DE102019114918A1

DE102019114918A1 - Process for the additive production of a porous shaped body provided at least in sections with cavities

Info

Publication number: DE102019114918A1
Application number: DE102019114918.5A
Authority: DE
Inventors: Lukas Knorr; Andreas Ewald
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Verfahren zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit Hohlräumen (2) versehenen porösen Formkörpers (1), umfassend folgende Verfahrensschritte:- Ausbilden oder Bereitstellen eines dispersionsartigen bzw. -förmigen Baumaterialgemischs (3) aus einer, insbesondere vermittels energiereicher Strahlung aushärtbaren, flüssigen Grundmaterialkomponente (4) und einer Hilfsmaterialkomponente (5), wobei die Hilfsmaterialkomponente (5) in dem Baumaterialgemisch (3) verteilt angeordnet ist,- additives Aufbauen eines Rohformkörpers (8) durch sukzessive selektive Verfestigung des dispersionsartigen bzw. -förmigen Baumaterialgemischs (3),- Ausbilden von Hohlräumen (2) in dem Rohformkörper (8) durch Entfernen zumindest eines Teils, insbesondere vollständiges Entfernen, der Hilfsmaterialkomponente (5) aus dem Rohformkörper (8) unter Bildung des zumindest abschnittsweise porösen Formkörpers (1).A method for the additive production of a porous molded body (1) provided at least in sections with cavities (2), comprising the following method steps: Forming or providing a dispersion-like or -shaped building material mixture (3) from a liquid base material component (4) which can be cured, in particular by means of high-energy radiation ) and an auxiliary material component (5), wherein the auxiliary material component (5) is distributed in the building material mixture (3), - additive building of a raw molded body (8) by successive selective solidification of the dispersion-like or -shaped building material mixture (3), - formation of Cavities (2) in the raw molded body (8) by removing at least a part, in particular completely removing, the auxiliary material component (5) from the raw molded body (8) to form the at least partially porous molded body (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit Hohlräumen versehenen porösen Formkörpers.The invention relates to a method for the additive production of a porous shaped body provided at least in sections with cavities.

Entsprechende Verfahren zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit einem Hohlraum versehenen Formkörpers sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Beispielsweise zeigen die Offenlegungsschriften DE 10 2004 032 093 A1 und DE 10 2011 101 857 A1 jeweils ein in einem additiven Fertigungsverfahren hergestelltes Bauteil, das im Zuge des additiven Fertigungsverfahrens mit wenigstens einem Hohlraum ausgestattet wird. Die dort beschriebenen Herstellungsverfahren basieren auf dem selektiven Laserschmelzen, bei welchem ein pulverförmiges baut Material schichtweise auf eine Baufläche aufgebracht wird und selektiv mit einem Laserstrahl aufgeschmolzen wird, um das zu fertigende Bauteil zu aufzubauen. Die Hohlräume werden dabei dadurch gebildet, dass das im Bereich der späteren Hohlräume befindliche Baumaterial nicht aufgeschmolzen wird und damit im pulverförmigen Zustand verbleibt. Nach Entfernen des pulverförmigen, nicht verfestigten Baumaterials bleibt ein mit einem Hohlraum versehenes Bauteil übrig. Nachteilig hierbei ist, dass die Gestalt der Hohlräume des Bauteils bzw. des Formkörpers durch die Auflösung des Laserstrahls begrenzt ist. Ferner erfordert die gezielte Ansteuerung des Laserstrahls zur Bildung der Hohlräume einen höheren Zeitaufwand, als eine zur Bildung der Hohlräume den Laserstrahl nicht verändernde Fertigungsweise.Corresponding methods for the additive production of a molded body provided at least in sections with a cavity are basically known from the prior art. For example, the publications show DE 10 2004 032 093 A1 and DE 10 2011 101 857 A1 in each case a component manufactured in an additive manufacturing process, which is equipped with at least one cavity in the course of the additive manufacturing process. The manufacturing processes described there are based on selective laser melting, in which a powdery building material is applied in layers to a building surface and is selectively melted with a laser beam in order to build up the component to be manufactured. The cavities are formed in that the building material located in the area of the later cavities is not melted and thus remains in the powdery state. After removing the powdery, non-solidified building material, a component provided with a cavity remains. The disadvantage here is that the shape of the cavities of the component or of the molded body is limited by the resolution of the laser beam. Furthermore, the targeted control of the laser beam to form the cavities requires a higher expenditure of time than a production method that does not change the laser beam to form the cavities.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie kostengünstige und einen hohe Gestaltungsfreiheit ermöglichende Maßnahme eine additive Herstellung von mit Hohlräumen versehenen porösen Formkörper ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a method which enables an additive production of porous molded bodies provided with cavities, in particular with regard to a simple and fast as well as cost-effective measure which enables a high degree of design freedom.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit Hohlräumen versehenen porösen Formkörpers gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens.The object is achieved by a method for the additive production of a porous shaped body provided at least in sections with cavities according to claim 1. The dependent claims relate to possible embodiments of the method.

Die Erfindung zeichnet sich durch ein Verfahren zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit Hohlräumen versehenen porösen Formkörpers aus, das folgende Verfahrensschritte umfasst: (a) Ausbilden oder Bereitstellen eines dispersionsartigen bzw. -förmigen Baumaterialgemischs aus einer, insbesondere vermittels energiereicher Strahlung aushärtbaren bzw. verfestigbaren, flüssigen Grundmaterialkomponente und einer Hilfsmaterialkomponente, wobei die Hilfsmaterialkomponente in dem Baumaterialgemisch bzw. dem daraus gebildeten Rohformkörper verteilt angeordnet ist, (b) additives Aufbauen eines Rohformkörpers durch sukzessive selektive Verfestigung des dispersionsartigen bzw. -förmigen Baumaterialgemischs, sowie (c) Ausbilden von Hohlräumen in dem Rohformkörper durch Entfernen zumindest eines Teils, insbesondere vollständiges Entfernen, der Hilfsmaterialkomponente aus dem Rohformkörper unter Bildung des zumindest abschnittsweise porösen Formkörpers.The invention is characterized by a method for the additive production of a porous shaped body provided at least in sections with cavities, which comprises the following method steps: (a) Forming or providing a dispersion-like or -shaped building material mixture from a hardenable or solidified, in particular by means of high-energy radiation, liquid base material component and an auxiliary material component, the auxiliary material component being distributed in the building material mixture or the raw molding formed therefrom, (b) additive building of a raw molding by successive selective solidification of the dispersion-like or -shaped building material mixture, and (c) forming cavities in the Raw molded body by removing at least a part, in particular complete removal, of the auxiliary material component from the raw molded body with formation of the molded body, which is at least partially porous.

Der zu bildende poröse Formkörper kann vorzugsweise eine Vielzahl an Hohlräume umfassen. Zumindest ein Teil der einzelnen Hohlräume kann derart dimensioniert sein, dass deren maximale Erstreckung maximal dem zweifachen, bevorzugt maximal dem 1,2-fachen, besonders bevorzugt maximal dem 1,0-fachen, der Schichtdicke bzw. der Schichtstärke des additiven Aufbauverfahrens des zu bildenden porösen Formkörpers entspricht. Mit anderen Worten wird es ermöglicht, einen Formkörper zu bilden, dessen Hohlräume zumindest bereichsweise eine Länge aufweisen, das bzw. die geringer ist, als die in dem additiven Aufbauverfahren verwendete Schichtdicke bzw. Schichtstärke. Die Porosität des Formkörpers kann eine Porosität von größer 50 %, bevorzugt von größer 70 %, besonders bevorzugt von größer 80 % umfassen. Damit kann ein schaumartiger Formkörper hergestellt werden.The porous shaped body to be formed can preferably comprise a plurality of cavities. At least some of the individual cavities can be dimensioned such that their maximum extension is a maximum of twice, preferably a maximum of 1.2 times, particularly preferably a maximum of 1.0 times, the layer thickness or the layer thickness of the additive build-up process to be formed corresponds to porous shaped body. In other words, it is possible to form a shaped body, the cavities of which have a length, at least in some areas, that is less than the layer thickness or layer thickness used in the additive build-up process. The porosity of the shaped body can comprise a porosity of greater than 50%, preferably greater than 70%, particularly preferably greater than 80%. A foam-like molded body can thus be produced.

Die Hohlräume des porösen Formkörpers können zumindest bereichsweise offen und/oder zumindest bereichsweise geschlossen ausgebildet sein. D. h., dass die wesentlichen Hohlräume des Formkörpers untereinander durch z. B. Kanäle miteinander verbunden sein können (offene Porenstruktur) und/oder das zumindest ein Teil der Hohlräume des Formkörpers zueinander getrennt ausgebildet sind (geschlossene Porenstruktur). Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der gebildete porösen Formkörper die Struktur eines, insbesondere elastischen, festen Schaums aufweist.The cavities of the porous molded body can be designed to be open at least in some areas and / or closed at least in some areas. That is, that the essential cavities of the molded body with each other by z. B. channels can be connected to one another (open pore structure) and / or that at least some of the cavities of the molded body are formed separately from one another (closed pore structure). For example, it can be provided that the porous shaped body formed has the structure of an, in particular elastic, solid foam.

Die während des additiven Aufbaus verwendete energiereiche Strahlung kann beispielsweise eine Lichtstrahlung, insbesondere ein UV-Licht und/oder ein sichtbares Licht, und/oder eine Laserstrahlung bzw. einen Laserstrahl umfassen. Die energiereiche Strahlung kann zumindest abschnittsweise punktförmig und/oder linienförmig und/oder flächig auf das zu verfestigende Baumaterialgemisch einwirken. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass keine gezielte Strahlablenkung bzw. keine gezielte Einwirkung auf eine flächige Energieeinbringung im Hinblick der Bildung der Hohlräume bzw. der Porenstruktur vorgenommen wird. D. h. z. B., dass die Hohlräume zumindest bereichsweise nicht durch eine gezielte Verhinderung des Energieeintrags in das Baumaterialgemisch erfolgt. Damit wird eine höhere Prozessgeschwindigkeit in der Herstellung des porösen Formkörpers erreicht, da in einem geringeren Maße eine Veränderung der Parameter der in das Baumaterialgemisch einzubringenden Energiestrahlung berücksichtigt werden muss.The high-energy radiation used during the additive structure can include, for example, light radiation, in particular UV light and / or visible light, and / or laser radiation or a laser beam. The high-energy radiation can act on the building material mixture to be solidified, at least in sections, in punctiform and / or linear and / or flat fashion. It can be provided here that no targeted beam deflection or no targeted action on a planar introduction of energy is carried out with regard to the formation of the cavities or the pore structure. This means, for example, that the cavities are not created, at least in some areas, by a targeted prevention of the introduction of energy into the building material mixture. This enables a higher process speed in the production of the porous Shaped body achieved, since a change in the parameters of the energy radiation to be introduced into the building material mixture must be taken into account to a lesser extent.

Die Verteilung der Hilfsmaterialkomponente in dem Rohformkörper bzw. in dem Baumaterialgemisch kann zumindest abschnittsweise homogen und/oder zumindest abschnittsweise inhomogen vorliegen. Hierzu kann während des additiven Herstellungsschritts zur Bildung des Rohformkörpers, insbesondere gezielt bereichsabhängig, ein erstes Baumaterialgemisch und ein zweites Baumaterialgemisch bereichsabhängig aufgebracht werden, wobei sich das erste Baumaterialgemisch von dem zweiten Baumaterialgemisch in dem jeweiligen Anteil der Hilfsmaterialkomponente unterscheidet. Durch die gezielte, insbesondere bereichsabhängige, Aufbringung von Baumaterialgemisch mit unterschiedlichem Anteil der Hilfsmaterialkomponente kann es erreicht werden, dass der Rohformkörper und damit auch der porösen Formkörper bereichsabhängig eine unterschiedliche Porosität aufweist. Die unterschiedliche Porosität meint dabei, dass eine unterschiedliche Anzahl und/oder ein unterschiedlicher Volumenanteil und/oder eine unterschiedliche geometrische Ausgestaltung der Hohlräume innerhalb des Rohformkörpers bzw. des porösen Formkörpers vorliegt.The distribution of the auxiliary material component in the raw molding or in the building material mixture can be at least partially homogeneous and / or at least partially inhomogeneous. For this purpose, a first building material mixture and a second building material mixture can be applied area-dependently during the additive manufacturing step to form the raw molded body, in particular depending on the area, the first building material mixture differing from the second building material mixture in the respective proportion of the auxiliary material component. Through the targeted, in particular area-dependent, application of building material mixture with a different proportion of the auxiliary material component, it can be achieved that the raw molded body and thus also the porous molded body have a different porosity depending on the area. The different porosity means that there is a different number and / or a different volume fraction and / or a different geometric configuration of the cavities within the raw molding or the porous molding.

Der Rohformkörper kann, insbesondere im Wesentlichen, eine kompakte Struktur aufweisen. Beispielsweise kann der Rohformkörper vor der zumindest teilweisen Entfernung der Hilfsmaterialkomponente, insbesondere im Wesentlichen, keine leeren Hohlräume aufweisen, da diese (noch) durch die Hilfsmaterialkomponente gefüllt sind.The raw molding can, in particular essentially, have a compact structure. For example, before the at least partial removal of the auxiliary material component, the raw molding can, in particular essentially, not have any empty cavities, since these are (still) filled by the auxiliary material component.

Durch die Auswahl der Anteile der Grundmaterialkomponente und der Hilfsmaterialkomponente sowie die Volumenverteilung der Hilfsmaterialkomponente bilden die wesentlichen Einflussgrößen zu der aus dem Herstellungsprozess resultierenden Porosität. D. h. z. B., je nach Mischungsverhältnis der Grund- und Hilfsmaterialkomponente und der Volumenanteile unterschiedlich viel Gas, insbesondere Luft, im Baumaterialgemisch gebunden wird. Dieses im Baumaterialgemisch gebundene Gas, insbesondere Luft, kann beispielsweise zumindest teilweise im späteren Rohformkörper (Formkörper vor Auswaschung) und/oder im bestimmungsgemäßen Formkörper erhalten bleiben.The selection of the proportions of the base material component and the auxiliary material component as well as the volume distribution of the auxiliary material component form the essential influencing variables for the porosity resulting from the manufacturing process. I.e. z. B., depending on the mixing ratio of the base and auxiliary material components and the volume fractions, a different amount of gas, in particular air, is bound in the building material mixture. This gas, in particular air, bound in the building material mixture can, for example, be retained at least partially in the subsequent raw molding (molding before washing out) and / or in the intended molding.

Das für den additiven Aufbauprozesses verwendete Baumaterialgemisch ist dispersionsartig bzw. dispersionsförmig aufgebaut. Dabei bildet eine flüssige Grundmaterialkomponente das Dispersionsmedium bzw. die kontinuierliche Phase bzw. die Hauptphase und eine Hilfsmaterialkomponente die disperse Phase bzw. die innere Phase bzw. die Nebenphase. Mit anderen Worten sind die Grundmaterialkomponente und die Hilfsmaterialkomponente im nicht oder kaum miteinander gelösten bzw. nicht oder kaum chemisch verbundenen Zustand innerhalb des Baumaterialgemischs vorliegend, so dass z. B. die Hilfsmaterialkomponente fein verteilt in der Grundmaterialkomponente vorliegen kann.The building material mixture used for the additive building process has a dispersion-like or dispersion-like structure. A liquid basic material component forms the dispersion medium or the continuous phase or the main phase and an auxiliary material component forms the disperse phase or the inner phase or the secondary phase. In other words, the base material component and the auxiliary material component are present within the building material mixture in the non-dissolved or hardly dissolved or non-chemically bonded state, so that z. B. the auxiliary material component can be finely distributed in the base material component.

Es kann vorgesehen sein, dass während des additiven Aufbaus des Rohformkörpers durch Einwirkung der Energiestrahlung auf das Baumaterialgemisch die Grundmaterialkomponente und/oder die Hilfsmaterialkomponente verfestigt wird. Hierbei kann die Energiestrahlung gezielt selektiv an die Bereiche des, insbesondere als ebene Schicht, vorliegenden Baumaterials einwirken, wodurch die wesentliche Form bzw. die Hauptform des Rohformkörpers bzw. des porösen Formkörpers gebildet wird. D.h. die nicht mit der Energiestrahlung beaufschlagten Bereiche des Baumaterialgemischs stellen im Wesentlichen Bereiche außerhalb des Rohformkörpers bzw. des porösen Formkörpers da und bilden damit im Wesentlichen keine das eigentliche Volumen des Rohformkörpers bzw. Formkörpers bildenden Bereich. Die selektive Verfestigung des Baumaterialgemischs kann schichtweise erfolgen, sodass nach Energieeintrag in eine erste Schicht des Baumaterialgemischs eine weitere Schicht des Baumaterialgemischs bereitgestellt wird, beispielsweise kann dies durch Aufziehen einer neuen Baumaterialschicht erfolgen. Auf diese weitere Schicht des Baumaterials kann wiederum eine gezielte selektive Einwirkung durch den Energiestrahl erfolgen. Diese Prozessschritte können wiederholt werden und damit sukzessive ein dreidimensionaler Formkörper gebildet werden.Provision can be made for the base material component and / or the auxiliary material component to be solidified during the additive construction of the raw molding by the action of the energy radiation on the building material mixture. In this case, the energy radiation can act selectively in a targeted manner on the areas of the building material, in particular as a flat layer, whereby the essential shape or the main shape of the raw molding or the porous molding is formed. I.e. the areas of the building material mixture not exposed to the energy radiation essentially represent areas outside the raw molding or the porous molding and thus essentially do not form the actual volume of the raw molding or molding. The selective solidification of the building material mixture can take place in layers, so that after energy has been introduced into a first layer of the building material mixture, a further layer of the building material mixture is provided, for example this can be done by adding a new building material layer. On this further layer of the building material, in turn, a targeted selective action by the energy beam can take place. These process steps can be repeated and thus a three-dimensional shaped body can be successively formed.

Der Formkörper kann optional zusätzlich zu den relativ kleineren, die Porenstruktur bildenden Hohlräume, weitere relativ größere Hohlräume aufweisen, welche durch eine gezielte Nichtverfestigung des Baumaterialgemischs erzeugbar sind. Die relativ kleineren Hohlräume bzw. die eigentlichen Hohlräume des Formkörpers werden durch die Verwendung der Hilfsmaterialkomponente gebildet, wobei die innerhalb des Rohformkörpers und damit zwischen der verfestigen Grundmaterialkomponente vorliegende Hilfsmaterialkomponente als „Platzhalter“ für die kleinen Hohlräume der zu bildenden porösen Struktur dient. Durch das Entfernen zumindest eines Teils der Hilfsmaterialkomponente aus dem Rohformkörper erfolgt die Bildung des zumindest abschnittsweise porösen Formkörpers, da die Grundmaterialkomponente im Stadium des Rohformkörpers und damit nach der Einwirkung des Energiestrahls, eine feste Struktur aufweist und nach Entfernen zumeist eines Teils der Hilfsmaterialkomponente die Hohlräume ausbildet. Die relativ größeren Hohlräume, welche beispielsweise durch eine gezielte Nichtverfestigung des Baumaterialgemischs erzeugt werden, können dazu verwendet werden, ein schnelleres und/oder besseres Auswaschen der Hilfsmaterialkomponente zu erreichen. Dies kann insbesondere bei der Herstellung von Formkörpern mit dickwandigen Geometrien vorteilhaft sein.In addition to the relatively smaller cavities forming the pore structure, the shaped body can optionally have further relatively larger cavities which can be generated by a targeted non-solidification of the building material mixture. The relatively smaller cavities or the actual cavities of the molded body are formed through the use of the auxiliary material component, the auxiliary material component present within the raw molded body and thus between the solidified base material component serving as a “placeholder” for the small voids of the porous structure to be formed. By removing at least a part of the auxiliary material component from the raw molding, the at least partially porous molding is formed, since the base material component has a solid structure in the stage of the raw molding and thus after the action of the energy beam and after removal of mostly part of the auxiliary material component forms the cavities . The relatively larger voids, which are created, for example, by a targeted non-consolidation of the building material mixture, can be used to create a faster and / or to achieve better washing out of the auxiliary material component. This can be particularly advantageous in the production of moldings with thick-walled geometries.

Alternativ oder zusätzlich können die relativ größeren Hohlräume des Formteils zur zumindest teilweisen Aufnahme der Grundmaterialkomponente und/oder der Hilfsmaterialkomponente und/oder eines weiteren Materials dienen. Das z. B. in dem relativ größeren Hohlraum zumindest teilweise eingebrachte weitere Material kann zu einer zumindest abschnittsweise dämpfend wirkenden Eigenschaft des Formkörpers führen. So kann z. B. in einem relativ größeren Hohlraum des Formteils ein pulverförmiges und/oder flüssiges Material mit einem Spielraum bzw. Freiraum „gefangen“ bzw. angeordnet sein. Durch die Bewegung des pulverförmigen und/oder flüssigen Materials relativ zu einander kann auf Grund von Reibung eine Erwärmung im Bereich des relativ größeren Hohlraums erfolgen bzw. eine zumindest abschnittsweise energiedämpfende Eigenschaft erreicht werden.Alternatively or additionally, the relatively larger cavities of the molded part can serve to at least partially accommodate the base material component and / or the auxiliary material component and / or a further material. The Z. B. at least partially introduced further material in the relatively larger cavity can lead to an at least partially damping property of the molded body. So z. B. in a relatively larger cavity of the molded part, a powdery and / or liquid material can be "caught" or arranged with a margin or free space. As a result of the movement of the powdery and / or liquid material relative to one another, due to friction, heating in the area of the relatively larger cavity can take place or an energy-absorbing property can be achieved at least in sections.

Dass das Baumaterialgemisch eine aushärtbare bzw. verfestigbare flüssige Grundmaterialkomponente umfasst meint, dass die Grundmaterialkomponente zumindest teilweise als Flüssigkeit, d. h. in Form einer flüssigen Phase, vorliegt. Bevorzugt ist die Grundmaterialkomponente vollständig in flüssiger Form vorliegend, zumindest während des additiven Aufbaus des Formkörpers.The fact that the building material mixture comprises a hardenable or solidifiable liquid base material component means that the base material component is at least partially as a liquid, i.e. H. in the form of a liquid phase. The base material component is preferably completely in liquid form, at least during the additive build-up of the shaped body.

Es ist möglich, dass ein Baumaterialgemisch verwendet wird, dessen Hilfsmaterialkomponente in flüssiger und/oder in fester und/oder in gasförmiger Form vorliegt, insbesondere ist die Hilfsmaterialkomponente in Partikelform in dem Baumaterialgemisch enthalten. Dadurch kann ein Baumaterialgemisch verwendet werden das vor, während und/oder nach der Energiebeaufschlagung und damit optional auch während des Zustands des Rohformkörpers und/oder des porösen Formkörpers, zumindest abschnittsweise als Emulsion und/oder Schaum und/oder Suspension und/oder Dispersion vorliegt. So kann z. B. im Falle eines schaumartigen Baumaterialgemischs die gasförmige Hilfsmaterialkomponente während des additiven Aufbaus und nach dem additiven Aufbau, d. h. auch in dem porösen Formkörper, vorliegen. Das Entfernen zumindest eines Teils der Hilfsmaterialkomponente umfasst dabei auch die Möglichkeit des Austauschs bzw. des Entweichens der gasförmigen Hilfsmaterialkomponente aus dessen Hohlräume des Rohformkörpers bzw. des Formkörpers.It is possible that a building material mixture is used whose auxiliary material component is in liquid and / or in solid and / or in gaseous form, in particular the auxiliary material component is contained in the building material mixture in particle form. As a result, a building material mixture can be used which is present before, during and / or after the application of energy and thus optionally also during the state of the raw molding and / or the porous molding, at least in sections as an emulsion and / or foam and / or suspension and / or dispersion. So z. B. in the case of a foam-like building material mixture, the gaseous auxiliary material component during the additive structure and after the additive structure, d. H. also in the porous molded body. The removal of at least part of the auxiliary material component also includes the possibility of exchanging or escaping the gaseous auxiliary material component from its cavities in the raw molded body or the molded body.

Im Falle der Verwendung einer in fester Form vorliegenden Hilfsmaterialkomponente, kann diese beispielsweise in Partikelform bzw. Teilchenform vorliegen und damit als kleinteilige Teilchen bzw. Partikel, z. B. als Pulver, innerhalb der flüssigen Grundmaterialkomponente homogen oder inhomogen vorliegen. Der zunächst als flüssige Grundmaterialkomponente vorliegende Bestandteil des Baumaterialgemischs bildet nach seiner Verfestigung durch die Einwirkung des Energiestrahls das die geometrische Form bestimmende Grundgerüst des Rohformkörpers bzw. des porösen Formkörpers.In the case of using an auxiliary material component present in solid form, this can for example be in particle form or particle form and thus as small particles or particles, eg. B. as a powder, homogeneous or inhomogeneous within the liquid base material component. The constituent of the building material mixture, which is initially present as a liquid basic material component, forms the basic structure of the raw molding or of the porous molding that determines the geometric shape after it has solidified through the action of the energy beam.

Das additive Herstellungsverfahren kann z. B. ein, insbesondere auf Grundlage der Photopolymerisation arbeitendes, Stereolithographieverfahren (SLA) und/oder selektives Laserschmelzverfahren (SLM) und/oder selektives Lasersinterverfahren (SLS) und/oder Digital Light Synthesis (DLS) - auch unter dem Begriff Continuous Liquid Interface Production-Verfahren (CLIP) bekannt - und/oder Multi-Jet Modeling-Verfahren (MJM) und/oder Fused Deposition Modeling-Verfahren (FDM) und/oder ein Multi Jet Fusion-Verfahren (MJF) sein. Das Mulit-Jet-Modeling Verfahren ist auch unter dem Begriff Polyjet Modeling bekannt. Die Verfestigung des Baumaterialgemischs kann hierbei vorzugsweise auf Grundlage der Photopolymerisation erfolgen, d.h. die Verfestigung wird initiiert durch die Absorption von sichtbarem Licht und/oder von UV-Licht. Hierbei kann die zugeführte Energie z. B. direkt durch ein in dem Baumaterialgemisch enthaltenes Monomer absorbiert werden (direkte Photopolymerisation) und/oder durch die Verwendung eines in dem Baumaterialgemisch enthaltenen Photosensibilisators erfolgen (indirekte Photopolymerisation). Wesentlich ist, dass zur Verarbeitung in einem der oben genannten additiven Herstellungsverfahren ein zumindest teilweise flüssige Grundmaterialkomponente bzw. ein zumindest teilweise flüssiges Baumaterialgemisch zum Einsatz kommt. Insbesondere die Verwendung eines MJM-Verfahrens erlaubt die Verwendung bzw. Verarbeitung eines relativ temperaturempfindlichen Materials wie z. B. Polyethylenglycol (PEG) und/oder Polyvinylpyrrolidon (PVP). Folglich können durch das hierin beschriebene Verfahren z. B. aus temperaturempfindlichen Materialien bestehende poröse Formkörper unter wirtschaftlich vertretbarem Aufwand hergestellt werden.The additive manufacturing process can e.g. B. a stereolithography process (SLA) and / or selective laser melting process (SLM) and / or selective laser sintering process (SLS) and / or digital light synthesis (DLS) - also known as Continuous Liquid Interface Production- Method (CLIP) known - and / or multi-jet modeling method (MJM) and / or fused deposition modeling method (FDM) and / or a multi-jet fusion method (MJF). The multi-jet modeling process is also known under the term polyjet modeling. The solidification of the building material mixture can preferably take place on the basis of photopolymerization, i.e. the solidification is initiated by the absorption of visible light and / or of UV light. Here, the supplied energy z. B. be absorbed directly by a monomer contained in the building material mixture (direct photopolymerization) and / or by using a photosensitizer contained in the building material mixture (indirect photopolymerization). It is essential that an at least partially liquid basic material component or an at least partially liquid building material mixture is used for processing in one of the above-mentioned additive manufacturing processes. In particular, the use of an MJM process allows the use or processing of a relatively temperature-sensitive material such as. B. polyethylene glycol (PEG) and / or polyvinylpyrrolidone (PVP). Thus, by the method described herein, e.g. B. made of temperature-sensitive materials existing porous moldings can be produced at an economically justifiable expense.

In einer weiteren optionalen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das additive Fertigungsverfahren ein Continuous Liquid Interface Production-Verfahren (CLIP) und/oder ein Digital Light Synthesis (DLS) ist, wobei das Baumaterialgemisch in einem, mit einem gasdurchlässigen Boden versehenen Behälterkörper bereitgestellt wird und während des additiven Aufbaus des Rohformkörpers ein erstes, eine Inhibitoreigenschaft aufweisendes Gas und ein zweites, keine Inhibitoreigenschaft aufweisendes Gas durch den gasdurchlässigen Boden zu dem Baumaterialgemisch zugeführt wird. Die Inhibitoreigenschaft des ersten Gases meint dabei, dass dieses Gas ein Anhaften bzw. ein Verketten bzw. ein Verfestigen des Baumaterialgemischs im Nahbereich des gasdurchlässigen Bodens während des additiven Aufbaus verhindert. Das zweite, keine Inhibitoreigenschaft aufweisende Gas wird damit überwiegend oder gänzlich unverändert in das Baumaterialgemisch eingebracht und bleibt dort als „Platzhalter“ zur Ausbildung der die poröse Struktur bildenden Hohlräume bestehen. Dass ein Gas eine Inhibitoreigenschaft aufweist oder keine Inhibitoreigenschaft aufweist meint, dass das jeweilige Gas zumindest überwiegend, vorzugsweise gänzlich, die Inhibitoreigenschaft für das Baumaterialgemisch aufweist oder nicht aufweist.In a further optional embodiment it can be provided that the additive manufacturing method is a Continuous Liquid Interface Production method (CLIP) and / or a Digital Light Synthesis (DLS), the building material mixture being provided in a container body provided with a gas-permeable base and during the additive construction of the raw molded body, a first gas having an inhibitor property and a second gas having no inhibitor property are supplied through the gas-permeable soil to the building material mixture. The inhibitory property of the first gas means that this gas adheres or a Interlinking or solidification of the building material mixture in the vicinity of the gas-permeable soil during the additive construction is prevented. The second gas, which does not have any inhibitory properties, is thus introduced predominantly or completely unchanged into the building material mixture and remains there as a “placeholder” for the formation of the cavities forming the porous structure. The fact that a gas has an inhibitor property or does not have an inhibitor property means that the respective gas at least predominantly, preferably completely, has or does not have the inhibitor property for the building material mixture.

Insbesondere kann beispielsweise während des additiven Aufbaus des Rohrformkörpers der Volumenanteil und/oder der Masseanteil und/oder der Einbringbereich des zweiten, keine Inhibitoreigenschaft aufweisenden Gases verändert werden. Damit kann es erreicht werden, dass die Porosität des Rohrformkörpers und damit auch des Formkörpers in Art, Umfang und Bereich unterschiedlich ausgestaltet werden kann. Hierzu kann die additive Fertigungsvorrichtung Einrichtungen umfassen, welche eine variable Einbringung und/oder eine variable Dosierung und/oder einen variablen Einbringort wenigstens eines, bevorzugt wenigstens zweier, unterschiedlicher Gase ermöglicht.In particular, the volume fraction and / or the mass fraction and / or the introduction area of the second gas, which does not have any inhibitory properties, can be changed, for example, during the additive construction of the tubular shaped body. It can thus be achieved that the porosity of the tubular shaped body and thus also of the shaped body can be configured differently in terms of type, scope and area. For this purpose, the additive manufacturing device can comprise devices which allow variable introduction and / or variable dosage and / or a variable introduction location of at least one, preferably at least two, different gases.

Um die Hilfsmaterialkomponente aus dem Rohformkörper zu entfernen, kann der Rohformkörper Vibrationen ausgesetzt und damit die in und/oder an dem Rohformkörper befindliche Hilfsmaterialkomponente entfernt werden. Bevorzugt kann die Hilfsmaterialkomponente zumindest teilweise durch Verwendung von Ultraschall aus dem Rohformkörper entfernt werden. Beispielsweise liegt die Hilfsmaterialkomponente in Pulverform innerhalb der Hohlräume des Rohformkörpers vor, sodass durch Vibration bzw. durch Erschütterung des Rohformkörpers eine, insbesondere verklemmend wirkende, Verbindung der pulverförmigen Hilfsmaterialkomponente aufgehoben werden kann, sodass die Hilfsmaterialkomponente aus dem Rohformkörper herausrieseln kann.In order to remove the auxiliary material component from the raw molding, the raw molding can be exposed to vibrations and thus the auxiliary material component located in and / or on the raw molding can be removed. The auxiliary material component can preferably be at least partially removed from the raw molding by using ultrasound. For example, the auxiliary material component is in powder form within the cavities of the raw molding, so that a connection, in particular jamming, of the powdery auxiliary material component can be broken by vibration or shaking of the raw molding, so that the auxiliary material component can trickle out of the raw molding.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass ein zumindest teilweises Entfernen der Hilfsmaterialkomponente aus und/oder von dem Rohformkörper mit einem die Hilfsmaterialkomponente beaufschlagenden lösenden Lösemittel und/oder mit einer die Hilfsmaterialkomponente beaufschlagenden thermischen Energie ausgeführt wird, wobei damit die in und/oder an dem Rohformkörper befindliche Hilfsmaterialkomponente gelöst wird. Beispielsweise wirkt das Lösemittel und/oder die thermische Energie derart auf die Hilfsmaterialkomponente ein, dass diese von einem festen zu einem zumindest teilweise flüssigen Zustand (flüssige Phase) überführt wird und in dieser zumindest teilweise verflüssigten Form aus den Hohlräumen des Rohformkörpers, insbesondere schwerkraftbedingte, entweichen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Hilfsmaterialkomponente zumindest teilweise durch Einwirkung einer Zentrifugalkraft aus dem Rohformkörper entfernt werden, hierzu kann der Rohformkörper beispielsweise vermittels einer Zentrifuge zentrifugiert werden.Alternatively or additionally, it is possible that an at least partial removal of the auxiliary material component from and / or from the raw molding is carried out with a solvent that acts on the auxiliary material component and / or with thermal energy that acts on the auxiliary material component, with the in and / or on the Raw molding located auxiliary material component is dissolved. For example, the solvent and / or the thermal energy act on the auxiliary material component in such a way that it is converted from a solid to an at least partially liquid state (liquid phase) and in this at least partially liquefied form escape from the cavities of the raw molding, in particular those caused by gravity can. Alternatively or additionally, the auxiliary material component can be at least partially removed from the raw molding by the action of a centrifugal force; for this purpose, the raw molding can be centrifuged, for example, by means of a centrifuge.

Die Hilfsmaterialkomponente kann zumindest teilweise über, mit der umweltverbundene Kanäle bzw. Kanalstrukturen der porösen Struktur des Rohformkörpers und/oder des Formkörpers aus diesem entweichen. Alternativ oder zusätzlich kann die Hilfsmaterialkomponente zumindest teilweise durch die feste Struktur (z. B. Wände) der Grundmaterialkomponente hindurch diffundieren. Ebenfalls ist es möglich, dass auch ein Lösemittel zumindest abschnittsweise durch von der Grundmaterialkomponente gebildete Wandabschnitte des Rohformkörpers bzw. des Formkörpers hindurch diffundieren kann. Durch die diffundierende Eigenschaft der Hilfsmaterialkomponente und/oder des Lösemittels relativ zu dem der Grundmaterialkomponente kann es erreicht werden, dass selbst die in geschlossenen Hohlräumen des Rohformkörpers und/oder des Formkörpers eingeschlossene Hilfsmaterialkomponente zumindest teilweise aus dem Rohformkörper und/oder dem Formkörper entfernbar ist. Beispielsweise ist die Grundmaterialkomponente aus einem wasserdurchlässigen Kunststoff (zum Beispiel TPU oder PA) gebildet, sodass im Falle der Verwendung von Salz als Hilfsmaterialkomponente und Wasser als Lösemittel, das Lösemittel durch Wandabschnitte der Grundmaterialkomponente hindurch diffundieren und das Salz lösen kann, das dann ggf. wiederum durch die Wandabschnitte nach außerhalb des Formkörpers gelangen kann. Die Grundmaterialkomponente und die Hilfsmaterialkomponente kann derart gewählt sein, dass die Grundmaterialkomponente eine zumindest bereichsweise Permeabilität für die Hilfsmaterialkomponente aufweist. Diese Permeabilität kann z. B. durch einen zumindest abschnittsweisen gezielten Energieeintrag während der Verfestigung des Rohformkörpers während des additiven Herstellungsverfahrens erfolgen, hierzu erfolgt eine gezielte Steuerung und/oder Modifikation der Betriebsparameter des Energieeinbringmittels, z. B. des Lasers. Beispielsweise kann die Steuerung des Energieeinbringmittels derart ausgestaltet sein, dass durch das Erreichen eines vordefinierten Hatchabstands zwischen einzelner Energieeintrag Linien, Zwischenräume gebildet werden, welche im Rohformkörper Kanäle bzw. Kanalstrukturen für ein zumindest teilweises Entweichen der Hilfsmaterialkomponente ausbilden. Zum Beispiel kann durch eine Variation der durch das Energieeinbringmittel in das Baumaterialgemisch eingebrachten Energie, insbesondere Laserleistung und/oder UV-Licht-Quellenleistung, eine Permeabilität der Grundmaterialkomponente erreicht werden.The auxiliary material component can at least partially escape via the environmentally connected channels or channel structures of the porous structure of the raw molded body and / or of the molded body therefrom. Alternatively or additionally, the auxiliary material component can at least partially diffuse through the solid structure (e.g. walls) of the base material component. It is also possible for a solvent to be able to diffuse at least in sections through wall sections of the raw molded body or of the molded body formed by the base material component. Due to the diffusing property of the auxiliary material component and / or the solvent relative to that of the base material component, it can be achieved that even the auxiliary material component enclosed in closed cavities of the raw molding and / or the molding can be at least partially removed from the raw molding and / or the molding. For example, the base material component is made from a water-permeable plastic (e.g. TPU or PA) so that if salt is used as the auxiliary material component and water as the solvent, the solvent can diffuse through wall sections of the base material component and dissolve the salt, which in turn may then be used can pass through the wall sections to the outside of the molded body. The base material component and the auxiliary material component can be selected such that the base material component has an at least regional permeability for the auxiliary material component. This permeability can e.g. B. by an at least partially targeted energy input during the solidification of the raw molding during the additive manufacturing process, for this purpose, there is a targeted control and / or modification of the operating parameters of the energy input means, z. B. the laser. For example, the control of the energy input means can be designed in such a way that, by reaching a predefined hatch distance between individual energy input, lines and gaps are formed which form channels or channel structures in the raw molding for at least partial escape of the auxiliary material component. For example, by varying the energy introduced into the building material mixture by the energy introduction means, in particular laser power and / or UV light source power, a permeability of the base material component can be achieved.

Als Lösemittel kann beispielsweise Wasser und/oder Aceton und/oder Methansäure (Ameisensäure) und/oder Tetrahydrofuran verwendet werden. Die Verwendung des entsprechenden Lösemittels ist davon abhängig, ob die Hilfsmaterialkomponente durch das entsprechende Lösemittel lösbare ist und ob die Grundmaterialkomponente eine ausreichende Beständigkeit gegen das entsprechende Lösemittel aufweist.For example, water and / or acetone and / or methanoic acid (formic acid) and / or tetrahydrofuran can be used as the solvent. The use of the corresponding solvent depends on whether the auxiliary material component can be removed by the corresponding solvent and whether the base material component has sufficient resistance to the corresponding solvent.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest die verfestigte Grundmaterialkomponente des Rohformkörpers zumindest abschnittsweise ein elastisches Verhalten aufweist. In diesem Fall ist es alternativ oder zusätzlich möglich, zum Entfernen der Hilfsmaterialkomponente den Rohformkörper zumindest abschnittsweise einer Kompression und/oder einer Expansion auszusetzen, so dass dieser eine elastische Verformung erfährt, wobei während der Kompression und/oder der Expansion des Rohformkörpers die in und/oder an dem Rohformkörper befindliche Hilfsmaterialkomponente zumindest teilweise von dem Rohformkörper getrennt wird. Die Kompression und/oder Expansion des Rohformkörpers kann beispielsweise eine Krafteinwirkung auf den Rohformkörper derart umfassen, dass zumindest die Grundmaterialkomponente während der Kompression und/oder Expansion eine Verformung erfährt, die zumindest abschnittsweise unterhalb der Elastizitätsgrenze dieser Grundmaterialkomponente liegt. Zum Beispiel kann eine Expansion des Rohformkörpers derart erfolgen, dass an dem Rohformkörper bzw. an einer den Rohformkörper bildenden Grundmaterialkomponente eine Zugkraft angelegt wird und sich auf Grund der Zugkraft die die Grundmaterialkomponente und damit der Rohformkörper zumindest abschnittsweise elastisch verformt bzw. expandiert wird.It can be provided, for example, that at least the solidified base material component of the raw molding has an elastic behavior, at least in sections. In this case, it is alternatively or additionally possible, in order to remove the auxiliary material component, to subject the raw molding to compression and / or expansion, at least in sections, so that it undergoes elastic deformation, with the in and / or the expansion of the raw molding during the compression and / or expansion of the raw molding. or auxiliary material component located on the raw molding is at least partially separated from the raw molding. The compression and / or expansion of the raw molding can include, for example, a force acting on the raw molding such that at least the base material component undergoes a deformation during the compression and / or expansion that is at least partially below the elastic limit of this base material component. For example, the raw molding can be expanded in such a way that a tensile force is applied to the raw molding or a base material component forming the raw molding and, due to the tensile force, the base material component and thus the raw molding is elastically deformed or expanded at least in sections.

Im Falle der Kompression des zumindest abschnittsweise elastischen Rohformkörpers kann zumindest während dessen Kompression die Hilfsmaterialkomponente ein geringeres elastisches Verhalten aufweisen, als die Grundmaterialkomponente und zumindest während der Kompression eine zumindest abschnittsweise Verdrängung und/oder eine zumindest abschnittsweise Zerstörung der Struktur der Grundmaterialkomponente erfolgen. Im Zustand des Rohformkörpers kann dieser aus der Grundmaterialkomponente gebildete Wandabschnitte aufweisen. Diese Wandabschnitte können während der Kompression und Einwirken der, insbesondere harten, Hilfsmaterialkomponente derart zerstört werden, dass sich Kanäle bzw. Kanalstrukturen bilden, welche zum Entfernen der Hilfsmaterialkomponente verwendet werden können. Mit anderen Worten ist die Grundmaterialkomponente elastischer ausgebildet als die Hilfsmaterialkomponente, sodass sich bei Anlegen einer Druckkraft auf den Rohformkörper die Grundmaterialkomponente leichter komprimieren lässt als die Hilfsmaterialkomponente. Insbesondere dann, wenn die Hilfsmaterialkomponente eine relativ zur Grundmaterialkomponente geringere Verformbarkeit bzw. eine höhere Steifigkeit im Falle einer Beaufschlagung mit einer Druckkraft aufweist, kann erreicht werden, dass die Hilfsmaterialkomponente sich aus dem Rohformkörper löst und herausfällt bzw. herausfließt. Beispielsweise kann die Grundmaterialkomponente eine wenigstens um 10 %, bevorzugt um wenigstens 20 %, besonders bevorzugt um wenigstens 30 %, höhere Verformbarkeit, als die Hilfsmaterialkomponente aufweisen. Diese Verformbarkeit kann vorzugsweise elastisch sein.In the case of compression of the raw molding, which is elastic at least in sections, at least during its compression, the auxiliary material component can have a lower elastic behavior than the base material component and at least during the compression the structure of the base material component can be at least partially displaced and / or at least partially destroyed. In the state of the raw molding, it can have wall sections formed from the base material component. These wall sections can be destroyed during the compression and action of the, in particular hard, auxiliary material components in such a way that channels or channel structures are formed which can be used to remove the auxiliary material component. In other words, the base material component is more elastic than the auxiliary material component, so that when a compressive force is applied to the raw molding, the base material component can be compressed more easily than the auxiliary material component. In particular, if the auxiliary material component has a lower deformability relative to the base material component or a higher rigidity in the event of a compressive force being applied, the auxiliary material component can be released from the raw molding and falls out or flows out. For example, the base material component can have at least 10%, preferably at least 20%, particularly preferably at least 30%, higher deformability than the auxiliary material component. This deformability can preferably be elastic.

Da im Falle der Kompression des Rohformkörpers lediglich oder zu einem größeren Anteil die Grundmaterialkomponente eine Volumenveränderung, insbesondere Volumenverkleinerung, ausführt, kann die Hilfsmaterialkomponente aus dem Rohformkörper herausgedrückt werden. Mit anderen Worten drückt während des Komprimierens der elastischen Grundmaterialkomponente die weniger elastische und damit härtere Hilfsmaterialkomponente zumindest abschnittsweise Teilbereiche der Grundmaterialkomponente auf die Seite oder zerstört/zerbricht diese, so dass die Hilfsmaterialkomponente aus dem Rohformkörper, ggf. vermittels durch die wirkenden Druckkräfte entweichen kann.Since, in the case of compression of the raw molding, only or a larger proportion of the base material component changes its volume, in particular a volume reduction, the auxiliary material component can be pressed out of the raw molding. In other words, during the compression of the elastic base material component, the less elastic and thus harder auxiliary material component presses at least in sections partial areas of the base material component on the side or destroys / breaks them, so that the auxiliary material component can escape from the raw molding, possibly by means of the pressure forces acting.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Kompression kann es vorgesehen sein, dass zumindest während der Expansion des Rohformkörpers die Hilfsmaterialkomponente ein geringeres elastisches Verhalten aufweist als die Grundmaterialkomponente und sich die, durch die Grundmaterialkomponente gebildeten und die Hilfsmaterialkomponente einschließenden Hohlräume zumindest temporär derart erweitern und/oder Öffnungen bilden, dass zumindest teilweise eine in den Hohlräumen angeordnete oder ausgebildete Hilfsmaterialkomponente aus dem Rohformkörper entfernt werden kann. Mit einer Expansion ist z. B. ein Ziehen bzw. das Anlegen einer Zugkraft an wenigstens zwei gegenüberliegenden Bereichen des Rohformkörpers zu verstehen, um diesen derart zu weiten, dass die Hohlräume sich vergrößern und die in den Hohlräumen befindliche Hilfsmaterialkomponente durch erweiterte Öffnungen der Hohlräume aus dem Rohformkörper herausrieseln oder entweichen kann.As an alternative or in addition to compression, it can be provided that, at least during the expansion of the raw molding, the auxiliary material component has a lower elastic behavior than the base material component and the cavities formed by the base material component and enclosing the auxiliary material component expand in this way and / or form openings at least temporarily that at least partially an auxiliary material component arranged or formed in the cavities can be removed from the raw molding. With an expansion z. B. to understand a pulling or the application of a tensile force on at least two opposite areas of the raw molding in order to widen it in such a way that the cavities enlarge and the auxiliary material component located in the cavities can trickle out of the raw molding through expanded openings in the cavities or escape .

Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass während der Kompression des Rohformkörpers eine zumindest in eine Richtung wirkende Kraft, insbesondere eine Druckkraft, auf den Rohformkörper einwirkt und/oder während der Expansion des Rohformkörpers eine zumindest in eine Richtung wirkende Kraft, insbesondere eine Zugkraft, auf den Rohformkörper einwirkt, wobei eine erste Kraft in einer ersten Richtung und eine zweite Kraft in einer zweiten, von der ersten Richtung unterschiedlichen, insbesondere von der ersten Richtung nicht parallel verlaufenden, Richtung auf den Rohformkörper einwirkt. So kann beispielsweise auf den Rohformkörper durch Einwirkung mindestens einer Druck- und eine Zugkraft der Rohformkörper bereichsweise komprimiert und bereichsweise expandiert werden. Hierzu können an zwei, insbesondere gegenüberliegenden, Oberflächen des Rohformkörpers eine Zugkraft und an zwei weiteren Oberflächen des Rohformkörpers jeweils eine Druckkraft eingebracht werden. Beispielsweise schließt die Kraftrichtung der Zugkraft zu der Kraftrichtung der Druckkraft einen Winkel von 45° bis 135°, bevorzugt einen Winkel von 75° bis 105°, besonders bevorzugt einen Winkel von 85° bis 95° ein. Es kann auch vorgesehen sein, dass mehr als zwei komprimierend wirkende und/oder expandierend wirkende Kräfte auf den Rohformkörper einwirkt.For example, it can also be provided that a force acting at least in one direction, in particular a compressive force, acts on the raw molding during the compression of the raw molded body and / or during the expansion of the raw molding, a force acting in at least one direction, in particular a tensile force the raw molding acts, a first force in a first direction and a second force in a second, different from the first direction, acts on the raw molding in particular from the first direction which is not parallel. Thus, for example, the raw molding can be compressed in some areas and expanded in some areas by the action of at least one compressive force and one tensile force. For this purpose, a tensile force can be applied to two, in particular opposite, surfaces of the raw molded body and a compressive force can be applied to two further surfaces of the raw molded body. For example, the direction of force of the tensile force to the direction of force of the compressive force includes an angle of 45 ° to 135 °, preferably an angle of 75 ° to 105 °, particularly preferably an angle of 85 ° to 95 °. It can also be provided that more than two compressively acting and / or expanding forces act on the raw molding.

Als Grundmaterialkomponente kann beispielsweise ein, insbesondere elastischer, Kunststoff und/oder ein, insbesondere elastisches, Kunstharz verwendet werden. For example, a plastic, in particular elastic, and / or a, in particular elastic, synthetic resin can be used as the base material component.

Insbesondere kann als Material der Grundmaterialkomponente zumindest teilweise, insbesondere vollständig, ein Elastomer, wie z. B. EPU40 oder SIL 30, verwendet werden. Die Grundkomponente kann alternativ oder zusätzlich einen photosensitiven Kunststoff und/oder ein photosensitives Kunstharz umfassen. Insbesondere ist die Grundmaterialkomponente derart beschaffen, dass sie sich in einem additiven Fertigungsverfahren verarbeiten lässt, so dass sie sich unter wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in ein Pulvermaterial oder in ein Material mit geeigneter Viskosität bereitstellen lässt. Sofern zum Entfernen der Hilfsmaterialkomponente ein Lösemittel eingesetzt wird, so ist die das Material der Grundmaterialkomponente derart zu wählen, dass diese eine geeignete Medienbeständigkeit gegenüber dem Lösemittel aufweist, d. h. z. B., dass die Grundmaterialkomponente bei Kontakt mit dem Lösemittel eine gegenüber der Hilfsmaterialkomponente eine langsamere oder keine das Material und/oder die Struktur ändernde Eigenschaft, insbesondere kein Auflöseverhalten, zeigt.In particular, the material of the base material component can be at least partially, in particular completely, an elastomer, such as. B. EPU40 or SIL 30 can be used. The basic component can alternatively or additionally comprise a photosensitive plastic and / or a photosensitive synthetic resin. In particular, the basic material component is such that it can be processed in an additive manufacturing process so that it can be made available in a powder material or in a material with a suitable viscosity at an economically justifiable expense. If a solvent is used to remove the auxiliary material component, the material of the base material component must be selected in such a way that it has a suitable media resistance to the solvent, i. H. z. B. that the base material component, when in contact with the solvent, exhibits a property that is slower than the auxiliary material component or does not change the material and / or structure, in particular no dissolution behavior.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass als Hilfsmaterialkomponente ein Kunststoff und/oder ein Kunstharz, bevorzugt ein thermisch löslicher und/oder durch ein Lösemittel löslicher Kunststoff und/oder Kunstharz, besonders bevorzugt ein Polyethylenglycol (PEG) und/oder Polyvinylpyrrolidon (PVP) und/oder Polyvinylacetat (PVAC) und/oder Polyvinylalkohol (PVAL) und/oder Salz und/oder Steinsatz und/oder Zucker und/oder Polystyrol (PS) und/oder Polyamid (PA) und/oder Polyvinylchlorid (PVC) und/oder Polyurethan (PU) und/oder Polypropylen (PP) verwendet wird. Als thermisch lösliches Verhalten kann in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass ein durch Wärmeeinwirkung den Aggregatszustand von fest auf flüssig veränderbare Materialeigenschaft vorliegt, wobei die Schmelztemperatur und der Temperaturbereich, in welchem eine flüssige Hilfsmaterialkomponente vorliegt, innerhalb typischer Verarbeitungs- und Prozesstemperaturen für ein additives Fertigungsverfahren liegt. Es kann optional vorgesehen sein, dass die Hilfsmaterialkomponente einen geringeren Schmelzpunkt aufweist, als die Grundmaterialkomponente, damit kann die Grundmaterialkomponente in einem festen bzw. formstabilen Zustand verbleiben, während die Hilfsmaterialkomponente durch Verflüssigung aus dem Rohformkörper entfernbar ist bzw. herausfließen kann. Als durch ein Lösemittel lösbarer Kunststoff kann z. B. ein Kunststoff auf Basis von Acrylate und/oder Alkohole und/oder Hydroxy-Propyl-Cellulose und/oder Ethyl-Cellulose und/oder Polyethylenoxid verwendet werden. Das Lösemittel kann auf die Hilfsmaterialkomponente zersetzend und/oder verflüssigend einwirken.It can be provided, for example, that a plastic and / or a synthetic resin, preferably a thermally soluble and / or solvent-soluble plastic and / or synthetic resin, particularly preferably a polyethylene glycol (PEG) and / or polyvinylpyrrolidone (PVP) and / or or polyvinyl acetate (PVAC) and / or polyvinyl alcohol (PVAL) and / or salt and / or stone set and / or sugar and / or polystyrene (PS) and / or polyamide (PA) and / or polyvinyl chloride (PVC) and / or polyurethane ( PU) and / or polypropylene (PP) is used. In this context, thermally soluble behavior can be understood to mean that there is a material property that can be changed from solid to liquid through the action of heat, the melting temperature and the temperature range in which a liquid auxiliary material component is present is within typical processing and process temperatures for an additive manufacturing process . It can optionally be provided that the auxiliary material component has a lower melting point than the base material component, so that the base material component can remain in a solid or dimensionally stable state, while the auxiliary material component can be removed from the raw molding or can flow out by liquefaction. As a solvent-releasable plastic can, for. B. a plastic based on acrylates and / or alcohols and / or hydroxypropyl cellulose and / or ethyl cellulose and / or polyethylene oxide can be used. The solvent can have a decomposing and / or liquefying effect on the auxiliary material component.

Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Hilfsmaterialkomponente ein aufquellendes bzw. expandierendes Verhalten zeigt, zumindest im Kontakt mit dem Lösemittel. Diese Volumenveränderung kann zur gezielten Einstellung der Gestalt und/oder Dimensionierung und/oder Menge der Hohlräume des porösen Formkörpers genutzt werden.For example, it can also be provided that the auxiliary material component shows a swelling or expanding behavior, at least in contact with the solvent. This change in volume can be used for the targeted adjustment of the shape and / or dimensions and / or quantity of the cavities in the porous molded body.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, kann es optional vorgesehen sein, dass die Hilfsmaterialkomponente eine faserartige bzw. faserförmige Geometrie aufweist. Dabei kann die faserartige und/oder faserförmige Hilfskomponente vor und/oder während der Verfestigung der Grundmaterialkomponente zur Bildung des Rohformkörpers zumindest teilweise über ein Mittel gezielt ausgerichtet werden, sodass in dem Rohformkörper bzw. in dem Formkörper eine Anisotropie der durch die Hilfsmaterialkomponente gebildeten Hohlräume bzw. der Bauteileigenschaften des Formkörpers ausbildbar sind. Das Mittel zur gezielten Ausrichtung der faserförmigen und/oder faserartigen Hilfsmaterialkomponente kann beispielsweise innerhalb der additiven Fertigungsvorrichtung angeordnet oder ausgebildet sein. Beispielsweise wird die faserförmige und/oder faserartige Hilfsmaterialkomponente durch einen Beschichter und/oder ein horizontal verfahrbares Rakel, insbesondere der additiven Fertigungsvorrichtung, ausgerichtet. Die durch die ausgerichtete, faserartige und/oder faserförmige Hilfsmaterialkomponente gebildeten Hohlräume des Formkörpers können beispielsweise zu einem kraftrichtungsabhängigen Bauteilverhalten des Formkörpers führen. D. h. z. B., dass bei Anlegen einer äußeren Kraft an einen derartigen Formkörper abhängig von dem Angriffsort der äußeren Kraft ein unterschiedlichen Verformungsverhalten des Formkörpers erreichbar ist.In a particularly advantageous embodiment, it can optionally be provided that the auxiliary material component has a fiber-like or fiber-like geometry. The fibrous and / or fibrous auxiliary component can be at least partially aligned in a targeted manner by means of a means before and / or during the solidification of the base material component to form the raw molding, so that an anisotropy of the cavities or cavities formed by the auxiliary material component in the raw molding or in the molding. the component properties of the molded body can be formed. The means for targeted alignment of the fibrous and / or fibrous auxiliary material component can for example be arranged or formed within the additive manufacturing device. For example, the fibrous and / or fibrous auxiliary material component is aligned by a coater and / or a horizontally displaceable doctor blade, in particular the additive manufacturing device. The cavities of the shaped body formed by the aligned, fibrous and / or fibrous auxiliary material component can, for example, lead to a component behavior of the shaped body that is dependent on the direction of force. I.e. z. B. that when an external force is applied to such a shaped body, depending on the point of application of the external force, a different deformation behavior of the shaped body can be achieved.

Beispiele für die Verwendung von Hilfsmaterialkomponente-Lösemittel-Paaren können für das vorliegende Verfahren beispielhaft genannt werden: Polystyrol lösbar durch Aceton; Polyamid 6 (PA6) lösbar durch Methansäure; Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS) oder Polyurethan (PU) jeweils lösbar durch Tetrahydrofuran; Polypropylen (PP) lösbar durch Dekalin oder Butylacetat.Examples of the use of auxiliary material component-solvent pairs can be exemplified for the present process: polystyrene soluble by acetone; Polyamide 6 (PA6) soluble with methanoic acid; Polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS) or polyurethane (PU) can each be removed by tetrahydrofuran; Polypropylene (PP) can be dissolved by decalin or butyl acetate.

Optional kann es ferner vorgesehen sein, dass nach dem zumindest teilweisen Entfernen der Hilfsmaterialkomponente an zumindest einer Oberfläche des Formkörpers eine zumindest oberflächliche Nachbehandlung ausgeführt wird, wobei die Nachbehandlung ein Beschichten der Oberfläche und/oder eine thermische Energieeinwirkung auf die Oberfläche umfassen kann, insbesondere erfolgt eine Tauchbeschichtung des Formkörpers. Durch die Nachbehandlung können die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des Formkörpers verändert werden. Beispielsweise kann durch eine zumindest oberflächliche Wärmebehandlung des porösen Formkörpers dessen Festigkeit verändert werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine äußere Wärmebehandlung zumindest abschnittsweise die Randschicht des Formkörpers angeschmolzen und damit eine zumindest abschnittsweise geschlossene bzw. versiegelte Oberfläche des Formkörpers erzielt werden. Insbesondere ein Tauchbeschichten des porösen Formkörpers kann zu einer gezielten Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Formkörpers führen. Insbesondere dann, wenn der poröse Formkörper eine offenporige Struktur aufweist, kann durch ein Tauchen des Formkörpers in ein Beschichtungsmittel nicht nur die von außen sichtbare Oberfläche des Formkörpers sondern zumindest teilweise auch die im Inneren des Formkörpers liegende Oberfläche mit dem Beschichtungsmaterial versehen werden. Hierbei kann beispielsweise dann, wenn der porösen Formkörper als Katalysator verwendet werden soll, durch dessen Tauchbeschichtung eine schnelle, zuverlässige und technisch wirksame Beschichtung auch der in dessen Inneren liegenden Bereich des Formkörpers realisiert werden.Optionally, it can also be provided that after the at least partial removal of the auxiliary material component on at least one surface of the shaped body, an at least superficial aftertreatment is carried out, wherein the aftertreatment can include a coating of the surface and / or an action of thermal energy on the surface, in particular a Dip coating the molding. The aftertreatment can change the physical and / or chemical properties of the molding. For example, an at least superficial heat treatment of the porous shaped body can change its strength. Alternatively or additionally, the edge layer of the shaped body can be melted at least in sections by an external heat treatment and thus an at least sectionally closed or sealed surface of the shaped body can be achieved. In particular, dip coating the porous molded body can lead to a targeted change in the physical and chemical properties of the molded body. In particular when the porous shaped body has an open-pored structure, not only the externally visible surface of the shaped body but at least partially also the surface located inside the shaped body can be provided with the coating material by immersing the shaped body in a coating agent. In this case, for example, if the porous shaped body is to be used as a catalyst, a quick, reliable and technically effective coating can also be achieved in the interior of the shaped body by its dip coating.

Es ist möglich, dass für die additive Herstellung des Rohformkörpers ein Baumaterialgemisch verwendet wird, das zumindest im verfestigten, den Formkörper bildenden Zustand zu einer Härte des Formkörpers von weniger als Shore 45 A, bevorzugt zu einer Härte von weniger als Shore 25 A, besonders bevorzugt zu einer Härte von weniger als Shore 15 A führt. Die Elastizität und die Härte des Formkörpers wird hierbei von dem Baumaterialgemisch und der Art und Weise der porösen Struktur des Formkörpers in deren Wechselwirkung bestimmt.It is possible for the additive production of the raw molding to use a building material mixture which, at least in the solidified state forming the molding, has a hardness of the molding of less than Shore 45 A, preferably a hardness of less than Shore 25 A, particularly preferred leads to a hardness of less than Shore 15 A. The elasticity and the hardness of the molded body are determined by the building material mixture and the way in which the porous structure of the molded body interacts.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Baumaterialgemisch verwendet werden, das zumindest im verfestigten, den Formkörper bildenden Zustand zu einem elastischen Verhalten des Formkörpers und zu einer Bruchdehnung des Formkörpers von mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 125 %, besonders bevorzugt von mindestens 250 %, höchst bevorzugt von mindestens 400 % führt. Dies wird durch eine Wechselwirkung der porösen Struktur und des verwendeten Materials zumindest für die Grundmaterialkomponente erreicht.Alternatively or additionally, a building material mixture can be used which, at least in the solidified state forming the shaped body, most preferably results in an elastic behavior of the shaped body and an elongation at break of the shaped body of at least 50%, preferably of at least 125%, particularly preferably of at least 250% of at least 400%. This is achieved through an interaction of the porous structure and the material used, at least for the basic material component.

Es kann vorgesehen sein, dass der Formkörper ein elastisches Verhalten aufweist, hierbei kann dieser zumindest abschnittsweise ein linear-elastische Verhalten (Hookesche Gesetz) und/oder zumindest abschnittsweise ein nicht-linear-elastische Verhalten aufweisen. Insbesondere kann durch gezielte Einbringung von Baumaterialgemisch mit unterschiedlichen Anteilen an Hilfsmaterialkomponente eine bereichsweise Einstellung der Art des jeweiligen elastischen Verhaltens vorgenommen werden.It can be provided that the molded body has an elastic behavior, in this case it can have a linear-elastic behavior at least in sections (Hooke's law) and / or at least in some sections a non-linear-elastic behavior. In particular, the type of elastic behavior in question can be adjusted in certain areas through the targeted introduction of a building material mixture with different proportions of auxiliary material components.

Alternativ oder ergänzend kann zumindest ein Baumaterialgemisch verwendet werden, das zumindest im verfestigten, den Formkörper bildenden Zustand zu einem elastischen Verhalten des Formkörpers führt und zu einem Rückstellverhalten des Formkörpers mit einem Druckverformungsrest (DVR) von kleiner 50 %, bevorzugt von kleiner 35 %, besonders bevorzugt von kleiner 25 %, höchst bevorzugt von kleiner 15 % führt.As an alternative or in addition, at least one building material mixture can be used which, at least in the solidified state forming the shaped body, leads to an elastic behavior of the shaped body and to a resilience of the shaped body with a compression set (compression set) of less than 50%, preferably less than 35%, in particular preferably less than 25%, most preferably less than 15%.

Alternativ oder zusätzlich kann sich der gebildete Formkörper beispielsweise durch ein niedriges Raumgewicht auszeichnen, d. h. z. B., dass der Formkörper eine Porosität von bis zu 0-95 %, bevorzugt von 25-95 %, besonders bevorzugt von 50 bis 95 % aufweist. Ein niedriges Raumgewicht des Formkörpers kann alternativ oder zusätzlich durch eine Reduzierung der Härte, z. B. der Shore- und/oder Stauchhärte gegenüber der Grundmaterialkomponente erreicht werden, beispielsweise kann eine Reduzierung von bis 1 bis 95 % erfolgen. Es kann in diesem Zusammenhang erwähnt werden, dass dem SLS-Verfahren nur eine beschränkte Breite an verarbeitbaren Materialen zur Verfügung steht. Diese können aber nun relativ unkompliziert in den genannten Punkten modifiziert werden. Ferner ergibt sich eine gute thermische Isolierung sowie eine hoher Stoßabsorptionsgrad für den hergestellten Formkörper.Alternatively or additionally, the formed body can be distinguished, for example, by a low density, i.e. H. z. B. that the shaped body has a porosity of up to 0-95%, preferably from 25-95%, particularly preferably from 50 to 95%. Alternatively or additionally, a low density of the molding can be achieved by reducing the hardness, e.g. B. the Shore and / or compression hardness can be achieved compared to the base material component, for example, a reduction of up to 1 to 95% can take place. In this context it can be mentioned that the SLS process only has a limited range of processable materials available. However, these can now be modified relatively easily in the points mentioned. Furthermore, there is good thermal insulation and a high degree of shock absorption for the molded body produced.

Neben dem Verfahren zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit Hohlräumen versehenen porösen Formkörpers betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Ausführung eines hierin beschriebenen Verfahrens zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit Hohlräumen versehenen porösen Formkörpers und/oder einen Formkörper, insbesondere ein Fahrzeugbauteil, mit einer zumindest abschnittsweisen porösen Struktur hergestellt in einem hierin beschriebenen additiven Verfahren.In addition to the method for the additive production of a porous molded body provided at least in sections with cavities, the invention also relates to an apparatus for performing a method described herein for the additive production of a porous molded body provided at least in sections with cavities and / or a molded body, in particular a vehicle component, with at least one sections porous Structure made in an additive process described herein.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder auf den erfindungsgemäßen Formkörper übertragbar bzw. anzuwenden.All advantages, details, designs and / or features of the method according to the invention can be transferred or applied to the device according to the invention and / or to the shaped body according to the invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine Prinzipdarstellung zur Erzeugung eines Baumaterialgemischs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine Prinzipdarstellung einer additiven Fertigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine Prinzipdarstellung einzelner Verfahrensschritte des Verfahrens zur Herstellung eines mit Hohlräumen versehenen porösen Formkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine Prinzipdarstellung eines porösen Formkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine Prinzipdarstellung eines porösen Formkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 eine Prinzipdarstellung eines porösen Formkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel.

The invention is explained in more detail using exemplary embodiments in the drawings. It shows:

1 a schematic diagram for generating a building material mixture according to an embodiment;
2 a schematic diagram of an additive manufacturing device according to an embodiment;
3 a schematic representation of individual method steps of the method for producing a porous molded body provided with cavities according to an embodiment;
4th a schematic diagram of a porous molded body according to an embodiment;
5 a schematic diagram of a porous molded body according to an embodiment;
6th a schematic diagram of a porous shaped body according to an embodiment.

Die Figuren zeigen ein Verfahren zur additiven Herstellung eines zumindest abschnittsweise mit Hohlräumen 2 versehenen porösen Formkörpers 1. Hierbei wird zunächst ein dispersionsartiges bzw. -förmiges Baumaterialgemisch 3 bereitgestellt oder ausgebildet. Dies kann, wie beispielshaft in 1 gezeigt, durch das Zusammenführen und Verrühren einer, insbesondere flüssigen, Grundmaterialkomponente 4 und einer Hilfsmaterialkomponente 5 in einem Behältnis 6 unter Verwendung eines Rührwerks 7 erfolgen. Das Baumaterialgemisch 3 besteht dabei aus einer, insbesondere vermittels energiereicher Strahlung aushärtbaren, flüssigen Grundmaterialkomponente 4 und der Hilfsmaterialkomponente 5, wobei die Hilfsmaterialkomponente 5 in dem Baumaterialgemisch 3 bzw. dem daraus gebildeten Rohformkörper 8 verteilt angeordnet ist.The figures show a method for the additive production of an at least partially with cavities 2 provided porous molded body 1 . First, a dispersion-like or dispersion-like building material mixture is used 3 provided or trained. This can, as for example in 1 shown by bringing together and stirring a, in particular liquid, base material component 4th and an auxiliary material component 5 in a container 6th using an agitator 7th respectively. The building material mix 3 consists of a liquid base material component that can be hardened in particular by means of high-energy radiation 4th and the auxiliary material component 5 , the auxiliary material component 5 in the building material mix 3 or the raw molding formed therefrom 8th is arranged distributed.

In 2 ist das additive Fertigungsverfahren beispielhaft als Continuous Liquid Interface Production-Verfahren (CLIP) bzw. als Digital Light Synthesis Verfahren (DLS) gezeigt. Es sei an dieser Stelle auf die Möglichkeit der Verwendung eines SLA-Verfahrens, insbesondere eines nach einem Bottom-UP-Prinzip arbeitendes SLA-Verfahrens hingewiesen. Bei dem CLIP-Verfahren wird das im Wesentlichen flüssige Baumaterialgemisch 3 in einem, einen lichtdurchlässigen Boden 10 aufweisenden Behälterkörper 9 angeordnet. Durch den lichtdurchlässigen Boden 10 kann eine energiereiche Strahlung 11 bzw. ein punktueller, linienartiger und/oder flächiger Lichtstrahl den Boden 10 durchdringen und in einen Zwischenbereich 12 - auch als „dead zone“ bezeichnet - auftreffen. Die energiereiche Strahlung 11 tritt aus einer Lichtquelle 13 aus und kann optional von wenigstens einer, zumindest zwei Spiegelelemente (nicht dargestellt) aufweisenden Spiegelvorrichtung (nicht dargestellt) derart abgelenkt werden, so dass die energiereiche Strahlung 11 in dem Zwischenbereich 12 punktuell, linienartig oder flächig auftrifft, wobei die Intensität und/oder Belichtungszeit der energiereichen Strahlung 11 innerhalb der Auftrefffläche im Zwischenbereich 12 gezielt bereichsabhängig unterschiedlich sein kann. Die Intensität und/oder Belichtungszeit der energiereichen Strahlung 11 wird durch eine entsprechende Ansteuerung der sich vorzugsweise frequenziell bewegenden Spiegelelementen eingestellt. Als Lichtquellen 13 können bereichsweise wenigstens ein Laser und/oder wenigstens eine UV-LED-Lichtquelle und/oder wenigstens eine ein sichtbares Licht aussendende Lichtquelle verwendet werden. Die Spiegelvorrichtung kann beispielsweise als Mikrospiegelarray ausgebildet sein.In 2 the additive manufacturing process is shown by way of example as a Continuous Liquid Interface Production process (CLIP) or as a Digital Light Synthesis process (DLS). At this point it should be pointed out the possibility of using an SLA method, in particular an SLA method that works according to a bottom-up principle. In the CLIP process, the essentially liquid mixture of building materials is used 3 in one, a translucent floor 10 having container body 9 arranged. Through the translucent floor 10 can be high-energy radiation 11 or a punctiform, line-like and / or flat beam of light hits the ground 10 penetrate and into an intermediate area 12th - also known as the “dead zone” - hit. The high-energy radiation 11 emerges from a light source 13th and can optionally be deflected by at least one mirror device (not shown) having at least two mirror elements (not shown), so that the high-energy radiation 11 in the intermediate area 12th punctually, linearly or flatly, the intensity and / or exposure time of the high-energy radiation 11 within the impact area in the intermediate area 12th can be specifically different depending on the area. The intensity and / or exposure time of the high-energy radiation 11 is set by a corresponding control of the preferably frequency-moving mirror elements. As light sources 13th In some areas, at least one laser and / or at least one UV-LED light source and / or at least one light source emitting visible light can be used. The mirror device can for example be designed as a micromirror array.

Durch die Beaufschlagung des in dem bzw. benachbart zu dem Zwischenbereich 12 befindlichen Baumaterialgemischs 3 erfolgt dessen sukzessive selektive Verfestigung zur Bildung des Rohformkörpers 8. In dem Zwischenbereich 12 selbst erfolgt in der Regel keine Verfestigung des Baumaterialgemisch 3, da durch den permeablen und gasdurchlässigen Boden 10 (permeables Window) ein Gas (mit einer Inhibitoreigenschaft), und insbesondere Luft, hindurchtreten kann, welches verhindert, dass es bereits in dem Zwischenbereich 12 zu einer Verfestigung bzw. Verkettung des Baumaterialgemisch 3 kommt. Hierbei wird die nahe dem Zwischenbereich 12 befindliche verfestigte Schicht durch das Anhaften an einer Trägerplatte 14 und durch die sukzessive bzw. schrittweise vertikale nach oben Bewegung der Trägerplatte 14 und das anschließende analoge Verfestigen einer weiteren Schicht und deren Anhaften an die bereits an der Trägerplatte 14 anhaftenden Schicht sukzessive ein Rohformkörper 8 gebildet. Die Ausbildung von Hohlräumen der porösen Struktur des Rohformkörpers 8 erfolgt durch Entfernen zumindest eines Teils, insbesondere durch vollständiges Entfernen, der Hilfsmaterialkomponente 5 aus dem Rohformkörper 8 unter Bildung des zumindest abschnittsweise porösen Formkörpers 1, vgl. 3. Durch die, während der Verfestigung des Rohformkörpers 8 über die Grundmaterialkomponente 4 eingeschlossene oder zumindest abschnittsweise umschlossene Hilfsmaterialkomponente 5 werden Hohlräume 2 innerhalb des Rohformkörpers 8 gebildet. Hierbei kann die Hilfsmaterialkomponente 5 aus dem Rohformkörpers 8 ausgewaschen bzw. aus dem Rohformkörpers 8 entfernt werden, so dass die dann zumindest teilgeleerten Räume die Hohlräume 2 des Formkörpers 1 bilden. Auf Grund dessen, dass das Baumaterialgemisch 3 eine Dispersion bildet, wobei die Grundmaterialkomponente 4 das Dispersionsmedium und die Hilfsmaterialkomponente 5, insbesondere in Form eines Feststoffs, die disperse Phase bildet, kann zumindest teilweisen ein Entfernen der Hilfsmaterialkomponente 5 aus der verfestigten Grundmaterialkomponente 4 einen porösen Formkörper 1 ausbilden.By acting on the in or adjacent to the intermediate area 12th existing building material mixture 3 its successive selective solidification to form the raw molding takes place 8th . In the intermediate area 12th As a rule, the building material mixture itself does not solidify 3 because of the permeable and gas-permeable soil 10 (permeable window) a gas (with an inhibitor property), and in particular air, can pass through, which prevents it from being in the intermediate area 12th to a consolidation or linking of the building material mixture 3 comes. Here is the near the intermediate area 12th solidified layer located by adhering to a carrier plate 14th and by the successive or stepwise vertical upward movement of the carrier plate 14th and the subsequent analogous consolidation of a further layer and its adherence to that already on the carrier plate 14th adhering layer successively a raw molding 8th educated. The formation of cavities in the porous structure of the raw molding 8th takes place by removing at least a part, in particular by completely removing the auxiliary material component 5 from the raw molding 8th with the formation of the at least partially porous shaped body 1 , see. 3 . By, during the solidification of the raw molding 8th about the base material component 4th enclosed or at least partially enclosed auxiliary material component 5 become cavities 2 within the raw molding 8th educated. Here, the auxiliary material component 5 from the raw molding 8th washed out or from the raw molding 8th are removed, so that the at least partially emptied spaces are the cavities 2 of the molded body 1 form. Due to the fact that the building material mix 3 forms a dispersion, the base material component 4th the dispersion medium and the auxiliary material component 5 , in particular in the form of a solid, which forms the disperse phase, can at least partially remove the auxiliary material component 5 from the solidified base material component 4th a porous molded body 1 form.

Durch den für das CLIP- bzw. DLS-Verfahren spezifischen permeablen und insbesondere gasdurchlässigen Boden 10 kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Menge des den Boden 10 durchtretenden Gases derart eingestellt ist, bzw. derart einstellbar ist, dass zumindest eine Teilmenge des den Boden 10 durchtretenden bzw. durchdringenden Gases zur Bildung von Hohlräumen, insbesondere zur Bildung von relativ kleinen Hohlräumen, innerhalb des sich verfestigenden Baumaterialgemischs 3 verwendet wird. Damit kann die Schaffung eines porösen Formkörpers 1 durch das den Boden 10 durchdringende Gas unterstützt werden.Thanks to the permeable and, in particular, gas-permeable soil, which is specific for the CLIP or DLS process 10 it can for example be provided that the amount of the soil 10 penetrating gas is set or is adjustable such that at least a subset of the soil 10 penetrating or penetrating gas for the formation of cavities, in particular for the formation of relatively small cavities, within the solidifying building material mixture 3 is used. This allows the creation of a porous shaped body 1 through the the ground 10 penetrating gas are supported.

Hierzu kann durch den gasdurchlässigen Boden 10 das Hindurchführen von zwei unterschiedlichen Gasen vorgesehen werden, wobei ein erstes Gas eine Inhibitoreigenschaft aufweist und ein weiteres Gas keine Inhibitoreigenschaft aufweist. Beispielsweise kann ein Inertgas als ein die Inhibitoreigenschaft aufweisende Gas verwendet werden. Das die Inhibitoreigenschaft aufweisende Gas dient dazu, ein Anhaften des Baumaterialgemischs 3 an dem Boden 10 zu verhindern. Hierzu kann das als Inhibitor wirkende Gas eine Verkettung bzw. eine Vernetzung des als Monomer oder Polymer vorliegenden Baumaterialgemischs 3 unterbinden, so dass das Baumaterialgemisch 3 zumindest im Nahbereich des Bodens 10 und damit innerhalb des Zwischenbereichs 12 sich nicht verfestigt.This can be done through the gas-permeable floor 10 the passage of two different gases can be provided, wherein a first gas has an inhibitor property and a further gas has no inhibitor property. For example, an inert gas can be used as a gas having the inhibiting property. The gas having the inhibitory property serves to prevent the building material mixture from adhering 3 on the floor 10 to prevent. For this purpose, the gas acting as an inhibitor can be a chain or crosslinking of the building material mixture present as a monomer or polymer 3 prevent so that the building material mixture 3 at least in the vicinity of the ground 10 and thus within the intermediate area 12th does not solidify.

Das weitere, keine Inhibitoreigenschaft aufweisende und durch den Boden 10 hindurchgeführte Gas kann dazu verwendet werden, eine poröse Struktur an dem Rohformkörper 8 auszubilden. Hierbei kann es vorteilhaft sein, durch Variation bzw. durch Veränderung der Menge und/oder des Einbringbereichs des weiteren Gases die Bildung der porösen Struktur des Rohformkörpers 8 gezielt zu beeinflussen. So kann durch Erhöhung der Menge des in das Baumaterialgemisch 3 eingebrachten weiteren Gases der Anteil der Porosität erhöht werden. Auch kann im Falle einer bereichsweise gezielt unterschiedlich erfolgenden Einbringmenge an dem weiteren Gas, eine bereichsweise unterschiedliche Ausgestaltung der porösen Struktur bzw. der Hohlräume 2 an dem Rohformkörper 8 und damit an dem Formkörper 1 erfolgen.The other, which has no inhibitory properties and through the soil 10 Gas passed through can be used to create a porous structure on the raw molded body 8th to train. It can be advantageous here to form the porous structure of the raw molded body by varying or changing the amount and / or the introduction area of the further gas 8th to influence specifically. So can by increasing the amount of in the building material mix 3 introduced further gas, the proportion of porosity can be increased. In the case of an introduction quantity of the further gas that takes place specifically differently in certain areas, the porous structure or the cavities can be configured differently in areas 2 on the raw molding 8th and thus on the molded body 1 respectively.

In der dargestellten Ausführungsform wird ein dispersionsartiges bzw. - förmiges Baumaterialgemisch 3 verwendet, dessen Hilfsmaterialkomponente 5 in fester Form, insbesondere in Partikelform, vorliegt. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Teil der Hilfsmaterialkomponente 5 des Baumaterialgemischs 3 in gasförmiger Form und/oder in flüssiger Form vorliegen.In the embodiment shown, a dispersion-like or dispersion-shaped building material mixture is used 3 used, its auxiliary material component 5 in solid form, in particular in particle form. Alternatively or additionally, at least part of the auxiliary material component can be used 5 of the building material mix 3 be in gaseous form and / or in liquid form.

Alternativ zu dem in den Figuren dargestellten Continuous Liquid Interface Production-Verfahren (CLIP) kann das erfindungsgemäß angewandte additive Fertigungsverfahren auf einem der folgenden Prinzipien arbeiten: Stereolithographieverfahren (SLA) und/oder selektives Laserschmelzverfahren (SLM) und/oder selektives Lasersinterverfahren (SLS). Gemein ist den genannten Verfahren, dass Energie auf ein Baumaterialgemisch derart einwirkt, dass selektiv und sukzessiv ein Formkörper 1 aufgebaut wird. Das additive Fertigungsverfahren kann alternativ oder zusätzlich ein Verfahren sein, das auf Grundlage der Photopolymerisation arbeitet, d. h. es erfolgt eine Verfestigung eines Baumaterialgemischs zumindest abschnittsweise durch den Effekt der Photopolymerisation. Beispielsweise kann ein ein Bottom-up Prinzip verwendendes Stereolithographieverfahren (SLA) verwendet werden.As an alternative to the Continuous Liquid Interface Production process (CLIP) shown in the figures, the additive manufacturing process used according to the invention can work on one of the following principles: stereolithography process (SLA) and / or selective laser melting process (SLM) and / or selective laser sintering process (SLS). What these methods have in common is that energy acts on a building material mixture in such a way that a shaped body is selectively and successively 1 is built. As an alternative or in addition, the additive manufacturing process can be a process that works on the basis of photopolymerization, ie a building material mixture is solidified at least in sections through the effect of photopolymerization. For example, a stereolithography process (SLA) using a bottom-up principle can be used.

Wie in 3 dargestellt, kann zumindest teilweise die Hilfsmaterialkomponente 5 durch Vibrationen 40 und/oder durch Kompression 41 und/oder durch die Verwendung eines Lösemittels 42 aus dem Rohformkörpers 8 zur Bildung des Formkörpers 1 entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Hilfsmaterialkomponente 5 durch Einwirkung thermischer Energie (nicht dargestellt) und/oder durch Expansion (nicht dargestellt) aus dem Rohformkörpers 8 entfernt werden. Beispielsweise kann durch Beaufschlagung des Rohformkörpers 8 mit Ultraschall die Hilfsmaterialkomponente 5 aus diesem zumindest abschnittsweise herausgetrennt werden. Sofern die Hilfsmaterialkomponente 5 durch ein Lösemittel 42 lösbar ist, kann durch Beaufschlagung des Rohformkörpers 8 mit einem entsprechenden Lösemittel 42 die Hilfsmaterialkomponente 5 zumindest teilweise aus dem Rohformkörpers 8 getrennt werden. Zum zumindest teilweisen Entfernen der Hilfsmaterialkomponente 5 kann auch eine Kombination der oben genannten Möglichkeiten, also z. B. ein in Vibration versetzen des Formkörpers 1 und ein, insbesondere zeitgleiches, Komprimieren des Formkörpers 1, angewendet werden.As in 3 shown, can at least partially the auxiliary material component 5 by vibrations 40 and / or by compression 41 and / or through the use of a solvent 42 from the raw molding 8th to form the shaped body 1 removed. Alternatively or additionally, the auxiliary material component 5 by the action of thermal energy (not shown) and / or by expansion (not shown) from the raw molding 8th removed. For example, by acting on the raw molding 8th the auxiliary material component with ultrasound 5 be separated from this at least in sections. If the auxiliary material component 5 by a solvent 42 is detachable, can by acting on the raw molded body 8th with an appropriate solvent 42 the auxiliary material component 5 at least partially from the raw molding 8th be separated. For at least partial removal of the auxiliary material component 5 can also be a combination of the above options, e.g. B. a set in vibration of the molded body 1 and a, in particular simultaneous, compression of the shaped body 1 , be applied.

Sofern die verfestigte Grundmaterialkomponente 4 des Rohformkörpers 8 zumindest abschnittsweise ein elastisches Verhalten aufweist, kann es vorgesehen sein, zum Entfernen der Hilfsmaterialkomponente 5 den Rohformkörper 8 zumindest abschnittsweise einer Kompression 41 und/oder einer Expansion (nicht dargestellt) auszusetzen. Während der Kompression und/oder Expansion des Rohformkörpers 8 wird die in und/oder an dem Rohformkörper 8 befindliche Hilfsmaterialkomponente 5 zumindest teilweise von dem Rohformkörper 8 getrennt wird. Hierzu kann wenigstens eine Druckkraft 15 auf den Rohformkörpers 8 einwirken, vgl. 3.If the solidified base material component 4th of the raw molding 8th has an elastic behavior at least in sections, it can be provided to remove the Auxiliary material component 5 the raw molding 8th at least in sections a compression 41 and / or subject to expansion (not shown). During the compression and / or expansion of the raw molding 8th is in and / or on the raw molding 8th located auxiliary material component 5 at least partially from the raw molding 8th is separated. At least one pressure force can be used for this purpose 15th on the raw molding 8th act, cf. 3 .

Die Trennung der Hilfsmaterialkomponente 5 aus dem Rohformkörpers 8 kann dadurch verbessert werden, dass zumindest während der Kompression des Rohformkörpers 8 die Hilfsmaterialkomponente 5 ein geringeres elastisches Verhalten und/oder eine höhere Härte aufweist, als die Grundmaterialkomponente 4. Damit wird es erreicht, dass während der Kompression des Rohformkörpers 8 eine zumindest abschnittsweise Verdrängung und/oder eine zumindest abschnittsweise Zerstörung der Struktur der Grundmaterialkomponente 4 erfolgt, wobei die Hilfsmaterialkomponente 5 die Verformung nicht in demselben Maße „mitmacht“ und deshalb eine Relativbewegung zu der Grundmaterialkomponente 4 ausführt. Die durch die auch auf die Hilfsmaterialkomponente 5 wirkende Druckkraft 15 kann zu einer Ausweichbewegung der Hilfsmaterialkomponente 5 nach außerhalb des Rohformkörpers 8 führen und damit das Entfernen der Hilfsmaterialkomponente 5 aus dem Rohformkörper 8 begünstigen.The separation of the auxiliary material component 5 from the raw molding 8th can be improved in that at least during the compression of the raw molding 8th the auxiliary material component 5 has a lower elastic behavior and / or a higher hardness than the base material component 4th . It is thereby achieved that during the compression of the raw molding 8th an at least partial displacement and / or an at least partial destruction of the structure of the base material component 4th takes place, the auxiliary material component 5 the deformation does not “participate” to the same extent and therefore a movement relative to the base material component 4th executes. The through which also on the auxiliary material component 5 acting pressure force 15th can lead to an evasive movement of the auxiliary material component 5 to the outside of the raw molding 8th lead and thus the removal of the auxiliary material component 5 from the raw molding 8th favor.

Auch im Falle einer zumindest abschnittsweisen Expansion des Rohformkörpers 8 kann es vorteilhaft sein, dass zumindest während der Expansion des Rohformkörpers 8 die Hilfsmaterialkomponente 5 ein geringeres elastisches Verhalten bzw. eine höhere Härte als die Grundmaterialkomponente 4 aufweist. Damit wird es erreicht, dass sich die durch die Grundmaterialkomponente 4 gebildeten und die Hilfsmaterialkomponente 5 einschließenden und/oder zumindest abschnittsweise umschließenden Hohlräume 2, zumindest temporär, sich derart erweitern und/oder Öffnungen bilden, dass zumindest teilweise eine in den Hohlräumen 2 angeordnete oder ausgebildete Hilfsmaterialkomponente 5 aus dem Rohformkörper 8 entfernt werden kann.Also in the case of an expansion of the raw molded body at least in sections 8th it can be advantageous that at least during the expansion of the raw molding 8th the auxiliary material component 5 a lower elastic behavior or a higher hardness than the base material component 4th having. This ensures that the base material component 4th formed and the auxiliary material component 5 enclosing and / or at least partially enclosing cavities 2 , at least temporarily, widen and / or form openings in such a way that at least partially one in the cavities 2 arranged or formed auxiliary material component 5 from the raw molding 8th can be removed.

Es kann auch vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Kräfte auf den Rohformkörpers 8 einwirken, welche diesen zumindest abschnittsweise komprimieren und zumindest abschnittsweise expandieren, um die Hilfsmaterialkomponente 5 aus dem Rohformkörpers 8 zumindest teilweise zu entfernen. Hierzu kann sowohl eine von außen aufgebrachte Zugkraft (nicht dargestellt), als auch eine von außen aufgebrachte Druckkraft 15 zeitgleich, vorzugsweise an unterschiedlichen Angriffspunkten, auf den Rohformkörpers 8 einwirken.It can also be provided that one or more forces act on the raw molded body 8th act, which compress this at least in sections and expand at least in sections to the auxiliary material component 5 from the raw molding 8th to remove at least partially. For this purpose, both an externally applied tensile force (not shown) and an externally applied compressive force can be used 15th at the same time, preferably at different points of attack, on the raw molding 8th act.

Als Grundmaterialkomponente 4 kann beispielsweise ein, insbesondere elastischer, Kunststoff und/oder ein, insbesondere elastisches, Kunstharz verwendet werden. Zum Beispiel wird ein Elastomer für die Grundmaterialkomponente verwendet, wie beispielsweise EPU40 oder SIL30.As a basic material component 4th For example, an, in particular elastic, plastic and / or an, in particular elastic, synthetic resin can be used. For example, an elastomer is used for the base material component, such as EPU40 or SIL30.

Als Hilfsmaterialkomponente 5 kann ein Kunststoff und/oder ein Kunstharz, bevorzugt ein thermisch löslicher und/oder durch ein Lösemittel 42 löslicher Kunststoff und/oder ein thermisch lösliches und/oder durch ein Lösemittel 42 lösliches Kunstharz, besonders bevorzugt Polyvinylacetat (PVAC) und/oder Polyvinylalkohol (PVAL) und/oder Salz und/oder Steinsatz und/oder Zucker und/oder Polystyrol (PS) und/oder Polyamid (PA) und/oder Polyvinylchlorid (PVC) und/oder Polyurethan (PU) und/oder Polypropylen (PP) verwendet werden. Auch Polyethylenglycol (PEG) und/oder Polyvinylpyrrolidon (PVP) haben sich als gut verwendbare Materialien für die Hilfsmaterialkomponente 4 erwiesen, wobei für diese Materialen optional Wasser als Lösungsmittel anwendbar ist.As an auxiliary material component 5 can be a plastic and / or a synthetic resin, preferably a thermally soluble and / or solvent-based 42 soluble plastic and / or a thermally soluble and / or solvent-based 42 soluble synthetic resin, particularly preferably polyvinyl acetate (PVAC) and / or polyvinyl alcohol (PVAL) and / or salt and / or stone set and / or sugar and / or polystyrene (PS) and / or polyamide (PA) and / or polyvinyl chloride (PVC) and / or polyurethane (PU) and / or polypropylene (PP) can be used. Polyethylene glycol (PEG) and / or polyvinylpyrrolidone (PVP) have also proven to be useful materials for the auxiliary material component 4th proven, with water optionally being applicable as a solvent for these materials.

Nach dem zumindest teilweisen Entfernen der Hilfsmaterialkomponente 5 kann an zumindest einer Oberfläche des Formkörpers 1 eine wenigstens oberflächliche Nachbehandlung (nicht dargestellt) ausgeführt werden, wobei die Nachbehandlung ein Beschichten (nicht dargestellt) der Oberfläche und/oder eine thermische Energieeinwirkung auf die Oberfläche umfasst, insbesondere erfolgt eine Tauchbeschichtung des Formkörpers 1.After the at least partial removal of the auxiliary material component 5 can on at least one surface of the molded body 1 an at least superficial aftertreatment (not shown) can be carried out, wherein the aftertreatment comprises a coating (not shown) of the surface and / or the action of thermal energy on the surface, in particular a dip coating of the molded body takes place 1 .

Der aufgebaute Formkörper 1 kann eine Härte von weniger als Shore 45 A, bevorzugt eine Härte von weniger als Shore 25 A, besonders bevorzugt eine Härte von weniger als Shore 15 A aufweisen. Dies wird durch die poröse Struktur und das verwendete Baumaterialgemisch, insbesondere die verwendete Grundmaterialkomponente 4, erreicht.The built-up shaped body 1 can have a hardness of less than Shore 45 A, preferably a hardness of less than Shore 25 A, particularly preferably a hardness of less than Shore 15 A. This is due to the porous structure and the building material mixture used, in particular the basic material component used 4th , reached.

Der Formkörper 1 kann alternativ oder zusätzlich ein elastisches Verhalten und eine Bruchdehnung von mindestens 50%, bevorzugt von mindestens 125 %, besonders bevorzugt von mindestens 250 %, höchst bevorzugt von mindestens 400 % aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Formkörper 1 ein elastisches Verhalten und ein Rückstellverhalten mit einem Druckverformungsrest (DVR) von kleiner 50 %, bevorzugt von kleiner 35 %, besonders bevorzugt von kleiner 25 % aufweisen.The molded body 1 may alternatively or additionally have elastic behavior and an elongation at break of at least 50%, preferably of at least 125%, particularly preferably of at least 250%, most preferably of at least 400%. Alternatively or additionally, the shaped body can 1 have elastic behavior and resilience with a compression set (DVR) of less than 50%, preferably less than 35%, particularly preferably less than 25%.

In den 4 bis 6 sind unterschiedliche Ausgestaltungen eines Formkörper 1, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, dargestellt, wobei der Formkörper 1 mit einer Hohlräume 2 aufweisenden, zumindest abschnittsweisen porösen Struktur versehen ist und der Formkörper 1 in einem additiven Verfahren hergestellt wurde. In 4 weist der Formkörper 1 einen geschichteten bzw. sandwichartgien Aufbau auf, wobei in einer ersten äußeren Schicht 20 und in einer zweiten äußeren Schicht 22 (Deckschichten) keine Hohlräume 2 und in einer inneren Schicht 21 eine Hohlräume 2 aufweisende poröse Struktur ausgebildet ist. Hierzu wurde zur Bildung der äußeren Schichten 20, 22 ein Baumaterial verwendet, das ausschließlich die Grundmaterialkomponente 4 enthält. Zur Bildung der inneren Schicht 21 wurde ein Baumaterialgemisch 3 verwendet, das die Grundmaterialkomponente 4 und die Hilfsmaterialkomponente 5 umfasst. Während des additiven Herstellungsverfahrens kann gezielt bereichsweise bzw. selektiv das ausschließlich die Grundmaterialkomponente 4 aufweisende Baumaterial oder das Baumaterialgemisch 3 verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Prozessparameter (z. B. Laserleistung) verändert werden, um die Verteilung bzw. den Anteil der Hilfsmaterialkomponente 5 in dem dann verfestigten Baumaterialgemisch 3 zu variieren bzw. einzustellen. Damit kann ein den gezeigten Schichtaufbau aufweisender Formkörper 1 gebildet werden. Selbstverständlich kann auch ein Formkörper 1 mit umgekehrtem oder einem gänzlich anders gestalteten Aufbau ausgebildet werden, d. h. mit einer ausschließlich die Grundmaterialkomponente 4 aufweisenden inneren Schicht und einer porösen bzw. ein Baumaterialgemisch verwendenden äußeren Schicht.In the 4th to 6th are different configurations of a molded body 1 , in particular a vehicle component, shown, wherein the molded body 1 with a cavities 2 having, at least partially porous structure is provided and the molded body 1 was manufactured in an additive process. In 4th has the shaped body 1 a layered or sandwich-like structure, with a first outer layer 20th and in a second outer layer 22nd (Top layers) no voids 2 and in an inner layer 21st a cavities 2 having porous structure is formed. This was done to form the outer layers 20th , 22nd a building material is used that has only the basic material component 4th contains. To form the inner layer 21st became a mixture of building materials 3 used that is the base material component 4th and the auxiliary material component 5 includes. During the additive manufacturing process, only the basic material component can be selectively used in certain areas or selectively 4th having building material or the building material mixture 3 be used. Alternatively or additionally, at least one process parameter (e.g. laser power) can be changed in order to increase the distribution or the proportion of the auxiliary material component 5 in the then solidified building material mixture 3 to vary or adjust. A molded body having the layer structure shown can thus be used 1 are formed. A shaped body can of course also be used 1 be designed with the opposite or a completely different structure, ie with one only the basic material component 4th having inner layer and a porous or a building material mixture using outer layer.

In der in 5 gezeigten Ausführungsform weist der Formkörper 1 eine äußere, ausschließlich aus Grundmaterialkomponente 4 bestehende Schicht 20 auf, welche den Formkörper 1 zu einer Seite hin (hier beispielhaft die Oberseite) lückenlos abdeckt. Die anschließende weitere Schicht 23 weist unterschiedliche Bereiche 24, 24`, 25 auf, wobei in zwei ersten Bereichen 24, 24' das zu deren Bildung verwendete Baumaterial ein Baumaterialgemisch 3 bestehend aus Grundmaterialkomponente 4 und Hilfsmaterialkomponente 5 bestanden hat, so dass sich ein mit Hohlräumen 2 versehene poröse Bereiche 24, 24' ausgebildet haben. In derselben weiteren Schicht 23 ist ein Teilbereich 25 mit einem Baumaterial aufgebaut worden, welcher ausschließlich aus der Grundmaterialkomponente 4 bestanden hat, folglich weist dieser Teilbereich 23 keine Hohlräume 2 zur Bildung einer porösen Struktur auf.In the in 5 The embodiment shown has the shaped body 1 an outer, exclusively made of basic material component 4th existing layer 20th on which the molded body 1 to one side (here as an example the top) completely covers. The following further layer 23 indicates different areas 24 , 24`, 25, being in the first two areas 24 , 24 'the building material used for their formation is a building material mixture 3 consisting of base material component 4th and auxiliary material component 5 has passed, making one with cavities 2 provided porous areas 24 Have trained, 24 '. In the same next shift 23 is a sub-area 25th has been built with a building material that consists exclusively of the basic material component 4th has passed, consequently this sub-area has 23 no voids 2 to form a porous structure.

Schließlich zeigt 6 eine weitere optionale Ausgestaltungsmöglichkeit des Formkörpers 1, bei der der Formkörper 1 eine Ähnlichkeit zu der Struktur eines Integralschaums aufweist. Hierbei kann der Volumen- und/oder Gewichtsanteil der Hilfsmaterialkomponente 5 zwischen 0% und ca. 95% liegen, so dass sich entsprechende Anteile der die Poren bildenden Hohlräume 2 ergeben können. Der Verlauf der sich verändernden Volumen- oder Gewichtsanteile der Hilfsmaterialkomponente 5 kann, wie beispielhaft in 6 gezeigt, von einer äußeren Seite 26, 26' zu einem Innenbereich 27 kontinuierlich zunehmen. Beispielsweise ist ein gradueller Verlauf der Grundmaterialkomponente von 100% im Bereich der äußeren Seite 26, 26' auf 10 % im Innenbereich 27 und ein gradueller Verlauf der Hilfsmaterialkomponente 5 von 0 % im Bereich der äußeren Seite 26, 26' auf 90 % im Innenbereich 27 vorgesehen. Um dies zu erreichen, wird während des additiven Fertigungsverfahrens ein Baumaterialgemisch 3 verwendet, das bereichsabhängig einen unterschiedlichen Anteil an Hilfsmaterialkomponente 5 vorliegen hat.Finally shows 6th another optional design option for the molded body 1 , in which the molded body 1 has a similarity to the structure of an integral foam. The volume and / or weight fraction of the auxiliary material component can be used here 5 between 0% and approx. 95%, so that corresponding proportions of the cavities forming the pores are formed 2 can result. The course of the changing volume or weight fractions of the auxiliary material component 5 can, as exemplified in 6th shown from an outer side 26th , 26 'to an inner area 27 continuously increase. For example, the base material component has a gradual gradient of 100% in the area of the outer side 26th , 26 'to 10% in the inner area 27 and a gradual course of the auxiliary material component 5 of 0% in the area of the outer side 26th , 26 'provided to 90% in the inner area 27. To achieve this, a mix of building materials is used during the additive manufacturing process 3 used, the area-dependent a different proportion of auxiliary material components 5 has existed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: FormkörperMoldings
22: Hohlraumcavity
33: BaumaterialgemischBuilding material mix
44th: GrundmaterialkomponenteBase material component
55: HilfsmaterialkomponenteAuxiliary material component
66th: Behältniscontainer
77th: RührwerkAgitator
88th: RohformkörperRaw molding
99: BehälterkörperContainer body
1010: Boden von 9Bottom of 9
1111: energiereiche Strahlunghigh-energy radiation
1212: ZwischenbereichIntermediate area
1313th: LichtquelleLight source
1414th: TrägerplatteCarrier plate
1515th: Druckkraft Compressive force
2020th: erste äußere Schichtfirst outer layer
2121st: innere Schichtinner layer
2222nd: zweite äußere Schichtsecond outer layer
2323: weitere Schichtanother layer
2424: erster Bereichfirst area
2525th: Teilbereich Section
4040: Vibrationvibration
4141: Kompressioncompression
4242: Lösungsmittelsolvent

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102004032093 A1 [0002]
DE 102011101857 A1 [0002]

Claims

A method for the additive production of a porous shaped body (1) provided at least in sections with cavities (2), comprising the following method steps: - Forming or providing a dispersion-like or -shaped building material mixture (3) from a liquid base material component (4) which can be hardened in particular by means of high-energy radiation and an auxiliary material component (5), the auxiliary material component (5) being distributed in the building material mixture (3) - additive building of a raw molding (8) by successive selective solidification of the dispersion-like or -shaped building material mixture (3), - Forming cavities (2) in the raw molding (8) by removing at least a part, in particular completely removing, the auxiliary material component (5) from the raw molding (8) to form the at least partially porous molding (1).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a dispersion-like or dispersion-like building material mixture (3) is used, the auxiliary material component (5) of which is in liquid and / or in solid and / or in gaseous form, in particular the auxiliary material component (5) is in particle form in the building material mixture ( 3) included.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the additive manufacturing process is a stereolithography process (SLA) and / or selective laser melting process (SLM) and / or selective laser sintering process (SLS) and / or continuous liquid interface production (CLIP) process, in particular based on photopolymerization .

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for at least partial removal of the auxiliary material component (5), the raw molding (8) is exposed to vibrations (40) and the auxiliary material component (5) located in and / or on the raw molding (8) is removed, in particular, the auxiliary material component (5) is at least partially removed from the raw molding (8) by using ultrasound.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, for at least partial removal of the auxiliary material component (5), the raw molding (8) is acted upon with a solvent (42) which dissolves the auxiliary material component (5) and / or with thermal energy and the in and / or Auxiliary material component (5) located on the raw molding (8) is dissolved.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least the solidified base material component (4) of the raw molding (8) has an elastic behavior at least in sections and, in order to remove the auxiliary material component (5), the raw molding (8) is at least partially subject to compression (41) and / or is subjected to expansion and undergoes elastic deformation, with the auxiliary material component (5) located in and / or on the raw molding (8) at least partially being removed from the raw molding (8) during the compression (41) and / or expansion of the raw molding (8). 8) is separated.

Procedure according to Claim 6 , characterized in that at least during the compression (41) of the raw molded body (8) the auxiliary material component (5) has a lower elastic behavior than the base material component (4) and during the compression (41) an at least partial displacement and / or an at least partial displacement Destruction of the structure of the base material component (4) takes place.

Procedure according to Claim 6 or 7th , characterized in that at least during the expansion of the raw molding (8) the auxiliary material component (5) has a lower elastic behavior than the base material component (4) and the cavities (5) formed by the base material component (4) and enclosing the auxiliary material component (5) 2) at least temporarily expand and / or form openings in such a way that at least partially an auxiliary material component (5) arranged or formed in the cavities (2) can be removed from the raw molding (8).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a, in particular elastic, plastic and / or, in particular elastic, synthetic resin, preferably an elastomer, particularly preferably EPU40 or SIL30, is used as the base material component (4).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the auxiliary material component (5) is a plastic and / or a synthetic resin, preferably a thermally soluble and / or solvent (42) soluble plastic and / or synthetic resin, particularly preferably a polyvinyl acetate and / or polyvinyl alcohol (PVA) and / or salt and / or stone set and / or sugar and / or polystyrene (PS) and / or polyamide (PA) and / or polyvinyl chloride (PVC) and / or polyurethane (PU) and / or polypropylene ( PP) and / or polyethylene glycol (PEG) and / or polyvinylpyrrolidone (PVP) is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the additive manufacturing method is a Continuous Liquid Interface Production method (CLIP) and / or a Digital Light Synthesis (DLS), wherein the building material mixture (3) in a, with a gas-permeable floor ( 10) provided container body (9) is provided and during the additive construction of the raw molding (8) a first gas having an inhibitor property and a second gas having no inhibitor property is fed through the gas-permeable base (10) to the building material mixture (3), In particular, the volume fraction and / or the mass fraction and / or the introduction area of the second gas, which has no inhibitor properties, is changed during the additive construction of the tubular body (8).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one building material mixture (3) is used which, at least in the solidified state forming the molded body (1), has a hardness of the molded body (1) of less than Shore 45 A, preferably a Hardness of less than Shore 25 A, particularly preferably a hardness of less than Shore 15 A.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one building material mixture (3) is used which, at least in the solidified state forming the shaped body (1), leads to an elastic behavior of the shaped body (1) and to an elongation at break of at least 50%, preferably at least 125%, particularly preferably at least 250%, most preferably at least 400%.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one building material mixture (3) is used which, at least in the solidified state forming the shaped body (1), leads to an elastic behavior of the shaped body (1) and to a resilience of the shaped body (1) ) with a compression set (DVR) of less than 50%, preferably less than 35%, particularly preferably less than 25%.

Device for carrying out a method according to one of the preceding claims for the additive production of a porous shaped body (1) provided at least in sections with cavities (2).

Shaped body (1), in particular a vehicle component, with an at least partially porous structure produced in an additive method according to one of the preceding claims.