DE102019115170A1 - Installation and operation of a system for additive manufacturing - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Anlage zur additiven Fertigung von Werkstücken und ein Verfahren zum Aufrechterhalten ihrer Betriebsbereitschaft. Die Anlage umfasst insbesondere eine Prozesskammer und einen Träger (500), zur Aufnahme eines granularen Rohstoffs sowie eines durch ein generatives Schichtaufbauverfahren aus dem granularen Rohstoff hergestellten Werkstücks. Ein Wechsel-Träger (500) wird mit mindestens einem Werkzeug oder Ersatzteil bestückt, wobei die Bestückung außerhalb der Prozesskammer durchgeführt wird. Der bestückte Träger wird anschließend an eine vorbestimmte Position an der Prozesskammer verfahren. Mithilfe des in die Prozesskammer eingebrachten Werkzeugs (570, 575) oder Ersatzteils kann die Betriebsbereitschaft der Anlage aufrecht erhalten werden. Eine solcherart ausgerüstete Anlage braucht an der Prozesskammer keine zusätzliche Öffnung, etwa eine Tür, mehr, um Werkzeug oder Ersatzteile in die Prozesskammer zu bringen. Damit fallen viele Störquellen und Schmutz-fangende Ecken oder Fugen weg.A system for additive manufacturing of workpieces and a method for maintaining their operational readiness are proposed. The system comprises, in particular, a process chamber and a carrier (500) for receiving a granular raw material and a workpiece produced from the granular raw material by a generative layering process. An interchangeable carrier (500) is equipped with at least one tool or spare part, the assembly being carried out outside the process chamber. The equipped carrier is then moved to a predetermined position on the process chamber. With the help of the tool (570, 575) or spare part brought into the process chamber, the operational readiness of the system can be maintained. A system equipped in this way no longer needs an additional opening in the process chamber, such as a door, in order to bring tools or spare parts into the process chamber. This eliminates many sources of interference and dirt-trapping corners or joints.

Description

Mit zunehmender Größe des Baufelds bei Maschinen zur additiven Fertigung wird die Prozesskammer größer und damit werden Reinigungs-, Mess- und Wartungsarbeiten zunehmend schwieriger. Baufelder können beispielsweise Abmessungen von 600 mm x 600 mm aufweisen, wobei größere Baufelder entwickelt und z.B. zur Konstruktion von Leichtbauteilen in der Luftfahrtindustrie dringend benötigt werden. Bedingt durch die Größe sind einzelne Komponenten der Prozesskammer durch Reinigungs- und/oder Wartungspersonal nur noch eingeschränkt erreichbar. Dies gilt insbesondere für Maschinen, bei denen ein Granulat oder pulverförmiger Rohstoff, zum Beispiel mithilfe eines Laserstrahls, selektiv verfestigt wird. Verunreinigungen beim Bauprozess und Verschleiß gefährden die Betriebsbereitschaft der Anlage.As the size of the construction field for machines for additive manufacturing increases, the process chamber becomes larger and cleaning, measuring and maintenance work becomes increasingly difficult. Construction fields can for example have dimensions of 600 mm x 600 mm, with larger construction fields being developed and e.g. are urgently needed for the construction of lightweight components in the aviation industry. Due to the size, individual components of the process chamber can only be reached to a limited extent by cleaning and / or maintenance personnel. This applies in particular to machines in which a granulate or powdery raw material is selectively solidified, for example with the help of a laser beam. Impurities during the construction process and wear and tear endanger the operational readiness of the system.

Bei vielen heutigen Anlagen ist für Reinigungs- und Servicearbeiten ein Öffnen der Prozesskammer notwendig. Dafür ist in vielen Anlagen eine Tür für manuelle Eingriffe vorgesehen. Dies führt zu einer Verunreinigung der Prozesskammer und zum Verlust von Schutzgas, welches typischerweise die Prozesskammer füllt.In many of today's systems, it is necessary to open the process chamber for cleaning and service work. To this end, many systems have a door for manual intervention. This leads to contamination of the process chamber and to the loss of protective gas, which typically fills the process chamber.

Die DE 20 2013 009 787 U1 schlägt vor, eine Baukammer im gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichteten Zustand aus einer Betriebsposition, in der eine auf den Träger aufgebrachte Rohstoffpulverschicht mittels der Bestrahlungseinrichtung mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt wird, in eine Wechselposition außerhalb der Werkstückerzeugungssektion zu überführen. Auf diese Weise kann die Baukammer gewechselt werden und unter kontrollierten Bedingungen befüllt und entleert werden. Ein vergleichbares Konzept einer Wechselbaukammer bzw. eines Wechselbauzylinders findet sich in der EP 3 263 316 A1 .The DE 20 2013 009 787 U1 proposes to move a construction chamber in the sealed state from the ambient atmosphere from an operating position, in which a raw material powder layer applied to the carrier is exposed to electromagnetic radiation by means of the irradiation device, into a change position outside the workpiece production section. In this way, the construction chamber can be changed and filled and emptied under controlled conditions. A comparable concept of an interchangeable assembly chamber or an interchangeable assembly cylinder can be found in EP 3 263 316 A1 .

Die EP 1 793 979 B1 schlägt eine Schleusenkammer vor, durch die Gegenstände, wie z.B. Werkstücke, von der Umgebungsatmosphäre in die Schutzgasatmosphäre der Prozesskammer und zurückgebracht werden können.The EP 1 793 979 B1 proposes a lock chamber through which objects such as workpieces can be brought from the ambient atmosphere into the protective gas atmosphere of the process chamber and back.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Aufrechterhalten oder Wiederherstellen der Betriebsbereitschaft einer Anlage zur additiven Fertigung zu vereinfachen.The object of the invention is to simplify maintaining or restoring the operational readiness of a system for additive manufacturing.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.This object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous developments of the subjects of the independent claims are characterized in the subclaims. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into the content of this description.

Die Verwendung der Einzahl soll die Mehrzahl nicht ausschließen, was auch im umgekehrten Sinn zu gelten hat, soweit nichts Gegenteiliges offenbart ist.The use of the singular is not intended to exclude the plural, which also applies in the opposite sense, unless otherwise stated.

Im Folgenden werden einzelne Verfahrensschritte näher beschrieben. Die Schritte müssen nicht notwendigerweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, und das zu schildernde Verfahren kann auch weitere, nicht genannte Schritte aufweisen.Individual process steps are described in more detail below. The steps do not necessarily have to be carried out in the order given, and the method to be described can also have further steps that are not mentioned.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Aufrechterhalten der Betriebsbereitschaft einer Anlage zur additiven Fertigung vorgeschlagen. Zum Aufrechterhalten der Betriebsbereitschaft zählt beispielsweise das Reinigen und/oder Instandhalten der Anlage oder der Prozesskammer. Insbesondere im Falle eines additiven Fertigungsverfahrens, bei dem mit Lichtstrahlen gearbeitet wird, zum Beispiel beim Laser-Sintern, kann zur Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft auch das Ausmessen des Lichtstrahls, etwa zur Bestimmung seiner Position oder seines Fokus-Durchmessers, gehören.To solve the problem, a method for maintaining the operational readiness of a system for additive manufacturing is proposed. Maintaining operational readiness includes, for example, cleaning and / or maintaining the system or the process chamber. In the case of an additive manufacturing process in which light beams are used, for example laser sintering, maintaining operational readiness can also include measuring the light beam, for example to determine its position or focus diameter.

Die Anlage verfügt dabei über folgendes:

  • - eine Werkstückerzeugungssektion zur Herstellung eines Werkstücks durch selektives Verfestigen einer Schicht aus einem granularen Rohstoff.
  • - eine Prozesskammer. Die Prozesskammer ist der Raum, in dem die additive Fertigung von statten geht. Sie ist typischerweise gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet und verfügt über Mittel zum schichtweisen Zuführen des granularen Rohstoffs.
  • - einen Träger zur Aufnahme des granularen Rohstoffs sowie eines durch ein generatives Schichtaufbauverfahren aus dem granularen Rohstoff hergestellten Werkstücks, wobei der Träger und die Prozesskammer mit zunehmender Bauhöhe des auf dem Träger erzeugten Werkstücks relativ zueinander verfahrbar sind. Die Relativbewegung ist in der Praxis häufig eine Bewegung des Trägers aus der Prozesskammer heraus nach unten. Ebenso gut kann sich aber auch die Prozesskammer nach oben heben, oder aber sowohl der Träger als auch die Prozesskammer an der Bewegung beteiligt sein.
The system has the following:
  • a workpiece producing section for producing a workpiece by selectively solidifying a layer of a granular raw material.
  • - a process chamber. The process chamber is the room in which additive manufacturing takes place. It is typically sealed off from the ambient atmosphere and has means for supplying the granular raw material in layers.
  • - A carrier for receiving the granular raw material and a workpiece manufactured from the granular raw material by a generative layering process, the carrier and the process chamber being movable relative to one another as the overall height of the workpiece produced on the carrier increases. In practice, the relative movement is often a downward movement of the carrier out of the process chamber. The process chamber can just as easily lift upwards, or both the carrier and the process chamber can participate in the movement.

Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

  • - Ein Träger wird mit mindestens einem Werkzeug oder Ersatzteil bestückt. Der mit dem Werkzeug oder Ersatzteil bestückte Träger ist entweder der bereits erwähnte Träger für den Aufbau des Werkstücks (sog. Bau-Träger) oder ein zweiter Träger, der gegen den Bau-Träger ausgetauscht werden kann (sog. Wechsel-Träger).
  • - Die Bestückung wird außerhalb der Prozesskammer durchgeführt, beispielsweise unter Umgebungsatmosphäre.
  • - Der bestückte Träger wird anschließend über eine für den Träger in der Prozesskammer vorbestimmte Öffnung an eine vorbestimmte Position an der Prozesskammer verfahren, welche typischerweise einer möglichen Position während des Bauprozesses entspricht. Die vorbestimmte Position an der Prozesskammer kann beispielsweise die Position sein, an der sich der Träger typischerweise zu Beginn der Herstellung eines Werkstücks in der Prozesskammer oder unmittelbar unterhalb der Prozesskammer befindet.
  • - Mithilfe des mindestens einen Werkzeugs oder Ersatzteils wird die Betriebsbereitschaft der Anlage aufrecht erhalten.
The procedure consists of the following steps:
  • - A carrier is equipped with at least one tool or spare part. The carrier equipped with the tool or spare part is either the already mentioned carrier for the construction of the workpiece (so-called construction carrier) or a second carrier which is against the construction carrier can be exchanged (so-called exchange carrier).
  • The assembly is carried out outside the process chamber, for example in an ambient atmosphere.
  • - The equipped carrier is then moved via an opening predetermined for the carrier in the process chamber to a predetermined position on the process chamber, which typically corresponds to a possible position during the construction process. The predetermined position on the process chamber can be, for example, the position at which the carrier is typically located at the beginning of the production of a workpiece in the process chamber or directly below the process chamber.
  • - With the help of at least one tool or spare part, the operational readiness of the system is maintained.

Auf diese Weise kann das Werkzeug oder Ersatzteil mithilfe eines Trägers von außen in die Prozesskammer gebracht werden. Zum Einbringen von Werkzeug in die Prozesskammer muss dann keine Tür der Prozesskammer mehr geöffnet werden. Es erübrigt sich damit eine Tür für die Prozesskammer überhaupt. Damit fallen viele Störquellen und Schmutz-fangende Ecken oder Fugen weg.In this way, the tool or replacement part can be brought into the process chamber from the outside with the aid of a carrier. There is then no longer any need to open a door of the process chamber in order to introduce tools into the process chamber. There is therefore no need for a door for the process chamber at all. This eliminates many sources of interference and dirt-trapping corners or joints.

Wird ein Träger außerhalb der Prozesskammer mit Werkzeug bestückt, kann die Schutzgas-Atmosphäre in der Prozesskammer erhalten bleiben. Dies spart nicht nur Schutzgas, zum Beispiel Argon - mit den damit verbundenen Kosten-Einsparungen -, sondern es schützt die Prozesskammer auch vor Verunreinigungen. In gleicher Weise schützt es davor, dass Schutzgas und / oder granularer Rohstoff in die äußere Umgebung gelangen, da letzterer gesundheitsschädlich sein kann. Dies verbessert die Arbeitssicherheit für den Anwender. Ebenso können gewisse Prozesse auf diese Weise beschleunigt werden, da nicht auf erneutes Fluten mit Schutzgas gewartet werden muss.If a carrier is equipped with tools outside the process chamber, the protective gas atmosphere can be maintained in the process chamber. This not only saves protective gas, for example argon - with the associated cost savings - it also protects the process chamber from contamination. In the same way, it protects against protective gas and / or granular raw material from getting into the external environment, since the latter can be harmful to health. This improves work safety for the user. Certain processes can also be accelerated in this way, as there is no need to wait for a renewed flooding with protective gas.

In einer Weiterentwicklung verfügt die Anlagen zur additiven Fertigung über eine Transporteinrichtung zum Verfahren des Trägers von einer Position außerhalb der Prozesskammer, in der der Träger bestückt werden kann, zu einer Position an der Prozesskammer, welche einer möglichen Position während des Bauprozesses entspricht - und in umgekehrter Richtung. Eine solche Transporteinrichtung kann dazu verwendet werden, Werkzeug oder Ersatzteile in die Prozesskammer zu bringen. In a further development, the additive manufacturing systems have a transport device for moving the carrier from a position outside the process chamber, in which the carrier can be fitted, to a position on the process chamber that corresponds to a possible position during the construction process - and vice versa Direction. Such a transport device can be used to bring tools or spare parts into the process chamber.

Dazu wird der bestückte Träger außerhalb der Prozesskammer mit Werkzeug oder Ersatzteilen bestückt und nach dem Bestücken mittels der Transporteinrichtung an die vorbestimmte Position an der Prozesskammer verfahren.For this purpose, the fitted carrier is fitted with tools or spare parts outside the process chamber and, after fitting, is moved to the predetermined position on the process chamber by means of the transport device.

Auf diese Weise kann eine evtl. ohnehin vorhandene Transporteinrichtung dazu genutzt werden, Werkzeug oder Ersatzteile in die Prozesskammer zu bringen, ohne dass die Prozesskammer dafür geöffnet werden muss, zum Beispiel durch Öffnen einer Tür zur Umgebungsatmosphäre.In this way, a transport device that may already be present can be used to bring tools or spare parts into the process chamber without the process chamber having to be opened for this purpose, for example by opening a door to the ambient atmosphere.

In der Prozesskammer stehen beispielsweise Handschuhe zur Verfügung, in die man durch eine Wand der Prozesskammer hindurchgreifen kann, um mit dem Werkzeug oder Ersatzteil z.B. Wartungsarbeiten durchzuführen. Solche Handschuhe sind hinlänglich bekannt (siehe z.B. DE 20 2014 009 347 U1 ). Sie sind gegenüber der Wand abgedichtet, sodass keinerlei Verunreinigungen von der Außenwelt in die Prozesskammer dringen bzw. Schutzgas austritt.In the process chamber, gloves are available, for example, into which one can reach through a wall of the process chamber in order to carry out maintenance work with the tool or spare part, for example. Such gloves are well known (see e.g. DE 20 2014 009 347 U1 ). They are sealed against the wall so that no impurities from the outside world penetrate into the process chamber or protective gas escapes.

In manchen Anlagen zur additiven Fertigung sind Einrichtungen zum Austausch des Trägers vorhanden, um fertige Werkstücke aus der Prozesskammer zu holen (s. z.B. die eingangs zitierte DE 20 2013 009 787 U1 ). Typischerweise wird der Träger dabei aus der Prozesskammer heraus nach unten verfahren. Andere translatorische oder rotatorische Bewegungen sind ebenfalls denkbar. So kann z.B. in der Wand des unterhalb der Prozesskammer befindlichen Zylinders (siehe unten) eine Tür vorgesehen sein, durch die der Träger aus der Prozesskammer heraus verfahren werden kann. Erfindungsgemäß können diese vorhandenen Einrichtungen genutzt werden, um Werkzeuge und Ersatzteile zur Wartung oder Instandhaltung der Prozesskammer bzw. der Anlage als Ganzes in die Prozesskammer zu bringen.In some systems for additive manufacturing there are devices for exchanging the carrier in order to get finished workpieces out of the process chamber (see, for example, the one cited at the beginning DE 20 2013 009 787 U1 ). The carrier is typically moved downwards out of the process chamber. Other translational or rotational movements are also conceivable. For example, a door through which the carrier can be moved out of the process chamber can be provided in the wall of the cylinder located below the process chamber (see below). According to the invention, these existing devices can be used to bring tools and spare parts for servicing or maintenance of the process chamber or the system as a whole into the process chamber.

Der mit Werkzeug oder einem Ersatzteil bestückte Träger wird vorzugsweise zumindest teilweise durch eine Bewegung entgegen der Relativverschiebung während des Bauvorgangs an die für den Träger vorbestimmte Position in der Prozesskammer verfahren. Als ein Ausführungsbeispiel ist vorstellbar, dass der Träger die Prozesskammer nach unten fahrend verlässt und mit einer seitlichen Bewegung zum Beispiel durch eine Schleuse für die Schutzgas-Atmosphäre in einen anderen Bereich der Anlage gefahren wird, wo er mit Werkzeug oder einem Ersatzteil bestückt werden kann. Um diese anschließend in die Prozesskammer einzubringen fährt der Träger durch die Schleuse unter die Prozesskammer, um schließlich angehoben zu werden. The carrier equipped with a tool or a spare part is preferably moved at least partially by a movement against the relative displacement during the construction process to the position in the process chamber predetermined for the carrier. As an exemplary embodiment, it is conceivable that the carrier leaves the process chamber moving downwards and is moved with a lateral movement, for example through a lock for the protective gas atmosphere, into another area of the system, where it can be equipped with tools or a spare part. In order to then bring this into the process chamber, the carrier moves through the lock under the process chamber in order to finally be lifted.

In vielen Fällen wird der Träger von Wänden umgeben, innerhalb derer er seine Relativbewegung zur Prozesskammer ausführt. Der Träger bildet mit den Wänden zusammen eine Einheit, die in der Fachsprache als „Zylinder“ bezeichnet wird, auch wenn sie keine zylindrische Form haben muss, sondern i.d.R. einem Quader nahekommt. Bei einer solchen Bauform wird der Träger zusammen mit den Wänden, also der Zylinder, außerhalb der Prozesskammer bestückt und anschließend in die Prozesskammer eingebracht.In many cases the carrier is surrounded by walls within which it moves relative to the process chamber. Together with the walls, the beam forms a unit which is called a "cylinder" in technical terminology, even if it does not have to have a cylindrical shape, but generally comes close to a cuboid. With such a design, the carrier is fitted together with the walls, i.e. the cylinder, outside the process chamber and then introduced into the process chamber.

Wie im Falle des Trägers spricht man hier typischerweise von einem Bau-Zylinder für den Aufbau von Werkstücken und einem Wechsel-Zylinder, wenn die Zylinder ausgetauscht werden können.As in the case of the carrier, this is typically referred to as a construction cylinder for building workpieces and an interchangeable cylinder when the cylinders can be exchanged.

Auf diese Weise kann das Werkzeug oder Ersatzteil mithilfe eines Wechsel-Zylinders in die Prozesskammer gebracht werden. Da die Werkzeuge oder Ersatzteile typischerweise eine gewisse Höhe aufweisen, sind sie innerhalb eines solchen Zylinders geschützt. Der Wechsel-Zylinder fungiert zunächst einmal als Transportbehälter, über den die Werkzeuge oder Ersatzteile in die Prozesskammer gelangen. Er kann aber auch andere Funktionen übernehmen, wenn mit dem Zylinder bspw. Daten und Medien zur Steuerung von Funktionen übertragen werden.In this way, the tool or spare part can be brought into the process chamber with the aid of an interchangeable cylinder. Since the tools or spare parts typically have a certain height, they are protected within such a cylinder. The interchangeable cylinder initially functions as a transport container through which the tools or spare parts reach the process chamber. However, it can also take on other functions if, for example, data and media for controlling functions are transmitted with the cylinder.

Ein für diese Zwecke genutzter Wechsel-Zylinder kann daher in der Fachsprache als „Servicezylinder“ bezeichnet werden. Mit einem solchen Servicezylinder lassen sich Wartungsarbeiten bei geschlossener Prozesskammer durchführen. Alle für die Arbeit notwendigen Komponenten befinden sich im oder am Servicezylinder und werden mit diesem in die Prozesskammer eingebracht. Wie bereits erwähnt entfällt die Notwendigkeit, die Prozesskammer zu öffnen, um Werkzeug einzubringen. Damit entfällt ggf. wiederum die Notwendigkeit, an der Prozesskammer eine Tür zur Umgebungsatmosphäre vorzusehen.An interchangeable cylinder used for this purpose can therefore be referred to in technical terms as a "service cylinder". With such a service cylinder, maintenance work can be carried out with the process chamber closed. All components necessary for the work are located in or on the service cylinder and are brought into the process chamber with it. As already mentioned, there is no need to open the process chamber in order to introduce tools. This in turn eliminates the need to provide a door to the ambient atmosphere on the process chamber.

Ferner lassen sich auf diese Weise der Automatisierungsgrad und somit die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit erhöhen und Personalkosten sparen.Furthermore, in this way the degree of automation and thus the reliability and reproducibility can be increased and personnel costs can be saved.

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird als Werkzeug ein Reinigungswerkzeug und / oder ein Reinigungsmittel zur Bestückung des Trägers verwendet. Im einfachsten Fall kann das Reinigungswerkzeug ein Pinsel zum Entfernen von überflüssigem Pulver / granularem Rohstoff sein, das sich an Rändern und Ecken der Prozesskammer abgelagert hat. Ein Reinigungsmittel kann beispielsweise ein Glasreiniger zum Reinigen von optischen Komponenten sein im Falle einer Anlage zur additiven Fertigung, die Licht zum Verfestigen des granularen Rohstoffs verwendet. Zu den optischen Komponenten zählt bei einer solchen Anlage insbesondere die Strahleintrittsscheibe. So kann der Träger beispielsweise mit einem Glasreiniger und geeigneten Tüchern bestückt werden.In a first exemplary embodiment, a cleaning tool and / or a cleaning agent for equipping the carrier is used as the tool. In the simplest case, the cleaning tool can be a brush for removing superfluous powder / granular raw material that has deposited on the edges and corners of the process chamber. A cleaning agent can be, for example, a glass cleaner for cleaning optical components in the case of an additive manufacturing system that uses light to solidify the granular raw material. In such a system, the optical components include in particular the beam entry disk. For example, the carrier can be equipped with a glass cleaner and suitable cloths.

In einer nächsten Ausbaustufe könnte als Reinigungsmittel eine Einrichtung zum Versprühen einer Reinigungsflüssigkeit bereitgestellt werden. Eine typische Reinigungsflüssigkeit könnte Isopropanol sein. Zusammen mit den ggf. in die Prozesskammer mit eingebrachten Reinigungswerkzeugen kann so eine effektive Reinigung insbesondere optischer Komponenten erreicht werden.In a next expansion stage, a device for spraying a cleaning fluid could be provided as the cleaning agent. A typical cleaning fluid could be isopropanol. Together with the cleaning tools that may be introduced into the process chamber, effective cleaning, in particular of optical components, can thus be achieved.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Anlage für die additive Fertigung eines Werkstücks, wobei die Anlage Folgendes aufweist:

  • - eine Werkstückerzeugungssektion zur Herstellung des Werkstücks durch selektives Verfestigen einer Schicht aus einem granularen Rohstoff;
  • - eine Prozesskammer;
  • - einen Träger zur Aufnahme des granularen Rohstoffs sowie eines durch ein generatives Schichtaufbauverfahren aus dem granularen Rohstoff hergestellten Werkstücks, wobei der Träger und die Prozesskammer mit zunehmender Bauhöhe des auf dem Träger erzeugten Werkstücks relativ zueinander verfahrbar sind;
  • - eine Einheit außerhalb der Prozesskammer zum Bestücken eines Trägers mit mindestens einem Werkzeug oder Ersatzteil; und
  • - eine Transporteinrichtung zum Bewegen des bestückten Trägers von einer Position außerhalb der Prozesskammer, in der der Träger bestückt werden kann, an eine vorbestimmte Position an der Prozesskammer, welche einer möglichen Position während des Bauprozesses entspricht. Die Transporteinrichtung zum Bewegen des bestückten Trägers kann die üblichen Mittel umfassen, etwa Elektromotoren, Laufbänder, Schienen, Hydraulikanlagen, etc., wie sie in Anlagen zur additiven Fertigung heutzutage anzutreffen sind.
The object is also achieved by a system for additive manufacturing of a workpiece, the system having the following:
  • a workpiece producing section for producing the workpiece by selectively solidifying a layer of a granular raw material;
  • - a process chamber;
  • a carrier for receiving the granular raw material as well as a workpiece produced from the granular raw material by a generative layering method, the carrier and the process chamber being movable relative to one another as the overall height of the workpiece produced on the carrier increases;
  • - a unit outside the process chamber for equipping a carrier with at least one tool or spare part; and
  • a transport device for moving the equipped carrier from a position outside the process chamber, in which the carrier can be equipped, to a predetermined position on the process chamber, which corresponds to a possible position during the building process. The transport device for moving the equipped carrier can comprise the usual means, for example electric motors, treadmills, rails, hydraulic systems, etc., as are found today in systems for additive manufacturing.

Eine solcherart ausgerüstete Anlage braucht an der Prozesskammer keine Tür mehr, um Werkzeug oder Ersatzteile in die Prozesskammer zu bringen. Damit fallen viele Störquellen und Schmutz-fangende Ecken oder Fugen weg.A system equipped in this way no longer needs a door on the process chamber in order to bring tools or spare parts into the process chamber. This eliminates many sources of interference and dirt-trapping corners or joints.

Um die Prozesskammer noch besser vor Verschmutzungen zu schützen und Schutzgas einzusparen, kann die Anlage eine Schleuse für den bestückten oder unbestückten Träger aufweisen, die der Träger auf seinem Weg von außerhalb der Prozesskammer an die vorbestimmte Position an der Prozesskammer durchlaufen kann. Dabei ist die Schleuse derart ausgebildet, dass sie die unter einer Schutzgas-Atmosphäre sich befindende Prozesskammer gegen den Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre abschirmt.In order to better protect the process chamber from contamination and to save protective gas, the system can have a lock for the equipped or unequipped carrier, which the carrier can pass through on its way from outside the process chamber to the predetermined position on the process chamber. The lock is designed in such a way that it shields the process chamber, which is located under a protective gas atmosphere, from contact with the ambient atmosphere.

In den meisten Anlagen ist der Träger von Wänden umgeben, innerhalb derer er während des Aufbaus eines Werkstücks eine Relativbewegung zur Prozesskammer ausführt. Dabei bildet der Träger typischerweise mit den Wänden zusammen eine Einheit, die als solche bewegt werden kann. Diese Einheit wird in der Fachsprache als Zylinder bezeichnet, auch wenn ihre Form i.d.R. eher einem Quader gleicht. Erfindungsgemäß kann dieser Zylinder außerhalb der Prozesskammer bestückt werden und anschließend an eine vorbestimmte Position an der Prozesskammer verfahren werden, welche typischerweise einer möglichen Position während des Bauprozesses entspricht.In most systems, the carrier is surrounded by walls within which it moves relative to the process chamber while a workpiece is being built. The carrier typically forms a unit with the walls, which can be moved as such. This unit is called a cylinder in technical terms, even if its shape is more like a cuboid. According to the invention, this cylinder can be equipped outside the process chamber and then moved to a predetermined position on the process chamber, which typically corresponds to a possible position during the construction process.

Entsprechend kann die Anlage eine Schleuse für den Zylinder aufweisen, die der Zylinder auf seinem Weg von außerhalb der Prozesskammer an die vorbestimmte Position an der Prozesskammer durchlaufen kann. Dabei ist die Schleuse derart ausgebildet, dass sie die unter einer Schutzgas-Atmosphäre sich befindende Prozesskammer gegen den Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre abschirmt. In der Regel wird der Zylinder in der Schleuse mit der Schutzgas-Atmosphäre geflutet.Accordingly, the system can have a lock for the cylinder, which the cylinder can pass through on its way from outside the process chamber to the predetermined position on the process chamber. The lock is designed in such a way that it shields the process chamber, which is located under a protective gas atmosphere, from contact with the ambient atmosphere. As a rule, the cylinder in the lock is flooded with the protective gas atmosphere.

Um die Einheit / den Zylinder gegen den Verlust von Schutzgas oder gegen sonstige Verunreinigungen oder Beeinträchtigungen zu schützen, kann ein Verschluss (umgangssprachlich: Deckel) auf dem Zylinder vorgesehen sein, der wahlweise entfernt oder aufgesetzt werden kann. Auf diese Weise ist der Zylinder vor weiteren Verunreinigungen geschützt und die in ihm befindliche Schutzgas-Atmosphäre bleibt erhalten.In order to protect the unit / cylinder against the loss of protective gas or against other impurities or impairments, a closure (colloquially: cover) can be provided on the cylinder, which can either be removed or put on. In this way, the cylinder is protected from further contamination and the protective gas atmosphere in it is preserved.

Bisher unbekannte Möglichkeiten eröffnen sich, wenn das in die Prozesskammer eingebrachte Werkzeug Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels aufweist. Mithilfe derartiger Messmittel kann zum Beispiel die Optik in einer Laser-Sinter-Anlage überwacht werden, ohne die Prozesskammer zu öffnen. Dabei ist denkbar, v.a. bei größeren Bauteilen, dass eine Korrektur oder Neujustierung, z.B. des Lasers, zwischen zwei Bauprozessen vorgenommen wird.Hitherto unknown possibilities open up if the tool introduced into the process chamber has means for measuring an electromagnetic beam. With the help of such measuring devices, for example, the optics in a laser sintering system can be monitored without opening the process chamber. It is conceivable, especially in the case of larger components, a correction or readjustment, e.g. of the laser, is carried out between two construction processes.

Dabei können die Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels über drahtlose Mittel zur Energieversorgung verfügen. In einem solchen Fall müssen insbesondere keine Stromkabel in die Prozesskammer mitgeführt werden.The means for measuring an electromagnetic beam can have wireless means for supplying energy. In such a case, in particular, no power cables have to be carried into the process chamber.

Für die drahtlose Energieübertragung können die üblichen Methoden verwendet werden, insbesondere eine induktive Kopplung, insbesondere eine resonante induktive Kopplung, eine kapazitive Kopplung oder ein Laserstrahl, dessen Lichtleistung mithilfe einer Fotozelle an den Mitteln zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels in Strom umgewandelt wird.The usual methods can be used for wireless energy transmission, in particular an inductive coupling, in particular a resonant inductive coupling, a capacitive coupling or a laser beam whose light output is converted into electricity with the help of a photocell on the means for measuring an electromagnetic beam.

Als Alternative zu einer drahtlosen Energieversorgung bietet sich das Andocken an eine in der Prozesskammer - oder deren Nähe - vorhandene Schnittstelle oder das Mitführen einer Energiequelle, etwa einer Batterie, an.As an alternative to a wireless energy supply, docking to an interface that is present in the process chamber - or its vicinity - or carrying an energy source, such as a battery, is recommended.

In einer ersten Variante können die Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels derart ausgebildet sein, dass sie die Strahlungsleistung messen können. Wird beispielsweise ein Abfall der Strahlungsleistung gemessen, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass Linsen oder sonstige Glasplatten verschmutzt sind. Wird dies festgestellt, kann anschließend mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Reinigungswerkzeug und ein Reinigungsmittel in die Prozesskammer gebracht werden, um die Linsen oder Glasplatten wieder zu reinigen.In a first variant, the means for measuring an electromagnetic beam can be designed such that they can measure the radiation power. If, for example, a drop in the radiation power is measured, this can be an indication that lenses or other glass plates are dirty. If this is determined, a cleaning tool and a cleaning agent can then be brought into the process chamber using the method according to the invention in order to clean the lenses or glass plates again.

Für die Vermessung der Strahlungsleistung können die üblichen Komponenten, wie etwa eine Photodiode, eingesetzt werden.The usual components, such as a photodiode, can be used to measure the radiation power.

In einer Weiterentwicklung können die Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels derart ausgebildet sein, dass sie die räumliche Verteilung der Strahlungsleistung messen können.In a further development, the means for measuring an electromagnetic beam can be designed such that they can measure the spatial distribution of the radiation power.

Auf diese Weise kann beispielsweise der Fokus oder die Kaustik des für die additive Fertigung verwendeten Strahls, zum Beispiel eines Laserstrahls, etwa eines Infrarot-Lasers, vermessen werden. Dabei kann auch die grundsätzlich in solchen Anlagen vorhandene Möglichkeit, den Träger in der Höhe zu verstellen, genutzt werden. Auf diese Weise kann der Fokus in verschiedenen Ebenen vermessen werden. Es kann so überprüft werden, ob eine Dejustierung der Optik stattgefunden hat. Denkbar ist auch, dass mithilfe einer solchen Komponente eine erneute Justierung des elektromagnetischen Strahls durchgeführt werden kann - automatisch oder gesteuert durch eine Person.In this way, for example, the focus or the caustic of the beam used for additive manufacturing, for example a laser beam, such as an infrared laser, can be measured. The possibility of adjusting the height of the carrier, which is basically available in such systems, can also be used. In this way, the focus can be measured in different planes. It can thus be checked whether the optics have been misaligned. It is also conceivable that the electromagnetic beam can be readjusted with the help of such a component - automatically or controlled by a person.

Für die Vermessung der räumlichen Verteilung der Strahlungsleistung können die üblichen Komponenten, wie etwa eine CCD, ein Kamerachip o.ä., eingesetzt werden. The usual components such as a CCD, a camera chip or the like can be used to measure the spatial distribution of the radiation power.

Es können zum Vermessen der räumlichen Verteilung der Strahlungsleistung aber auch Scanfeld-Korrektur-Mittel in die Prozesskammer eingebracht werden. Ein typisches Scanfeld-Korrektur-Mittel wäre die bekannte Scanfeld-Korrektur-Platte, wie sie etwa in WO 2018/153687 A1 beschrieben ist. Im Rahmen der Erfindung können diese in die Prozesskammer eingebracht werden, ohne die Prozesskammer öffnen zu müssen.In order to measure the spatial distribution of the radiation power, however, scanning field correction means can also be introduced into the process chamber. A typical scan field correction means would be the known scan field correction plate, such as that shown in FIG WO 2018/153687 A1 is described. In the context of the invention, these can be introduced into the process chamber without having to open the process chamber.

Um die Messergebnisse aus der Prozesskammer heraus nach außen übermitteln zu können, können die Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels Mittel zur drahtlosen Datenübertragung aufweisen.In order to be able to transmit the measurement results to the outside from the process chamber, the means for measuring an electromagnetic beam can have means for wireless data transmission.

Als Mittel zur drahtlosen Datenübertragung kommen die üblichen Mittel in Betracht, etwa eine Bluetooth- oder WLAN-Verbindung, eine Kommunikation mittels NFC oder Ähnlichem. Zu diesem Zweck können die Mittel zum Vermessen gegebenenfalls eine Energieversorgung, etwa eine Batterie, mitführen, sofern sie nicht drahtlos mit Energie versorgt werden.The usual means come into consideration as means for wireless data transmission, for example a Bluetooth or WLAN connection, communication by means of NFC or the like. For this purpose, the means for measuring can optionally carry an energy supply, for example a battery, provided they are not supplied with energy wirelessly.

Dies ermöglicht die Auswertung der gemessenen Eigenschaften des elektromagnetischen Strahls in Echtzeit, ohne dass mechanische Probleme durch Kabel entstehen.This enables the measured properties of the electromagnetic beam to be evaluated in real time without mechanical problems caused by cables.

Als Alternative zu einer drahtlosen Datenübertragung bietet sich das Andocken an eine in der Prozesskammer - oder deren Nähe - vorhandene Schnittstelle an.As an alternative to wireless data transmission, docking to an interface in or near the process chamber is an option.

Zur weiteren Überwachung und Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft der Anlage kann das in die Prozesskammer eingebrachte Werkzeug Mittel zum Messen der Temperatur, der Strömung, des Sauerstoff-Gehalts oder der Feuchtigkeit von Gasen aufweisen.To further monitor and maintain the operational readiness of the system, the tool introduced into the process chamber can have means for measuring the temperature, the flow, the oxygen content or the humidity of gases.

Die Mittel zum Messen der Temperatur können die üblichen elektronischen oder sichtbaren Thermometer sein.The means for measuring the temperature can be the usual electronic or visible thermometers.

In der Prozesskammer wird während des Aufbauprozesses eine Schutzgas-Strömung geführt, um den gegebenenfalls entstehenden Schmauch, Rauch oder Ruß zu entfernen. Mithilfe der erfindungsgemäß in die Prozesskammer eingebrachten Mittel zum Messen der Strömung von Gasen kann diese Schutzgas-Strömung überprüft werden. Die Mittel zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit, als ein Beispiel physikalischer Größen von Fluidströmungen, können die üblichen sein, wie etwa ein Hitzdraht-Anemometer, ein Flügelrad-Anemometer, ein Schalen-Anemometer, ein Staudruck-Anemometer oder ein Laser-Doppler-Anemometer. Ein Laser-Doppler-Anemometer ermöglicht dabei - im Gegensatz zu den anderen in der Aufzählung aufgeführten Anemometern - die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit ohne Strömungsbeeinflussung.A protective gas flow is conducted in the process chamber during the build-up process in order to remove any smoke, smoke or soot that may arise. With the aid of the means for measuring the flow of gases introduced into the process chamber according to the invention, this protective gas flow can be checked. The means for measuring the flow velocity, as an example of physical quantities of fluid flows, can be the usual ones, such as a hot wire anemometer, a vane anemometer, a cup anemometer, a dynamic pressure anemometer or a laser Doppler anemometer. In contrast to the other anemometers listed, a laser Doppler anemometer enables the flow velocity to be determined without influencing the flow.

In einer Weiterentwicklung der Anlage kann das in die Prozesskammer eingebrachte Werkzeug ein Roboter oder Roboterarm sein. Mithilfe eines solchen Roboters können Wartungsarbeiten vorgenommen werden. Der Roboter kann auch zusammen mit Werkzeug und Ersatzteilen in die Prozesskammer verfahren werden. Er kann dann Reinigungsarbeiten, Vermessungen oder den Austausch von Ersatzteilen vornehmen.In a further development of the system, the tool introduced into the process chamber can be a robot or a robot arm. Maintenance work can be carried out with the aid of such a robot. The robot can also be moved into the process chamber together with tools and spare parts. He can then carry out cleaning work, measurements or the exchange of spare parts.

Damit der Roboter von außerhalb der Prozesskammer gesteuert werden kann, wenn er sich in der Prozesskammer befindet, um die nötigen Arbeiten durchzuführen, kann der Roboter über drahtlose Mittel zum Austausch von Daten und Steuerbefehlen verfügen.So that the robot can be controlled from outside the process chamber when it is in the process chamber in order to carry out the necessary work, the robot can have wireless means for exchanging data and control commands.

Die drahtlosen Mittel zum Austausch von Daten und Steuerbefehlen können wiederum die üblichen Mittel sein, etwa Bluetooth, WLAN oder NFC. Auch der Roboter kann zu diesem Zweck eine eigenständige Energieversorgung, etwa eine Batterie, mit sich führen.The wireless means for exchanging data and control commands can in turn be the usual means, such as Bluetooth, WLAN or NFC. The robot can also carry its own energy supply, such as a battery, with it for this purpose.

Die Energie kann aber auch drahtlos auf den Roboter übertragen werden.The energy can also be transmitted wirelessly to the robot.

Schließlich kann der Roboter über eine Steuerung verfügen, die es erlaubt, mithilfe des Roboters autonom Arbeiten zum Aufrechterhalten der Betriebsbereitschaft der Anlage auszuführen. Mit einem solcherart ertüchtigen Roboter lassen sich Reinigungs- und Messarbeiten automatisiert oder teilautomatisiert durchführen.Finally, the robot can have a controller that allows the robot to carry out work autonomously to maintain the operational readiness of the system. With such a capable robot, cleaning and measuring work can be carried out automatically or partially.

Wenn der Servicezylinder an der für die Arbeit vorgesehenen Position angekommen ist, können Medienanschlüsse manuell und / oder automatisch angeschlossen werden. Medien, z.B. Schutzgas, Wasser, Isopropanol o. ä., können alternativ auch im Servicezylinder mit eigenem Speicher bevorratet und mitgeführt werden.When the service cylinder has arrived at the position intended for the work, media connections can be connected manually and / or automatically. Media, e.g. Inert gas, water, isopropanol or similar can alternatively also be stored and carried in the service cylinder with its own memory.

Eine umfassend ausgebaute Anlage kann über Parkpositionen für eine Mehrzahl von Trägern und / oder Einheiten aus Trägern und Wänden, also Zylinder, verfügen. Diese Träger können sowohl bereits bestückt als auch unbestückt sein. Die Bau-Zylinder, die zum Aufbauen von Werkstücken verwendet werden, haben dabei typischerweise die gleichen räumlichen Abmessungen wie die Service-Zylinder, die zum Einbringen von Werkzeugen und Ersatzteilen verwendet werden. Die Parkpositionen sind dann Parkpositionen für Bau-Zylinder und Service-Zylinder gleichermaßen. Die Parkpositionen können in die Anlage integriert sein oder sich an diese anschließen.A fully developed system can have parking positions for a plurality of beams and / or units made up of beams and walls, that is to say cylinders. These carriers can either be already equipped or not. The building cylinders, which are used to assemble workpieces, typically have the same spatial dimensions as the service cylinders, which are used to bring in tools and spare parts. The parking positions are then equally parking positions for construction cylinders and service cylinders. The parking positions can be integrated into the system or can be connected to it.

Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.Further details and features emerge from the following description of preferred exemplary embodiments in conjunction with the figures. The respective features can be implemented individually or in combination with one another. The possibilities for solving the problem are not restricted to the exemplary embodiments.

Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt:

  • 1 eine Anlage für die additive Fertigung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Servicezylinders zum Einbringen von Reinigungswerkzeugen und -mitteln;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Servicezylinders zum Einbringen eines Roboters;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Servicezylinders zum Einbringen einer Einrichtung zum Versprühen von Isopropanol und eines Scheibenwischers;
  • 5 eine schematische Darstellung eines Servicezylinders zum Einbringen von Mitteln zum Vermessen der Leistung und der räumlichen Verteilung von elektromagnetischer Strahlung;
  • 6 eine schematische Darstellung eines Servicezylinders zum Einbringen einer Sca nfeld-Korrektu r-Platte;
  • 7 eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Anlagen für die additive Fertigung gemäß 1 mit einer Parkpositionen für eine Mehrzahl von Zylindern.
The exemplary embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numbers in the individual figures designate elements that are the same or functionally the same or correspond to one another with regard to their functions. In detail shows:
  • 1 a facility for additive manufacturing;
  • 2 a schematic representation of a service cylinder for introducing cleaning tools and agents;
  • 3 a schematic representation of a service cylinder for introducing a robot;
  • 4th a schematic representation of a service cylinder for introducing a device for spraying isopropanol and a windshield wiper;
  • 5 a schematic representation of a service cylinder for introducing means for measuring the power and the spatial distribution of electromagnetic radiation;
  • 6th a schematic representation of a service cylinder for introducing a scan field correction plate;
  • 7th an arrangement with a plurality of systems for additive manufacturing according to 1 with one parking position for a plurality of cylinders.

1 zeigt eine Anlage 100 zur additiven Fertigung mit einer optischen Bank 110 und einer Prozesskammer 120. An die Prozesskammer 120 kann ein Bau- bzw. Servicezylinder 130 angeschlossen werden. Der Anschluss erfolgt über eine Öffnung in der Prozesskammer 120, die durch eine Verschlusseinheit 140 abgeschlossen werden kann. Die Verschlusseinheit 140 kann zur Seite verfahren werden. 1 shows a plant 100 for additive manufacturing with an optical bench 110 and a process chamber 120 . To the process chamber 120 can be a construction or service cylinder 130 connected. The connection is made via an opening in the process chamber 120 through a locking unit 140 can be completed. The locking unit 140 can be moved to the side.

Der Bau- bzw. Servicezylinder 130 besteht aus einem Träger 170 und Wänden 160. Der Träger 170 kann durch ein Linearsystem in vertikaler Richtung bewegt werden. The construction or service cylinder 130 consists of a carrier 170 and walls 160 . The carrier 170 can be moved in the vertical direction by a linear system.

Dazu verfügt das Linearsystem über ein Hubsystem 180 und eine Hubstange 190, die den Träger 170 bewegt.The linear system has a lifting system for this purpose 180 and a lifting rod 190 who have favourited the carrier 170 emotional.

Vor der Anlage 100 befindet sich eine Rahmenstruktur 195 mit Fördereinrichtungen zum Austausch von Zylindern 130, z.B. zum Austausch eines Bauzylinders nach einem abgeschlossenen Bauvorgang oder für den Einsatz eines Servicezylinders zur Aufrechterhaltung und Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft der Anlage 100. Die Zylinder 130 werden dabei in dieser Ausführungsform von der Fördereinrichtung der Rahmenstruktur 195 von einer Bauposition direkt unterhalb der Anlage 100 in eine Wechselposition neben der Anlage 100 verfahren.In front of the plant 100 there is a frame structure 195 with conveyors for exchanging cylinders 130 , e.g. to replace a construction cylinder after a completed construction process or for the use of a service cylinder to maintain and restore the operational readiness of the system 100 . The cylinders 130 are in this embodiment of the conveyor of the frame structure 195 from a construction position directly below the system 100 in a change position next to the system 100 proceed.

Durch die Möglichkeit, die Betriebsbereitschaft der Anlage 100 mithilfe eines Servicezylinders 130 aufrecht zu erhalten bzw. wiederherzustellen, werden keine weiteren Zugänge zur Prozesskammer 120 benötigt. Insbesondere entfällt die Notwendigkeit für eine Tür, über die Mittel zum Aufrechterhalten oder Wiederherstellen der Betriebsbereitschaft der Anlage 100 eingebracht werden.By the possibility of the operational readiness of the plant 100 using a service cylinder 130 to maintain or restore, there are no further accesses to the process chamber 120 needed. In particular, there is no need for a door via the means for maintaining or restoring the operational readiness of the system 100 be introduced.

2 zeigt einen Träger 200 in einem Servicezylinder 205 mit Wänden 210 sowie einem Deckel 220. Diese bilden zusammen einen Servicezylinder 205 mit Deckel 220. Der in 2 gezeigte Servicezylinder 205 dient dazu, Reinigungsmittel und - werkzeuge 230 in die Prozesskammer einzubringen. Beispielhaft gezeigt sind als Reinigungsmittel 230 eine Flasche zum Versprühen einer Reinigungsflüssigkeit, zum Beispiel Isopropanol. Ferner sind gezeigt Reinigungstücher und ein Pinsel. Auf der Trägerplatte 200 sind Halterungen 240 zur Transportsicherung der Reinigungswerkzeuge und Reinigungsmittel 230 vorgesehen. 2 shows a carrier 200 in a service cylinder 205 with walls 210 and a lid 220 . Together these form a service cylinder 205 with lid 220 . The in 2 shown service cylinder 205 serves to bring cleaning agents and tools 230 into the process chamber. Examples are shown as cleaning agents 230 a bottle for spraying a cleaning liquid, for example isopropanol. Cleaning cloths and a brush are also shown. On the carrier plate 200 are mounts 240 to secure the cleaning tools and cleaning agents during transport 230 intended.

Der Deckel 220 dichtet den Servicezylinder 205 ab. Er wird beim Anschließen des Servicezylinders 205 an eine Prozesskammer 120 einer Anlage 100 von einer Deckelpositionieranordnung zur Seite verschoben. Ähnlich wird mit der Verschlusseinheit 140 verfahren. Auf diese Weise kann der Servicezylinder vor seinem Einsatz in einer Anlage 100 mit Schutzgas befüllt werden.The lid 220 seals the service cylinder 205 from. It is used when connecting the service cylinder 205 to a process chamber 120 a plant 100 moved to the side by a lid positioning assembly. It is similar with the locking unit 140 proceed. In this way, the service cylinder can be used in a system 100 be filled with protective gas.

3 zeigt einen Servicezylinder 305 mit einer Trägerplatte 300, einem Deckel 320 und Wänden 310. Der Servicezylinder 305 ist bestückt mit einem Roboter 350, der in die Prozesskammer eingebracht wird. Beispielhaft ist der Roboter 350 mit einem Scheibenwischer 355 als Werkzeug ausgestattet. 3 shows a service cylinder 305 with a carrier plate 300 , a lid 320 and walls 310 . The service cylinder 305 is equipped with a robot 350 which is introduced into the process chamber. The robot is exemplary 350 with a wiper 355 equipped as a tool.

4 zeigt einen Servicezylinder 405 mit einer Trägerplatte 400, einem Deckel 420 und Wänden 410. Der in 4 beispielhaft gezeigte Servicezylinder 405 dient dazu, ein Reinigungsmittel, im gezeigten Beispiel Isopropanol in einer Sprühflasche 460, zusammen mit einem Werkzeug, im gezeigten Beispiel einem Scheibenwischer 465, in die Prozesskammer einzubringen. Dort kann mithilfe dieser beiden Werkzeuge bzw. Mittel durch Eingriff in (nicht gezeigte) Handschuhe eine Reinigung zum Beispiel von optischen Komponenten durchgeführt werden. 4th shows a service cylinder 405 with a carrier plate 400 , a lid 420 and walls 410 . The in 4th service cylinder shown as an example 405 is used to put a cleaning agent, in the example shown, isopropanol in a spray bottle 460 , together with a tool, in the example shown a windshield wiper 465 to be introduced into the process chamber. With the aid of these two tools or means, cleaning of, for example, optical components can be carried out by engaging in gloves (not shown).

5 zeigt einen Servicezylinder 505 mit einer Trägerplatte 500, Wänden 510 und einem Deckel 520. Der in 5 beispielhaft gezeigte Servicezylinder 505 dient dazu, Mittel zum Messen von elektromagnetischer Strahlung in die Prozesskammer einzubringen. Beispielhaft sind in 5 gezeigt ein Mittel 575 zum Messen der Leistung eines elektromagnetischen Strahls sowie Mittel 570 zur räumlich aufgelösten Messung der Leistungsverteilung eines elektromagnetischen Strahls. 5 shows a service cylinder 505 with a carrier plate 500 , Walls 510 and a lid 520 . The in 5 service cylinder shown as an example 505 serves to provide means for measuring electromagnetic radiation in the Bring process chamber. Examples are in 5 shown a means 575 for measuring the power of an electromagnetic beam and means 570 for spatially resolved measurement of the power distribution of an electromagnetic beam.

6 zeigt wiederum einen Servicezylinder 605 mit einer Trägerplatte 600, einem Deckel 620 und Wänden 610. Der in 6 beispielhaft gezeigte Servicezylinder 605 dient dazu, eine Scanfeld-Korrektur-Platte 680 in die Prozesskammer einzubringen. Die in den Figuren gezeigten Beispiele für Servicezylinder und ihre Inhalte sind nur ein Ausschnitt aus der Fülle der Möglichkeiten, die durch die vorgeschlagenen Wechsel-Träger und Servicezylinder eröffnet werden. 6th again shows a service cylinder 605 with a carrier plate 600 , a lid 620 and walls 610 . The in 6th service cylinder shown as an example 605 serves to use a scan field correction plate 680 to be introduced into the process chamber. The examples of service cylinders and their contents shown in the figures are only a part of the abundance of possibilities that are opened up by the proposed change carriers and service cylinders.

7 zeigt eine Mehrzahl von Anlagen 100, die nebeneinander angeordnet sind, und einen Pool von Zylindern, der sowohl Servicezylinder 710 als auch Bauzylinder 720 umfasst. Die Zylinder 710 und 720 befinden sich dabei in einer Parkposition in einer Rahmenstruktur 730. Die Rahmenstruktur 730 weist dafür Halterungen auf, mit denen die Servicezylinder 710 und die Bauzylinder 720 aufgenommen und dort - z.B. bis zum nächsten Einsatz in einer Anlage 100 - gelagert werden können. 7 zeigt (schematisch) ferner eine Transporteinrichtung 740, mit der die Zylinder 710, 720 von den Parkpositionen zu den Anlagen 100 zur additiven Fertigung verfahren werden können. 7th shows a plurality of plants 100 that are arranged side by side, and a pool of cylinders that are both service cylinders 710 as well as building cylinders 720 includes. The cylinders 710 and 720 are in a parking position in a frame structure 730 . The frame structure 730 has brackets with which the service cylinder 710 and the building cylinders 720 recorded and there - e.g. until the next use in a system 100 - can be stored. 7th shows (schematically) also a transport device 740 with which the cylinder 710 , 720 from the parking positions to the systems 100 can be used for additive manufacturing.

Die Parkstation kann auch dazu genutzt werden, um fertiggestellte Werkstücke aus Bauzylindern 720 zu entnehmen, entleerte Bauzylinder mit Pulver zu füllen oder Servicezylinder mit neuen Reinigungsmaterialien oder Messwerkzeugen auszustatten oder zu bestücken.The parking station can also be used to remove finished workpieces from building cylinders 720 to remove, to fill empty building cylinders with powder or to equip or equip service cylinders with new cleaning materials or measuring tools.

Die Anlagen 100 können parallel betrieben und mit den Zylindern 710, 720 des Pools in beliebiger Reihenfolge bestückt werden. Auf diese Weise können z.B. zwei der drei gezeigten Anlagen 100 ein Bauteil fertigen, während die dritte Anlage 100 mithilfe eines Servicezylinders 710 gewartet wird. Ein einzelner Servicezylinder kann demnach genutzt werden, um die Betriebsbereitschaft mehrerer Anlagen 100 aufrecht zu erhalten bzw. wiederherzustellen.The facilities 100 can be operated in parallel and with the cylinders 710 , 720 of the pool can be filled in any order. In this way, for example, two of the three systems shown 100 manufacture one component while the third system 100 using a service cylinder 710 is being serviced. A single service cylinder can therefore be used to ensure the operational readiness of several systems 100 to maintain or restore.

Glossarglossary

BetriebsbereitschaftOperational readiness

Unter Betriebsbereitschaft wird ein Zustand einer Anlage verstanden, in dem die Anlage ihren vorgesehenen Zweck erfüllen kann. Bei einer Anlage zur additiven Fertigung wäre dies beispielsweise ein Zustand, in dem mit der additiven Fertigung eines Werkstücks unmittelbar begonnen werden kann. Dies beinhaltet das Erreichen des gewünschten reproduzierbaren Qualitätslevels der Bauteilqualität durch u.a. eine ausreichende Reinheit und Justage der Anlage. Zu den Maßnahmen zum Aufrechterhalten der Betriebsbereitschaft zählen neben dem Reparieren, dem Warten und dem Justieren auch das Reinigen sowie das Re-Kalibrieren prozessrelevanter Sensorik in der Prozesskammer, beispielsweise von Strömungs- oder Temperatur-Sensoren oder Prozessüberwachungssystemen.Operational readiness is understood to mean a state of a system in which the system can fulfill its intended purpose. In the case of a system for additive manufacturing, for example, this would be a state in which the additive manufacturing of a workpiece can be started immediately. This includes achieving the desired reproducible quality level of the component quality through, among other things, adequate purity and adjustment of the system. The measures to maintain operational readiness include repair, maintenance and adjustment as well as cleaning and recalibrating process-relevant sensors in the process chamber, for example flow or temperature sensors or process monitoring systems.

Ersatzteilespare Parts

Im Sinne dieser Erfindung wird unter einem Ersatzteil nicht nur ein Ersatzteil im üblichen Sinne verstanden, sondern zum Beispiel auch Verbrauchsmaterial.For the purposes of this invention, a spare part is understood to mean not only a spare part in the usual sense, but also, for example, consumables.

granularer Rohstoffgranular raw material

Zu den granularen Rohstoffen zählen insbesondere Pulver für pulverbettbasiertes Schmelzen und Sinterpulver, wobei der Energieeintrag für das Schmelzen oder Sintern durch elektromagnetische Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, oder durch Elektronenstrahlen erfolgen kann. Ferner zählen zu den granularen Rohstoffen Kunststoffgranulate für einen Freistrahl-Bindemittelauftrag oder ähnliches.The granular raw materials include, in particular, powder for powder-bed-based melting and sintering powder, it being possible for the energy input for melting or sintering to be effected by electromagnetic radiation, in particular infrared radiation, or by electron beams. The granular raw materials also include plastic granulates for free-jet binding agent application or the like.

ProzesskammerProcess chamber

Als Prozesskammer wird der Hohlraum bezeichnet, in dem der generative Fertigungsprozess abläuft. Die Prozesskammer dient u.a. der Aufrechterhaltung der Schutzgasatmosphäre und der Einbringung der elektromagnetischen Wellen. An der Oberfläche des granularen Rohstoffs und damit am unteren Ende der Prozesskammer findet die selektive Verfestigung und damit der schichtweise Aufbau eines Werkstücks statt. An dieser Stelle befindet sich die für den Träger in der Prozesskammer vorbestimmte Öffnung.The process chamber is the cavity in which the generative manufacturing process takes place. The process chamber serves, among other things the maintenance of the protective gas atmosphere and the introduction of electromagnetic waves. On the surface of the granular raw material and thus at the lower end of the process chamber, the selective solidification and thus the layered build-up of a workpiece takes place. The opening predetermined for the carrier in the process chamber is located at this point.

RoboterarmRobotic arm

Ein Roboterarm ist eine mehrachsige mechatronische Bewegungseinheit mit einem Werkzeug oder einer Greifvorrichtung an seinem freien bzw. beweglichen Ende. Ein Roboterarm kann ein vollautomatisch arbeitender z.B. 6-Achser mit Greifvorrichtung sein, aber auch - auf der weniger aufwändigen Seite - eine mehrachsige mechatronische Bewegungseinheit, die von einem Menschen von außerhalb der Prozesskammer gesteuert werden muss.A robot arm is a multi-axis mechatronic movement unit with a tool or a gripping device at its free or movable end. A robot arm can be a fully automatic e.g. 6-axis machine with gripping device, but also - on the less complex side - a multi-axis mechatronic movement unit that has to be controlled by a person from outside the process chamber.

Schleuselock

Eine Schleuse ist ein Raum, der zwischen zwei Räumen existiert und die spezifischen Zustände beider Räume annehmen kann.A lock is a space that exists between two spaces and can take on the specific states of both spaces.

Trägercarrier

In der additiven Fertigung trägt ein Träger typischerweise den granularen Rohstoff beim Herstellen eines Objektes. Alternativ oder zusätzlich kann auf dem Träger auch ein Bau-Träger (Substratplatte) montiert werden, wobei erst auf dem Bau-Träger ein granulärer Rohstoff zum Herstellen eines Objektes aufgebracht wird. Der Träger kann mit einem Bau- oder Wechselzylinder verbunden werden. Der Träger kann Dichtungen zu den Wänden des Zylinders aufweisen Erfindungsgemäß kann der Träger auch unterschiedliche Werkzeuge oder Ersatzteile in die Prozesskammer transportieren. Ferner kann der Träger Kopplungsstellen für die Transporteinrichtung aufweisen.In additive manufacturing, a carrier typically carries the granular raw material when manufacturing an object. As an alternative or in addition, a building carrier (substrate plate) can also be mounted on the carrier, a granular raw material for producing an object being applied to the building carrier. The carrier can be connected to a construction or exchangeable cylinder. The carrier can have seals on the walls of the cylinder. According to the invention, the carrier can also transport different tools or spare parts into the process chamber. Furthermore, the carrier can have coupling points for the transport device.

WerkstückerzeugungssektionWorkpiece production section

Unter der Werkstückerzeugungssektion einer Anlage zur additiven Fertigung werden die zentralen Komponenten für den Bau eines Werkstücks verstanden. Dazu zählt unter anderem die Optik und die Lichterzeugung, falls dieses zur Verfestigung dient, ein Träger für das Werkstück, die Prozesskammer, die Zufuhr für den granularen Rohstoff etc.The workpiece production section of a system for additive manufacturing is understood to mean the central components for the construction of a workpiece. This includes optics and light generation, if this is used for solidification, a carrier for the workpiece, the process chamber, the feed for the granular raw material, etc.

WerkzeugTool

Unter Werkzeug wird im vorliegenden Fall nicht nur ein Werkzeug gemäß dem üblichen Verständnis von Werkzeug verstanden, sondern auch Messinstrumente, Reinigungsgerätschaften oder -mittel, Gegenstände, die zur Wartung benötigt werden, o. ä.In the present case, a tool is not only understood to mean a tool according to the usual understanding of tool, but also measuring instruments, cleaning equipment or means, objects that are required for maintenance, or the like.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
Anlage zur additiven FertigungPlant for additive manufacturing
110110
optische Bankoptical bench
120120
ProzesskammerProcess chamber
130130
Bau- / ServicezylinderConstruction / service cylinder
140140
VerschlusseinheitLocking unit
160160
Wändewalls
170170
Trägercarrier
180180
HubsystemLifting system
190190
HubstangeLifting rod
195195
Rahmenstruktur zum Austausch von Zylindern Frame structure for exchanging cylinders
200200
Trägercarrier
205205
ServicezylinderService cylinder
210210
Wändewalls
220220
Deckelcover
230230
Reinigungsmittel und -werkzeugeDetergents and tools
240240
Halterungen, Transportsicherungen Brackets, transport locks
300300
Trägercarrier
305305
ServicezylinderService cylinder
310310
Wändewalls
320320
Deckelcover
350350
RoboterarmRobotic arm
355355
Scheibenwischer windshield wipers
400400
Trägercarrier
405405
ServicezylinderService cylinder
410410
Wändewalls
420420
Deckelcover
460460
Sprühflaschespray bottle
465465
Scheibenwischer windshield wipers
500500
Trägercarrier
505505
ServicezylinderService cylinder
510510
Wändewalls
520520
Deckelcover
570570
Räumlich auflösendes MessgerätSpatially resolving measuring device
575575
Leistungsmessgerät Power meter
600600
Trägercarrier
605605
ServicezylinderService cylinder
610610
Wändewalls
620620
Deckelcover
680680
Scanfeld-Korrektur-Platte Scan field correction plate
710710
Servicezylinder in einer ParkpositionService cylinder in a parking position
720720
Bauzylinder in einer ParkpositionConstruction cylinder in a parking position
730730
Parkstation zur Aufnahme und Lagerung von ZylindernParking station for holding and storing cylinders
740740
TransporteinrichtungTransport device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • EP 1793979 B1 [0004]EP 1793979 B1 [0004]
  • DE 202014009347 U1 [0017]DE 202014009347 U1 [0017]
  • WO 2018/153687 A1 [0042]WO 2018/153687 A1 [0042]

Claims (25)

Verfahren zum Aufrechterhalten oder Wiederherstellen der Betriebsbereitschaft einer Anlage (100), 1.1 wobei die Anlage (100) Folgendes aufweist: 1.1.1 eine Werkstückerzeugungssektion zur Herstellung eines Werkstücks durch selektives Verfestigen einer Schicht aus einem granularen Rohstoff; 1.1.2 eine Prozesskammer (120); 1.1.3 einen Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) zur Aufnahme des granularen Rohstoffs sowie eines durch ein generatives Schichtaufbauverfahren aus dem granularen Rohstoff hergestellten Werkstücks; 1.1.4 wobei der Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) und die Prozesskammer (120) mit zunehmender Bauhöhe des auf dem Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) erzeugten Werkstücks relativ zueinander verfahrbar sind; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: 1.2 ein Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) wird mit mindestens einem Werkzeug (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) oder Ersatzteil bestückt; 1.2.1 wobei die Bestückung außerhalb der Prozesskammer (120) durchgeführt wird; 1.3 der bestückte Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) wird über eine für den Träger in der Prozesskammer vorbestimmte Öffnung an eine vorbestimmte Position an der Prozesskammer (120) verfahren; und 1.4 mithilfe des mindestens einen Werkzeugs (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) oder Ersatzteils wird die Betriebsbereitschaft der Anlage (100) aufrecht erhalten oder wiederhergestellt.Procedure for maintaining or restoring the operational readiness of a system (100), 1.1 where the system (100) has the following: 1.1.1 a workpiece producing section for producing a workpiece by selectively solidifying a layer of a granular raw material; 1.1.2 a process chamber (120); 1.1.3 a carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) for receiving the granular raw material as well as a workpiece produced from the granular raw material by a generative layering process; 1.1.4 whereby the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) and the process chamber (120) can be moved relative to one another as the overall height of the workpiece produced on the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) increases are; the method comprising the following steps: 1.2 a carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) is equipped with at least one tool (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) or a spare part; 1.2.1 where the assembly is carried out outside the process chamber (120); 1.3 the equipped carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) is moved to a predetermined position on the process chamber (120) via an opening predetermined for the carrier in the process chamber; and 1.4 with the aid of the at least one tool (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) or spare part, the operational readiness of the system (100) is maintained or restored. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, 2.1 wobei die Anlage eine Transporteinrichtung (740) zum Verfahren des Trägers (170; 200; 300; 400; 500; 600) von einer Position außerhalb der Prozesskammer (120), in der der Träger bestückt werden kann, zu einer Position an der Prozesskammer, welche einer möglichen Position während des Bauprozesses entspricht, aufweist; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: 2.2 der bestückte Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) wird nach dem Bestücken mittels der Transporteinrichtung (740) an die vorbestimmte Position an der Prozesskammer (120) verfahren. Method according to the preceding claim, 2.1 wherein the system comprises a transport device (740) for moving the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) from a position outside the process chamber (120), in which the carrier can be equipped, to a position on the process chamber which corresponds to a possible position during the building process; the method comprising the steps of: 2.2 the loaded carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) is moved to the predetermined position on the process chamber (120) by means of the transport device (740) after loading. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der bestückte Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) zumindest teilweise durch eine Bewegung entgegen der Relativverschiebung während des Bauvorgangs an die für den Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) vorbestimmte Position in der Prozesskammer (120) verfahren wird.Method according to the preceding claim, characterized in that the equipped carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) at least partially by a movement against the relative displacement during the construction process to that for the carrier (170; 200; 300; 400 ; 500; 600) is moved to a predetermined position in the process chamber (120). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 4.1 dass der Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) von Wänden (160; 210; 310; 410; 510; 610) umgeben wird, innerhalb derer er seine Relativbewegung zur Prozesskammer (120) ausführt; 4.2 dass der Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) mit den Wänden zusammen eine Einheit bildet; und 4.3 dass der Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) zusammen mit den Wänden außerhalb der Prozesskammer (120) bestückt wird und anschließend in die Prozesskammer (120) eingebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that 4.1 that the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) is surrounded by walls (160; 210; 310; 410; 510; 610) within which it can move relative to one another executes to the process chamber (120); 4.2 that the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) forms a unit with the walls; and 4.3 that the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) is equipped together with the walls outside the process chamber (120) and is then introduced into the process chamber (120). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) ein Reinigungswerkzeug (355) und / oder ein Reinigungsmittel (460) zur Bestückung des Trägers (170; 200; 300; 400; 500; 600) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tool (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) is a cleaning tool (355) and / or a cleaning agent (460) for equipping the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) is used. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Reinigungsmittel (460) eine Einrichtung zum Versprühen einer Reinigungsflüssigkeit bereitgestellt wird.Method according to the preceding claim, characterized in that a device for spraying a cleaning liquid is provided as the cleaning agent (460). Anlage (100) für die additive Fertigung eines Werkstücks, wobei die Anlage (100) Folgendes aufweist: 7.1 eine Werkstückerzeugungssektion zur Herstellung des Werkstücks durch selektives Verfestigen einer Schicht aus einem granularen Rohstoff; 7.2 eine Prozesskammer (120); 7.3 einen Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) zur Aufnahme des granularen Rohstoffs sowie eines durch ein generatives Schichtaufbauverfahren aus dem granularen Rohstoff hergestellten Werkstücks; 7.4 wobei der Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) und die Prozesskammer (120) mit zunehmender Bauhöhe des auf dem Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) erzeugten Werkstücks relativ zueinander verschiebbar sind; 7.5 eine Einheit außerhalb der Prozesskammer (120) zum Bestücken eines Trägers (170; 200; 300; 400; 500; 600) mit mindestens einem Werkzeug (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) oder Ersatzteil; und 7.6 eine Transporteinrichtung (740) zum Bewegen des bestückten Trägers (170; 200; 300; 400; 500; 600) von einer Position außerhalb der Prozesskammer, in der der Träger bestückt werden kann, an eine vorbestimmte Position an der Prozesskammer (120), welche einer möglichen Position während des Bauprozesses entspricht.System (100) for additive manufacturing of a workpiece, the system (100) having the following: 7.1 a workpiece producing section for producing the workpiece by selectively solidifying a layer of a granular raw material; 7.2 a process chamber (120); 7.3 a carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) for receiving the granular raw material as well as a workpiece produced from the granular raw material by a generative layer structure process; 7.4 the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) and the process chamber (120) being displaceable relative to one another as the overall height of the workpiece produced on the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) increases; 7.5 a unit outside the process chamber (120) for equipping a carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) with at least one tool (230; 350; 355; 460, 465; 570, 575; 680) or a spare part; and 7.6 a transport device (740) for moving the equipped carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) from a position outside the process chamber, in which the carrier can be equipped, to a predetermined position on the process chamber (120), which corresponds to a possible position during the construction process. Anlage (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch 8.1 eine Schleuse für den Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600), 8.2 die der Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) auf seinem Weg von außerhalb der Prozesskammer (120) an die vorbestimmte Position an der Prozesskammer (120) durchlaufen kann; 8.3 wobei die Schleuse derart ausgebildet ist, dass sie die unter einer Schutzgas-Atmosphäre sich befindende Prozesskammer (120) gegen den Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre abschirmt.System (100) according to the preceding claim, characterized by 8.1 a lock for the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600), 8.2 that of the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) on its Can traverse away from outside the process chamber (120) to the predetermined position on the process chamber (120); 8.3 the lock is designed in such a way that it is exposed to a protective gas atmosphere located process chamber (120) shields against contact with the ambient atmosphere. Anlage (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, 9.1 dass jeder Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) von Wänden (160; 210; 310; 410; 510; 610) umgeben ist, innerhalb derer er während des Aufbaus eines Werkstücks eine Relativbewegung zur Prozesskammer (120) ausführt; 9.2 dass der Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) mit den Wänden zusammen eine Einheit bildet.Appendix (100) according to Claim 7 , characterized in that 9.1 that each carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) is surrounded by walls (160; 210; 310; 410; 510; 610), within which it has a relative movement to during the construction of a workpiece Executes process chamber (120); 9.2 that the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) forms a unit with the walls. Anlage (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch 10.1 eine Schleuse für die Einheit, 10.2 die die Einheit auf ihrem Weg von außerhalb der Prozesskammer (120) an die vorbestimmte Position an der Prozesskammer (120) durchlaufen kann; 10.3 wobei die Schleuse derart ausgebildet ist, dass sie die unter einer Schutzgas-Atmosphäre sich befindende Prozesskammer (120) gegen den Kontakt mit der Umgebungsatmosphäre abschirmt.System (100) according to the preceding claim, characterized by 10.1 a lock for the unit, 10.2 which the unit can pass through on its way from outside the process chamber (120) to the predetermined position on the process chamber (120); 10.3 the lock being designed in such a way that it shields the process chamber (120), which is located under a protective gas atmosphere, from contact with the surrounding atmosphere. Anlage (100) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verschluss (220; 320; 420; 520; 620) auf der Einheit, der wahlweise entfernt oder aufgesetzt werden kann.System (100) according to one of the two preceding claims, characterized by a closure (220; 320; 420; 520; 620) on the unit, which can optionally be removed or put on. Anlage (100) nach dem vorhergehenden, auf eine Anlage gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (570, 575) Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels aufweist.System (100) according to the preceding claims directed to a system, characterized in that the tool (570, 575) has means for measuring an electromagnetic beam. Anlage (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels über drahtlose Mittel zur Energieversorgung verfügen.System (100) according to the preceding claim, characterized in that the means for measuring an electromagnetic beam have wireless means for supplying energy. Anlage (100) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (575) zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels derart ausgebildet sind, dass sie die Strahlungsleistung messen können.System (100) according to one of the two preceding claims, characterized in that the means (575) for measuring an electromagnetic beam are designed in such a way that they can measure the radiation power. Anlage (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (570) zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels derart ausgebildet sind, dass sie die räumliche Verteilung der Strahlungsleistung messen können.Plant (100) according to one of the Claims 12 to 14th , characterized in that the means (570) for measuring an electromagnetic beam are designed such that they can measure the spatial distribution of the radiation power. Anlage (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vermessen der räumlichen Verteilung der Strahlungsleistung Scanfeld-Korrektur-Mittel (680) umfassen.System (100) according to the preceding claim, characterized in that the means for measuring the spatial distribution of the radiation power comprise scan field correction means (680). Anlage (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vermessen eines elektromagnetischen Strahlenbündels Mittel zur drahtlosen Datenübertragung aufweisen.Plant (100) according to one of the Claims 12 to 16 , characterized in that the means for measuring an electromagnetic beam have means for wireless data transmission. Anlage (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug Mittel zum Messen der Temperatur, der Strömung, des Sauerstoff-Gehalts oder der Feuchtigkeit von Gasen aufweist.Appendix (100) according to Claim 7 , characterized in that the tool has means for measuring the temperature, the flow, the oxygen content or the humidity of gases. Anlage (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Roboter (350) ist.Appendix (100) according to Claim 7 , characterized in that the tool is a robot (350). Anlage (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (350) über drahtlose Mittel zum Austausch von Daten und Steuerbefehlen verfügt.System (100) according to the preceding claim, characterized in that the robot (350) has wireless means for exchanging data and control commands. Anlage (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (350) über drahtlose Mittel zur Energieversorgung verfügt.System (100) according to the preceding claim, characterized in that the robot (350) has wireless means for power supply. Anlage (100) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (350) über eine Steuerung verfügt, die es erlaubt, mithilfe des Roboters autonom Arbeiten zum Aufrechterhalten der Betriebsbereitschaft der Anlage auszuführen.System (100) according to one of the two preceding claims, characterized in that the robot (350) has a controller which allows the robot to carry out work autonomously to maintain the operational readiness of the system. Anlage (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 22, gekennzeichnet durch Medienanschlüsse an der Prozesskammer (120), die mit einem Werkzeug (350; 460, 465; 570, 575; 680) verbunden werden können, das über den Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) in die Prozesskammer (120) eingebracht werden kann.Plant (100) according to one of the Claims 7 to 22nd , characterized by media connections to the process chamber (120), which can be connected to a tool (350; 460, 465; 570, 575; 680) that is in. via the carrier (170; 200; 300; 400; 500; 600) the process chamber (120) can be introduced. Anlage (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 23, gekennzeichnet durch Parkpositionen für eine Mehrzahl von Trägern (170; 200; 300; 400; 500; 600) und / oder Einheiten aus Trägern (170; 200; 300; 400; 500; 600) und Wänden.Plant (100) according to one of the Claims 7 to 23 , characterized by parking positions for a plurality of beams (170; 200; 300; 400; 500; 600) and / or units of beams (170; 200; 300; 400; 500; 600) and walls. Anordnung (700) mit einer Mehrzahl von Anlagen für die additive Fertigung eines Werkstücks nach einem der Ansprüche 7 bis 24, gekennzeichnet durch 25.1 Parkpositionen für eine Mehrzahl von Trägern (170; 200; 300; 400; 500; 600) und / oder Einheiten aus Trägern (170; 200; 300; 400; 500; 600) und Wänden; und durch 25.2 Transportmittel, die derart ausgelegt sind, dass sie Träger (170; 200; 300; 400; 500; 600) und / oder Einheiten aus Trägern (170; 200; 300; 400; 500; 600) und Wänden aus jeder Anlage zu den Parkpositionen transportieren können oder von den Parkpositionen zu jeder der Anlagen hin transportieren können.Arrangement (700) with a plurality of systems for additive manufacturing of a workpiece according to one of the Claims 7 to 24 , characterized by 25.1 parking positions for a plurality of beams (170; 200; 300; 400; 500; 600) and / or units of beams (170; 200; 300; 400; 500; 600) and walls; and by 25.2 means of transport which are designed in such a way that they contain supports (170; 200; 300; 400; 500; 600) and / or units of supports (170; 200; 300; 400; 500; 600) and walls from each installation to the parking positions can transport or can transport from the parking positions to each of the systems.
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