ zueinander abgewinkelte Linienabschnitte der Erstreckungsrichtung sein. Gleiches gilt für die Leitkanallängenabschnitte 53, 54 der Leitkanäle 51, 52.In the above with reference to 2nd to 5 Embodiment of the flow modification element described run the channels 43 straight from the gas inlet side 41 to the gas outlet side 42 the flow modification element 40 . The same applies to the first guide channel sections 53 of the master channels 51 , 52 . However, the invention is not restricted to straight-line channels or length sections or guide channel length sections. For example, the channels and / or guide channels can also be curved. To take this case into account, the more general term “extension direction” is used in the application instead of the term “longitudinal direction”. The direction of extension is defined by the centers of gravity of the channel cross-sectional areas (in the case of a circular cross-section, the center of the channel cross-sectional area is identical to the center of gravity) and can also be a curved line. The direction of extension does not have to correspond to a single spatial direction, but rather reflects the course of the channels or guide channels. The first, second and third lengths of the channels 43 which above regarding 3rd and 4th have been described, line segments of the extension direction can then likewise be correspondingly curved or angled relative to one another. The same applies to the leading channel lengths 53 , 54 of the master channels 51 , 52 .

Das oben beschriebene Strömungsmodifikationselement 40 kann auch ohne die Leitkanäle bereitgestellt sein oder nur einseitig mit Leitkanälen, beispielsweise nur mit den ersten Leitkanälen 51 oder nur mit den zweiten Leitkanälen 52 bereitgestellt sein. Ferner kann das Strömungsmodifikationselement 40 auch ohne die Leitelemente 61, 62 bereitgestellt sein und/oder es können derartige Leitelemente für die aus den Kanälen 43 austretende Hauptströmung bereitgestellt sein.The flow modification element described above 40 can also be provided without the guide channels or only on one side with guide channels, for example only with the first guide channels 51 or only with the second guide channels 52 be provided. Furthermore, the flow modification element 40 even without the guiding elements 61 , 62 be provided and / or such guide elements for those from the channels 43 emerging main flow can be provided.

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. Alternativ oder zusätzlich kann das oben in Bezug auf 2 bis 5 beschriebene Strömungsmodifikationselement als ein Aus- oder Nachrüstsatz zum Ausrüsten bzw. Nachrüsten der Vorrichtung 1 bereitgestellt sein.The process chamber 3rd and the gas conveying device can also be used as a flow device for the laser sintering or laser melting device 1 be provided, in particular as an equipment or retrofit kit for equipping or retrofitting the device 1 . Alternatively, or in addition, the above may be related to 2nd to 5 Flow modification element described as an equipment or retrofit kit for equipping or retrofitting the device 1 be provided.

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.Even if the present invention has been described with the aid of a laser sintering or laser melting device, it is not restricted to laser sintering or laser melting. It can be applied to any method for the generative production of a three-dimensional object by applying layers and selectively solidifying a building material.

Der Belichter 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 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.The imagesetter can comprise, for example, one or more gas or solid-state lasers or any other type of laser such as laser diodes, in particular VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) or VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), or a row of these lasers. In general, any device can be used as an imagesetter with which energy as wave or particle radiation can be selectively applied to a layer of the building material. Instead of a laser, for example, another light source, an electron beam or any other energy or radiation source can be used which is suitable for solidifying the building material. Instead of deflecting a beam, exposure with a movable line exposer can also be used. Also on the selective mask sintering, in which an extended light source and a mask are used, or on the high-speed sintering (HSS), in which a material is selectively applied to the build material, which the Radiation absorption increased at the corresponding points (absorption sintering) or reduced (inhibition sintering) and then exposed non-selectively over a large area or with a movable line exposer, the invention can be applied.

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.Instead of introducing energy, the applied building material can also be selectively solidified by 3D printing, for example by applying an adhesive. In general, the invention relates to the additive manufacturing of an object by means of layer-wise application and selective solidification of a building material, regardless of the manner in which the building material is solidified.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2015/144884 A1 [0004]WO 2015/144884 A1 [0004]

Claims (15)

Herstellvorrichtung (1) zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts (2), wobei das Objekt (2) hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials (13) Schicht auf Schicht und selektives Verfestigen des Aufbaumaterials, insbesondere mittels Zufuhr von Strahlungsenergie, an Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts (2) in dieser Schicht zugeordnet sind, indem die Stellen mit mindestens einem Einwirkbereich, insbesondere einem Strahlungseinwirkbereich eines Energiestrahlbündels (22), abgetastet werden, wobei die Herstellvorrichtung (1) umfasst: - einen Baubehälter (5) zur Aufnahme des Aufbaumaterials, - eine oberhalb des Baubehälters (5) vorgesehene Prozesskammer (3), - ein zwischen dem Baubehälter (5) und der Prozesskammer (3) vorgesehenes Baufeld (10), - eine Verfestigungsvorrichtung (20) zum selektiven Verfestigen des Aufbaumaterials, - eine Beströmungsvorrichtung zum Erzeugen eines Gasstroms (30) in der Herstellvorrichtung (1), wobei die Beströmungsvorrichtung ein Strömungsmodifikationselement (32, 40) zum Einleiten des Gasstroms (30) in die Prozesskammer (3) umfasst, wobei das Strömungsmodifikationselement (32, 40) umfasst: - einen Körper mit einer Gaseintrittsseite (41) und einer Gasaustrittsseite (42) und - eine Mehrzahl von Kanälen (43), die den Körper von der Gaseintrittsseite (419 zu der Gasaustrittsseite (42) durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung (48) auf der Gaseintrittsseite (41) und eine Austrittsöffnung (49) auf der Gasaustrittsseite (42) aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche (44) zumindest eines Kanals (43) senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen (44) einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen (44) aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt (152) des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung (49) entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt (152) kürzer als eine Gesamtlänge (L) des Kanals bzw. der Kanäle zwischen der Eintrittsöffnung (48) und der Austrittsöffnung (49) ist.Manufacturing device (1) for the additive manufacturing of a three-dimensional object (2), the object (2) being produced by applying a building material (13) layer on layer and selectively solidifying the building material, in particular by supplying radiation energy, at locations in each layer, which are assigned to the cross-section of the object (2) in this layer by scanning the locations with at least one exposure area, in particular a radiation exposure area of an energy beam (22), the manufacturing device (1) comprising: - a building container (5) for receiving the building material, - A process chamber (3) provided above the building container (5), - A construction field (10) provided between the construction container (5) and the process chamber (3), - a consolidation device (20) for the selective consolidation of the building material, - A flow device for generating a gas flow (30) in the manufacturing device (1), the flow device comprising a flow modification element (32, 40) for introducing the gas flow (30) into the process chamber (3), the flow modification element (32, 40) includes: - A body with a gas inlet side (41) and a gas outlet side (42) and - A plurality of channels (43) which penetrate the body from the gas inlet side (419 to the gas outlet side (42), and which have an inlet opening (48) on the gas inlet side (41) and an outlet opening (49) on the gas outlet side (42) and are separated from one another by a wall, a channel cross-sectional area (44) of at least one channel (43) perpendicular to an extension direction of the channel, preferably the channel cross-sectional areas (44) of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas (44) of all channels, in a first length section (152) of the channel or channels starting from the outlet opening (49) along the extension direction, the first length section (152) being shorter than a total length (L) of the channel or channels between the inlet opening (48) and the outlet opening (49). Herstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Kanal (43), bevorzugt eine Mehrheit der Kanäle (43), weiter bevorzugt alle Kanäle (43) des Strömungsmodifikationselements (40) einen zweiten Längenabschnitt (153) umfasst/umfassen, wobei die Kanalquerschnittsfläche(n) (44) des Kanals bzw. der Kanäle im zweiten Längenabschnitt (153) im Wesentlichen konstant ist/sind und wobei vorzugsweise der zweite Längenabschnitt (153) entlang der Erstreckungsrichtung an den ersten Längenabschnitt (152) anschließt.Manufacturing device after Claim 1 , wherein at least one channel (43), preferably a majority of the channels (43), more preferably all channels (43) of the flow modification element (40) comprises a second length section (153), the channel cross-sectional area (s) (44) of the Channel or channels in the second length section (153) is / are substantially constant, and preferably the second length section (153) adjoins the first length section (152) along the direction of extension. Herstellvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Kanal (43), bevorzugt eine Mehrheit der Kanäle (43), weiter bevorzugt alle Kanäle (43) des Strömungsmodifikationselements (40) einen dritten Längenabschnitt (151) umfasst/umfassen, der an die Eintrittsöffnung (48) des Strömungsmodifikationselements (40) anschließt, wobei sich die Kanalquerschnittsfläche(n) (44) des Kanals bzw. der Kanäle im dritten Längenabschnitt (151) ausgehend von der Eintrittsöffnung (48) entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern.Manufacturing device according to Claim 1 or 2nd , wherein at least one channel (43), preferably a majority of the channels (43), more preferably all channels (43) of the flow modification element (40) comprises a third length section (151) which connects to the inlet opening (48) of the flow modification element ( 40), the channel cross-sectional area (s) (44) of the channel or channels in the third length section (151) starting from the inlet opening (48) decreasing / decreasing along the direction of extension. Herstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich die Kanalquerschnittsfläche(n) (44) im ersten Längenabschnitt (152) gemäß einer monoton, bevorzugt streng monoton, fallenden Funktion und/oder gemäß einer glatten Funktion verringert/verringern, wobei sich die Kanalquerschnittsfläche(n) (44) im ersten Längenabschnitt (152) besonders bevorzugt gemäß einer linearen Funktion verringert/verringern.Manufacturing device according to one of the Claims 1 to 3rd , wherein the channel cross-sectional area (s) (44) in the first length section (152) decreases / decreases according to a monotonous, preferably strictly monotonous, falling function and / or according to a smooth function, the channel cross-sectional area (s) (44) in the first Length section (152) particularly preferably reduced / reduced according to a linear function. Herstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Kanalquerschnittsfläche(n) (44) im ersten Längenabschnitt (152) entlang einer einzigen Richtung quer, vorzugsweise senkrecht, zur Erstreckungsrichtung verringert/verringern oder wobei sich die Kanalquerschnittsfläche(n) (44) im ersten Längenabschnitt (152) entlang mindestens zweier voneinander verschiedener Richtungen quer, vorzugsweise senkrecht, zur Erstreckungsrichtung verringert/verringern.Manufacturing device according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the channel cross-sectional area (s) (44) in the first length section (152) decreases / decrease along a single direction transverse, preferably perpendicular, to the direction of extension, or wherein the channel cross-sectional area (s) (44) in the first length section (152) along at least two mutually different directions transversely, preferably perpendicularly, reduced / reduced to the direction of extension. Herstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erstreckungsrichtung gerade ist und die Eintrittsöffnung (48) und die Austrittsöffnung (49) mindestens eines Kanals (43), bevorzugt einer Mehrheit der Kanäle (43), weiter bevorzugt aller Kanäle (43) des Strömungsmodifikationselements (40) jeweils derart angeordnet und/oder orientiert sind, dass die Erstreckungsrichtung durch ihren jeweiligen Flächenschwerpunkt verläuft, wobei vorzugsweise die Erstreckungsrichtung des mindestens einen Kanals, bevorzugt der Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements parallel zum Baufeld (10) verläuft, wobei vorzugsweise die Erstreckungsrichtungen der Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements parallel zueinander verlaufen.Manufacturing device according to one of the Claims 1 to 5 , wherein the direction of extension is straight and the inlet opening (48) and the outlet opening (49) of at least one channel (43), preferably a majority of the channels (43), more preferably all channels (43) of the flow modification element (40) are each arranged and / or are oriented such that the direction of extension extends through their respective center of area, the direction of extension of the at least one channel, preferably the majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element preferably running parallel to the construction field (10), the directions of extension of the majority of the Channels, more preferably all channels of the flow modification element run parallel to each other. Herstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Längenabschnitt (152) mindestens 30%, bevorzugt mindestens 40%, weiter bevorzugt mindestens 50% der Gesamtlänge (L) des mindestens einen Kanals, bevorzugt der Mehrheit der Kanäle, weiter bevorzugt aller Kanäle des Strömungsmodifikationselements zwischen der Eintrittsöffnung (48) und der Austrittsöffnung (49) umfasst und/oder wobei ein Neigungswinkel (γ) der Wandung des Kanals bzw. der Kanäle relativ zur Erstreckungsrichtung des Kanals bzw. der Kanäle im ersten Längenabschnitt (152) mindestens 1°, bevorzugt mindestens 2°, besonders bevorzugt mindestens 3° und/oder höchstens 20°, bevorzugt höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 5° beträgt.Manufacturing device according to one of the Claims 1 to 6 , wherein the first length section (152) at least 30%, preferably at least 40%, more preferably at least 50% of the total length (L) of the at least one channel, preferably the majority of the channels, more preferably all channels of the flow modification element between the inlet opening (48) and the outlet opening (49) and / or wherein an angle of inclination (γ) of the wall of the channel or channels relative to the direction of extension of the channel or channels in the first length section (152) is at least 1 °, preferably at least 2 °, particularly preferably at least 3 ° and / or at most 20 °, preferably at most 10 °, particularly preferably at most 5 °. Herstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine minimale Kanalquerschnittsfläche zumindest eines Kanals (43), bevorzugt einer Mehrheit der Kanäle (43), besonders bevorzugt aller Kanäle (43) höchstens 90%, vorzugsweise höchstens 60%, besonders bevorzugt höchstens 30% einer maximalen Kanalquerschnittsfläche des Kanals (43) bzw. der jeweiligen Kanäle (43) umfasst.Manufacturing device according to one of the Claims 1 to 7 , wherein a minimum channel cross-sectional area of at least one channel (43), preferably a majority of the channels (43), particularly preferably all channels (43) at most 90%, preferably at most 60%, particularly preferably at most 30% of a maximum channel cross-sectional area of the channel (43) or the respective channels (43). Herstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Strömungsmodifikationselement (40) in einer Aussparung einer Wandung (4) der Prozesskammer (3) angeordnet ist und ein minimal umgebendes Rechteck um die Austrittsöffnungen (49) sich vorzugsweise im Wesentlichen ausgehend von einer Ebene des Baufelds (10) nach oben hin erstreckt.Manufacturing device according to one of the Claims 1 to 8th , wherein the flow modification element (40) is arranged in a recess in a wall (4) of the process chamber (3) and a minimally surrounding rectangle around the outlet openings (49) preferably extends essentially upwards from a plane of the construction field (10) . Herstellvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Strömungsmodifikationselement (40) zumindest auf einer horizontal benachbarten Seite der Kanäle (43) zumindest einen Leitkanal (51, 52), vorzugsweise eine Mehrzahl von Leitkanälen (51, 52) zum Erzeugen einer Leitströmung über einem Boden der Prozesskammer (3) neben dem Baufeld (10) umfasst, wobei der Leitkanal (51, 52) bzw. die Leitkanäle (51, 52) den Körper des Strömungsmodifikationselements (40) von der Gaseintrittsseite (41) zu der Gasaustrittsseite (42) durchdringen und eine Eintrittsöffnung (48) auf der Gaseintrittsseite (41) und eine Austrittsöffnung (49) auf der Gasaustrittsseite (42) aufweist/aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei bevorzugt zumindest ein Leitkanal (51, 52), bevorzugt eine Mehrheit der Leitkanäle (51, 52), besonders bevorzugt alle Leitkanäle (51, 52) einen ersten Leitkanal-Längenabschnitt (53) umfasst/umfassen, der an die Gaseintrittsseite (41) anschließt und dessen Leitkanalquerschnittsfläche (44) sich ausgehend von der Eintrittsöffnung (48) entlang einer Erstreckungsrichtung des Leitkanals (51, 52) verringert, wobei weiter bevorzugt der Leitkanal (51, 52) bzw. die Leitkanäle (51, 52) einen zweiten Leitkanal-Längenabschnitt (54) umfasst/umfassen, der an die Gasaustrittsseite (42) anschließt und dessen Leitkanalquerschnittsfläche (44) im Wesentlichen konstant ist, wobei besonders bevorzugt der Leitkanal (51, 52) bzw. die Leitkanäle (51, 52) durch den ersten Leitkanal-Längenabschnitt (53) und den zweiten Leitkanal-Längenabschnitt (54) gebildet sind und/oder wobei die Kanäle (43) vorzugsweise in einer dreidimensionalen Matrix angeordnet sind und der Leitkanal (51, 52) bzw. die Leitkanäle (51, 52) auf einer horizontal benachbarten Seite der dreidimensionalen Matrix von Kanälen (43) angeordnet ist/sind.Manufacturing device according to one of the Claims 1 to 9 , wherein the flow modification element (40) at least on a horizontally adjacent side of the channels (43) has at least one guide channel (51, 52), preferably a plurality of guide channels (51, 52) for generating a guide flow over a bottom of the process chamber (3) the construction field (10), the guide channel (51, 52) or the guide channels (51, 52) penetrating the body of the flow modification element (40) from the gas inlet side (41) to the gas outlet side (42) and an inlet opening (48) has / have on the gas inlet side (41) and an outlet opening (49) on the gas outlet side (42) and are separated from one another by a wall, preferably at least one guide channel (51, 52), preferably a majority of the guide channels (51, 52) , particularly preferably all guide channels (51, 52) comprise a first guide channel length section (53) which adjoins the gas inlet side (41) and whose guide channel cross-sectional area (44) extends starting from the inlet opening (48) along a direction of extension of the guide channel (51, 52), the guide channel (51, 52) or the guide channels (51, 52) preferably comprising a second guide channel length section (54), which connects to the gas outlet side (42) and whose guide channel cross-sectional area (44) is essentially constant, the guide channel (51, 52) or the guide channels (51, 52) being particularly preferably through the first guide channel length section (53) and the second Guide channel length section (54) are formed and / or wherein the channels (43) are preferably arranged in a three-dimensional matrix and the guide channel (51, 52) or the guide channels (51, 52) on a horizontally adjacent side of the three-dimensional matrix of Channels (43) is / are arranged. Verfahren zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) mit den Schritten: Aufbringen eines Aufbaumaterials (13) Schicht auf Schicht, selektives Verfestigen des Aufbaumaterials, insbesondere durch Zuführen von Strahlungsenergie, an Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts (2) in dieser Schicht zugeordnet sind, indem die Stellen mittels einer Verfestigungsvorrichtung (20) mit mindestens einem Einwirkbereich, insbesondere einem Strahlungseinwirkbereich eines Energiestrahlbündels (22), abgetastet werden, und Wiederholen des schichtweisen Aufbringens und selektiven Verfestigens , bis das Objekt (2) fertiggestellt ist, wobei das Aufbaumaterial in einem Baubehälter (5) vorgesehen ist, oberhalb des Baubehälters (5) eine Prozesskammer (3) vorgesehen ist, und zwischen dem Baubehälter (5) und der Prozesskammer (3) ein Baufeld (10) vorgesehen ist, wobei zumindest zeitweise während der Herstellung des dreidimensionalen Objekts (2) mittels einer Beströmungsvorrichtung ein Gasstrom (33) in der Herstellvorrichtung (1) erzeugt wird, wobei die Beströmungsvorrichtung ein Strömungsmodifikationselement (32, 40) zum Einleiten des Gasstroms (33) in die Prozesskammer (3) umfasst, wobei das Strömungsmodifikationselement (40) umfasst: - einen Körper mit einer Gaseintrittsseite (41) und einer Gasaustrittsseite (42) und - eine Mehrzahl von Kanälen (43), die den Körper von der Gaseintrittsseite (41) zu der Gasaustrittsseite (42) durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung (48) auf der Gaseintrittsseite (41) und eine Austrittsöffnung (49) auf der Gasaustrittsseite (42) aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche (44) zumindest eines Kanals (43) senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt (152) des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung (49) entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt (152) kürzer als eine Gesamtlänge (L) des Kanals (43) bzw. der Kanäle (43) zwischen der Eintrittsöffnung (41) und der Austrittsöffnung (42) ist.Method for additively producing a three-dimensional object (2) with the steps: Applying a building material (13) layer by layer, selective solidification of the building material, in particular by supplying radiation energy, at locations in each layer which are assigned to the cross section of the object (2) in this layer, by the locations by means of a consolidation device (20) with at least one exposure region, in particular a radiation exposure region of an energy beam (22), can be scanned, and Repeating the layer-by-layer application and selective solidification until the object (2) is finished, the building material is provided in a building container (5), a process chamber (3) is provided above the building container (5), and a building field (10) is provided between the building container (5) and the process chamber (3), wherein a gas flow (33) is generated in the production device (1) at least temporarily during the production of the three-dimensional object (2) by means of a flow device, the flow device being a flow modification element (32, 40) for introducing the gas flow (33) into the process chamber ( 3) includes wherein the flow modification element (40) comprises: - a body with a gas inlet side (41) and a gas outlet side (42) and - A plurality of channels (43) which penetrate the body from the gas inlet side (41) to the gas outlet side (42) and which have an inlet opening (48) on the gas inlet side (41) and an outlet opening (49) on the gas outlet side (42 ) and are separated from each other by a wall, a channel cross-sectional area (44) of at least one channel (43) perpendicular to an extension direction of the channel, preferably the channel cross-sectional areas of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas of all channels, starting from a first length section (152) of the channel or channels the outlet opening (49) is reduced / reduced along the direction of extension, wherein the first length section (152) is shorter than a total length (L) of the channel (43) or channels (43) between the inlet opening (41) and the outlet opening (42). Strömungsmodifikationselement (40) zum Einleiten eines Gasstroms (33) in eine Prozesskammer (3) einer Vorrichtung (1) zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2), insbesondere in eine Prozesskammer (3) einer Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, mit - einem Körper mit einer Gaseintrittsseite (41) und einer Gasaustrittsseite (42) und - einer Mehrzahl von Kanälen (43), die den Körper von der Gaseintrittsseite (41) zu der Gasaustrittsseite (42) durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung (48) auf der Gaseintrittsseite (41) und eine Austrittsöffnung (49) auf der Gasaustrittsseite (42) aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche (44) zumindest eines Kanals (43) senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals, vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt (152) des Kanals (43) bzw. der Kanäle (43) ausgehend von der Austrittsöffnung (49) entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt (152) kürzer als eine Gesamtlänge (L) des Kanals (43) bzw. der Kanäle (43) zwischen der Eintrittsöffnung (48) und der Austrittsöffnung (49) ist.Flow modification element (40) for introducing a gas stream (33) into a process chamber (3) of a device (1) for additive manufacturing of a three-dimensional object (2), in particular into a process chamber (3) of a device (1) according to one of the Claims 1 to 10th , with - a body with a gas inlet side (41) and a gas outlet side (42) and - a plurality of channels (43) which penetrate the body from the gas inlet side (41) to the gas outlet side (42), and which have an inlet opening (48 ) on the gas inlet side (41) and an outlet opening (49) on the gas outlet side (42) and are separated from one another by a wall, a channel cross-sectional area (44) of at least one channel (43) being perpendicular to an extension direction of the channel, preferably that Channel cross-sectional areas of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas of all channels, in a first length section (152) of the channel (43) or of the channels (43) starting from the outlet opening (49) along the extension direction, the first length section (152) shorter than a total length (L) of the channel (43) or channels (43) between the inlet opening (48) and the Exit opening (49) is. Beströmungsvorrichtung für eine Vorrichtung (1) zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises Verfestigen von Aufbaumaterial (13) mit einem Strömungsmodifikationselement (40) gemäß Anspruch 12.Flow device for a device (1) for the additive manufacturing of a three-dimensional object (2) by layer-wise solidification of building material (13) with a flow modification element (40) according to Claim 12 . Verwendung eines Strömungsmodifikationselements (32, 40) zum Einleiten eines Gasstroms (33) in einer Vorrichtung (1) zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2), insbesondere in einer Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Strömungsmodifikationselement (40) aufweist: - einen Körper mit einer Gaseintrittsseite (41) und einer Gasaustrittsseite (42) und - eine Mehrzahl von Kanälen (43), die den Körper von der Gaseintrittsseite (41) zu der Gasaustrittsseite (42) durchdringen, und die eine Eintrittsöffnung (48) auf der Gaseintrittsseite (41) und eine Austrittsöffnung (49) auf der Gasaustrittsseite (42) aufweisen und durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei sich eine Kanalquerschnittsfläche (44) zumindest eines Kanals (43) senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Kanals (43), vorzugsweise die Kanalquerschnittsflächen einer Mehrheit der Kanäle, besonders bevorzugt die Kanalquerschnittsflächen aller Kanäle, in einem ersten Längenabschnitt (152) des Kanals bzw. der Kanäle ausgehend von der Austrittsöffnung (49) entlang der Erstreckungsrichtung verringert/verringern, wobei der erste Längenabschnitt (152) kürzer als eine Gesamtlänge (L) des Kanals (43) bzw. der Kanäle (43) zwischen der Eintrittsöffnung (48) und der Austrittsöffnung (49) ist.Use of a flow modification element (32, 40) for introducing a gas flow (33) in a device (1) for additively producing a three-dimensional object (2), in particular in a device (1) according to one of the Claims 1 to 10th , wherein the flow modification element (40) comprises: - a body with a gas inlet side (41) and a gas outlet side (42) and - a plurality of channels (43) which penetrate the body from the gas inlet side (41) to the gas outlet side (42) , and which have an inlet opening (48) on the gas inlet side (41) and an outlet opening (49) on the gas outlet side (42) and are separated from one another by a wall, a channel cross-sectional area (44) of at least one channel (43) being perpendicular to a direction of extension of the channel (43), preferably the channel cross-sectional areas of a majority of the channels, particularly preferably the channel cross-sectional areas of all channels, in a first length section (152) of the channel or channels starting from the outlet opening (49) along the direction of extension, wherein the first length section (152) is shorter than a total length (L) of the channel (43) or the channels (43 ) between the inlet opening (48) and the outlet opening (49). Beströmungsverfahren zum Erzeugen eines Gasstroms (33) in einer Prozesskammer (3) einer Herstellvorrichtung (1) zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2), insbesondere einer Herstellvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Beströmungsverfahren zumindest einen Schritt des Erzeugens eines Gasstroms (33) mittels einer Gaszufuhreinrichtung umfasst, sowie einen Schritt des Einleitens des Gasstroms (33) in die Prozesskammer (3) durch ein Strömungsmodifikationselement (40) gemäß Anspruch 12.Flowing process for generating a gas flow (33) in a process chamber (3) of a manufacturing device (1) for the additive manufacturing of a three-dimensional object (2), in particular a manufacturing device (1) according to one of the Claims 1 to 10th , wherein the flow method comprises at least one step of generating a gas stream (33) by means of a gas supply device, and a step of introducing the gas stream (33) into the process chamber (3) by a flow modification element (40) according to Claim 12 .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023161422A1 (en) 2022-02-25 2023-08-31 Eos Gmbh Electro Optical Systems Flow-modification element, flow device and flow method for an additive manufacturing device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111359881B (en) * 2020-04-02 2022-05-17 贵州省冶金化工研究所 3D printing post-processing multistage granule separation system and separation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160136731A1 (en) * 2013-06-11 2016-05-19 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and method
US20180126460A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-10 Velo3D, Inc. Gas flow in three-dimensional printing

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014205875A1 (en) 2014-03-28 2015-10-01 Eos Gmbh Electro Optical Systems Apparatus and method for layering a three-dimensional object
DE102016213628A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 MTU Aero Engines AG Device for additive manufacturing with optimized protective gas flow

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160136731A1 (en) * 2013-06-11 2016-05-19 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and method
US20180126460A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-10 Velo3D, Inc. Gas flow in three-dimensional printing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023161422A1 (en) 2022-02-25 2023-08-31 Eos Gmbh Electro Optical Systems Flow-modification element, flow device and flow method for an additive manufacturing device
DE102022201999A1 (en) 2022-02-25 2023-08-31 Eos Gmbh Electro Optical Systems Flow modification element, flow device and flow method for an additive manufacturing device

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