DE102019206207A1 - 3D PRINTING METHOD AND 3D PRINTING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Ein 3D-Druckverfahren umfasst Ablegen eines Modelliermaterials in Materiallagen; Verschmelzen des Modelliermaterials mit einem Energiestrahl entlang einer Schmelzbahn in der jeweiligen Materiallage; Erfassen eines lokalen Materialzustands des verschmolzenen Modelliermaterials mit einer Bildgebungseinrichtung entlang der Schmelzbahn, wobei die Bildgebungseinrichtung das verschmolzene Modelliermaterial dem Energiestrahl in der Schmelzbahn nachfolgend lokal entlang der Schmelzbahn erfasst; simultanes Analysieren des erfassten lokalen Materialzustands des verschmolzenen Modelliermaterials in der Schmelzbahn auf Qualitätsmängel mit einer Analyseeinrichtung; und erneutes Verschmelzen des Modelliermaterials mit dem Energiestrahl in der Schmelzbahn im Bereich des Qualitätsmangels, wenn ein Qualitätsmangel festgestellt wird.A 3D printing process includes depositing a modeling material in layers of material; Fusing the modeling material with an energy beam along a melting path in the respective material layer; Detecting a local material state of the fused modeling material with an imaging device along the melting path, wherein the imaging device detects the melted modeling material following the energy beam in the melting path locally along the melting path; simultaneous analysis of the detected local material condition of the fused modeling material in the melt path for quality defects with an analysis device; and remelting the modeling material with the energy beam in the melt path in the area of the quality defect if a quality defect is detected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein 3D-Druckverfahren und eine 3D-Druckvorrichtung.The present invention relates to a 3D printing method and a 3D printing apparatus.
Bei generativen bzw. additiven Fertigungsverfahren, auch allgemein als „3D-Druckverfahren“ bezeichnet, werden ausgehend von einem digitalisierten geometrischen Modell eines Objekts ein oder mehrere Ausgangsmaterialien sequentiell in Lagen übereinandergeschichtet und ausgehärtet. So wird beispielsweise beim Selektiven Laserschmelzen (SLM) ein Bauteil schichtweise aus einem Modelliermaterial, beispielsweise ein Kunststoff oder ein Metall, aufgebaut, indem das Modelliermaterial in Pulverform auf eine Unterlage aufgebracht wird und gezielt durch lokale Laserbestrahlung verflüssigt wird, wodurch sich nach Abkühlung ein festes, zusammenhängendes Bauteil ergibt. 3D-Drucken bietet außergewöhnliche Designfreiheit und erlaubt es unter anderem Objekte mit überschaubaren Aufwand herzustellen, welche mit herkömmlichen Methoden nicht oder nur unter erheblichem Aufwand herstellbar wären. Aus diesem Grund sind 3D-Druckverfahren derzeit weit verbreitet im Industriedesign, in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie oder generell in der industriellen Produktentwicklung, in der eine ressourceneffiziente Prozesskette zur bedarfsgerechten Klein- und Großserienfertigung individualisierter Bauteile eingesetzt wird.In generative or additive manufacturing processes, also generally referred to as “3D printing processes”, starting from a digitized geometric model of an object, one or more starting materials are sequentially stacked in layers and cured. In selective laser melting (SLM), for example, a component is built up in layers from a modeling material, for example a plastic or a metal, by applying the modeling material in powder form to a base and deliquely liquefying it through local laser irradiation, whereby a solid connected component results. 3D printing offers exceptional freedom of design and, among other things, allows objects to be produced with manageable effort that could not be produced using conventional methods or only with considerable effort. For this reason, 3D printing processes are currently widespread in industrial design, in the automotive industry, the aerospace industry or in general in industrial product development, in which a resource-efficient process chain is used for the needs-based small and large-scale production of individualized components.
Um sicherzustellen, dass die gedruckten Bauteile vorgegebene Qualitätsanforderungen erfüllen, können diese mit unterschiedlichen Verfahren untersucht werden. To ensure that the printed components meet the specified quality requirements, they can be examined using different methods.
Häufig werden solche Verfahren jedoch erst nach Fertigstellung des Bauteils angewendet, um defekte Bauteile auszusortieren, die nicht den vorgegebenen Anforderungen oder Spezifikationen entsprechen. Neuerdings werden darüber hinaus jedoch zunehmend auch Echtzeit- und/oder Online-Überwachungsmethoden vorgeschlagen, um eine Beurteilung des jeweiligen Bauteils bereits während des Fertigungsprozesses zu erhalten.Frequently, however, such methods are only used after the component has been completed in order to sort out defective components that do not meet the specified requirements or specifications. Recently, however, real-time and / or online monitoring methods have also increasingly been proposed in order to obtain an assessment of the respective component already during the manufacturing process.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, verbesserte Lösungen für die Erfassung und Behebung von Qualitätsmängeln bereits während der additiven Fertigung zu finden.Against this background, the present invention is based on the object of finding improved solutions for the detection and elimination of quality defects already during additive manufacturing.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein 3D-Druckverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine 3D-Druckvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.According to the invention, this object is achieved by a 3D printing method with the features of
Demgemäß ist ein 3D-Druckverfahren vorgesehen. Das 3D-Druckverfahren umfasst Ablegen eines Modelliermaterials in Materiallagen; Verschmelzen des Modelliermaterials mit einem Energiestrahl entlang einer Schmelzbahn in der jeweiligen Materiallage; Erfassen eines lokalen Materialzustands des verschmolzenen Modelliermaterials mit einer Bildgebungseinrichtung entlang der Schmelzbahn, wobei die Bildgebungseinrichtung das verschmolzene Modelliermaterial dem Energiestrahl in der Schmelzbahn nachfolgend lokal entlang der Schmelzbahn erfasst; simultanes Analysieren des erfassten lokalen Materialzustands des verschmolzenen Modelliermaterials in der Schmelzbahn auf Qualitätsmängel mit einer Analyseeinrichtung; und erneutes Verschmelzen des Modelliermaterials mit dem Energiestrahl in der Schmelzbahn im Bereich des Qualitätsmangels, wenn ein Qualitätsmangel festgestellt wird.Accordingly, a 3D printing process is provided. The 3D printing process includes depositing a modeling material in layers of material; Fusing the modeling material with an energy beam along a melting path in the respective material layer; Detecting a local material state of the fused modeling material with an imaging device along the melting path, wherein the imaging device detects the melted modeling material following the energy beam in the melting path locally along the melting path; simultaneous analysis of the detected local material condition of the fused modeling material in the melt path for quality defects with an analysis device; and remelting the modeling material with the energy beam in the melt path in the area of the quality defect if a quality defect is detected.
Ferner ist eine 3D-Druckvorrichtung vorgesehen. Die 3D-Druckvorrichtung ist dazu ausgebildet, Modelliermaterial in Materiallagen abzulegen und das abgelegte Modelliermaterial mit einem Energiestrahl entlang einer Schmelzbahn in der jeweiligen Materiallage zu verschmelzen. Die 3D-Druckvorrichtung umfasst eine Bildgebungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, dem Energiestrahl in der Schmelzbahn nachzufolgen und einen lokalen Materialzustand des verschmolzenen Modelliermaterials lokal entlang der Schmelzbahn zu erfassen; und eine Analyseeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, den erfassten lokalen Materialzustand des verschmolzenen Modelliermaterials simultan in der Schmelzbahn auf Qualitätsmängel zu analysieren, wobei die 3D-Druckvorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, das Modelliermaterial erneut mit dem Energiestrahl in der Schmelzbahn im Bereich des Qualitätsmangels zu verschmelzen, wenn ein Qualitätsmangel festgestellt wird.A 3D printing device is also provided. The 3D printing device is designed to deposit modeling material in material layers and to fuse the deposited modeling material with an energy beam along a melt path in the respective material layer. The 3D printing device comprises an imaging device which is designed to follow the energy beam in the melt path and to detect a local material state of the melted modeling material locally along the melt path; and an analysis device which is designed to analyze the detected local material state of the fused modeling material simultaneously in the melt path for quality defects, wherein the 3D printing device is further configured to re-fuse the modeling material with the energy beam in the melt path in the area of the quality defect if a quality defect is found.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, das verschmolzene bzw. verschweißte Modelliermaterial unmittelbar im Anschluss an die Bestrahlung mit dem jeweiligen Energiestrahl, z.B. einem Laserstrahl, mit der Bildgebungseinrichtung auf Mängel zu überprüfen, indem der Zustand des Materials in einem räumlich begrenzten Bereich innerhalb der Strahlbahn ausgewertet wird. Die Analyseeinrichtung untersucht den mit der Bildgebungseinrichtung erfassten lokalen Materialzustand hierzu simultan zu dem Druckprozess, d.h. in Echtzeit. Wird ein Problem entdeckt, so kann die entsprechende Stelle unmittelbar im Anschluss ausgebessert werden. Zu diesem Zweck wird der Energiestrahl in der vorliegenden Erfindung erneut an der problematischen Stelle appliziert.An idea on which the present invention is based is to use the imaging device to check the fused or welded modeling material for defects immediately after exposure to the respective energy beam, e.g. a laser beam, by checking the condition of the material in a spatially limited area within the beam path is evaluated. For this purpose, the analysis device examines the local material condition detected with the imaging device simultaneously with the printing process, ie in real time. If a problem is discovered, the corresponding area can be corrected immediately afterwards. For this purpose the Energy beam applied again to the problematic location in the present invention.
Beispielsweise kann ein Laserstrahl beim Selektiven Lasersintern (SLS) oder Selektiven Laserschmelzen (SLM) oder ähnlichen Verfahren nach dem Feststellen einer problematischen Stelle zunächst gestoppt, um eine entsprechende Strecke zurück bewegt werden und anschließend mit einer reduzierten Strahlenergie erneut auf die Stelle eingestrahlt werden. Im Falle von SLS kann die mängelbehaftete Stelle somit beispielsweise nachgesintert werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Modelliermaterial an der fehlerhaften Stelle in ausreichender Weise verschmolzen wird. Anschließend kann der Laserstrahl weiter entlang der Schmelzbahn bewegt werden. Sollte die entsprechende Stelle auch nach der Ausbesserung noch nicht die vorgegebenen Qualitätsanforderungen erfüllen, so kann der obige Ablauf mehrfach wiederholt werden, bis die Stelle für gut befunden wird oder eine maximale Anzahl an Korrekturversuchen erreicht wird. In letzterem Fall kann der Druckprozess pausiert oder vollständig abgebrochen werden.For example, in selective laser sintering (SLS) or selective laser melting (SLM) or similar processes, after a problematic point has been identified, a laser beam can first be stopped, moved back a corresponding distance and then re-beamed onto the point with reduced beam energy. In the case of SLS, the defective area can thus be re-sintered, for example. This can ensure that the modeling material is sufficiently fused at the defective location. The laser beam can then be moved further along the melt path. If the corresponding point does not yet meet the specified quality requirements even after the repair, the above process can be repeated several times until the point is found to be good or a maximum number of correction attempts is reached. In the latter case, the printing process can be paused or canceled completely.
Aus strukturmechanischer Sicht bietet die erfindungsgemäße Lösung erhebliche Vorteile gegenüber bekannten Ansätzen aus dem Stand der Technik, da die Korrektur unmittelbar nach der ersten Energiebeaufschlagung durchgeführt werden kann und das erhitzte Modelliermaterial somit keine Zeit hat, vollständig abkühlen. In herkömmlichen Lösungen wird eine aktuelle Schicht erst vollständig fertiggestellt, bevor einzelne Fehlstellen nachkorrigiert werden. Im vorliegenden Fall können temperaturbezogene Spannungen oder dergleichen nun praktisch vollständig vermieden werden. Darüber hinaus werden keine exakten Positions- bzw. Richtungsdaten zu den Fehlstellen benötigt. Der Energiestrahl muss lediglich um den entsprechenden Betrag in der Schmelzbahn zurückbewegt werden und erneut appliziert werden (ggf. mit geänderten Parametern). Der erfindungsgemäße Ansatz kann als geschlossene Regelschleife beispielsweise für die additive Fertigung von Metall- und/oder Kunststoffbauteilen umgesetzt werden. Prinzipiell könnten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenso jedoch auch weitere Materialien gedruckt werden, z.B. faserverstärkte Verbundmaterialien usw. Die von der Bildgebungseinrichtung aufgezeichneten Informationen bzw. Bilddaten können beispielsweise in Echtzeit auf einem Bildschirm angezeigt und durch einen Bediener begutachtet, ausgewertet und/oder überwacht werden. Alternativ oder zusätzlich kann die 3D-Druckvorrichtung jedoch ein Bauteil auch vollautomatisiert drucken und dabei dessen Qualität überwachen und eventuelle Fehlstellen korrigieren.From a structural mechanical point of view, the solution according to the invention offers considerable advantages over known approaches from the prior art, since the correction can be carried out immediately after the first application of energy and the heated modeling material therefore does not have time to cool completely. In conventional solutions, a current layer is first completely completed before individual defects are corrected. In the present case, temperature-related stresses or the like can now be practically completely avoided. In addition, no exact position or direction data is required for the defects. The energy beam only needs to be moved back in the melt path by the corresponding amount and reapplied (with changed parameters if necessary). The approach according to the invention can be implemented as a closed control loop, for example for the additive manufacturing of metal and / or plastic components. In principle, however, other materials could also be printed with the device according to the invention, e.g. fiber-reinforced composite materials, etc. The information or image data recorded by the imaging device can, for example, be displayed in real time on a screen and examined, evaluated and / or monitored by an operator. Alternatively or additionally, however, the 3D printing device can also print a component fully automatically and monitor its quality and correct any defects.
Qualitätsmängel im Sinne der Erfindung umfassen insbesondere Materialverfestigungsfehler und/oder Verschmelzungsdefizite des verschmolzenen, verschweißten und/oder gesinterten Modelliermaterials. Weitere Qualitätsmängel beinhalten beispielsweise thermische Risse, Gas- bzw. Lufteinschlüsse, anderweitige Hohl- und/oder Fehlstellen usw.Quality defects within the meaning of the invention include, in particular, material consolidation defects and / or fusing deficits in the fused, welded and / or sintered modeling material. Further quality defects include, for example, thermal cracks, gas or air inclusions, other cavities and / or defects, etc.
3D-Druckverfahren sind insbesondere vorteilhaft, da sie die Herstellung von dreidimensionalen Komponenten in urformenden Verfahren ermöglichen, ohne spezielle, auf die äußere Form der Komponenten abgestimmte Fertigungswerkzeuge zu benötigen. Dadurch werden hocheffiziente, Material sparende und Zeit sparende Herstellungsprozesse für Bauteile und Komponenten ermöglicht. Besonders vorteilhaft sind derartige 3D-Druckverfahren für strukturelle Bauteile im Luft- und Raumfahrtbereich, da dort sehr viele verschiedene, auf spezielle Einsatzzwecke abgestimmte Bauteile eingesetzt werden, die in solchen 3D-Druckverfahren mit geringen Kosten, geringer Fertigungsvorlaufzeit und mit geringer Komplexität in den für die Herstellung benötigten Fertigungsanlagen herstellbar sind.3D printing processes are particularly advantageous because they enable the production of three-dimensional components in primary molding processes without the need for special production tools that are tailored to the external shape of the components. This enables highly efficient, material-saving and time-saving manufacturing processes for parts and components. Such 3D printing processes are particularly advantageous for structural components in the aerospace sector, since there a large number of different components are used that are tailored to special purposes and that are used in such 3D printing processes with low costs, short production lead times and with low complexity in the Production required manufacturing facilities can be produced.
3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfassen alle generativen bzw. additiven Fertigungsverfahren, bei welchen auf der Basis von geometrischen Modellen Objekte vordefinierter Form aus formlosen Materialien wie Flüssigkeiten und Pulvern oder formneutralen Halbzeugen wie etwa band- oder drahtförmigem Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse in einem speziellen generativen Fertigungssystem hergestellt werden. 3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung verwenden dabei additive Prozesse, bei denen das Ausgangsmaterial schichtweise in vorgegebenen Formen sequentiell aufgebaut wird.3D printing processes in the sense of the present application include all generative or additive manufacturing processes in which, on the basis of geometric models, objects of a predefined shape made from shapeless materials such as liquids and powders or shape-neutral semi-finished products such as strip or wire-shaped material using chemical and / or physical Processes are produced in a special generative manufacturing system. 3D printing processes within the meaning of the present application use additive processes in which the starting material is sequentially built up in layers in predetermined shapes.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous refinements and developments emerge from the further subclaims and from the description with reference to the figures.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Bildgebungseinrichtung derart ausgebildet und bezogen auf den Energiestrahl angeordnet sein, dass die Bildgebungseinrichtung dem Energiestrahl in einem vorgegebenen Abstand in der Schmelzbahn folgt. Somit ist die genaue Position der Mängelstelle jederzeit relativ zu dem Energiestrahl nachvollziehbar, da die Richtung und der Verlauf der Schmelzbahn aus den Steuerdaten des Energiestrahls bekannt sind. Beispielsweise ist es derart nicht notwendig die Koordinaten von einer oder mehreren mängelbehafteten Schmelzstellen aufzuzeichnen.According to a development, the imaging device can be designed and arranged in relation to the energy beam in such a way that the imaging device follows the energy beam at a predetermined distance in the melt path. In this way, the exact position of the defect point relative to the energy beam can be traced at any time, since the direction and course of the melt path are known from the control data of the energy beam. For example, it is not necessary to record the coordinates of one or more defective melting points.
Gemäß einer Weiterbildung kann die 3D-Druckvorrichtung dazu ausgebildet sein, den Energiestrahl um den vorgegebenen Abstand in der Schmelzbahn zurückzuversetzen, um das Modelliermaterial im Falle eines Qualitätsmangels erneut zu verschmelzen. In dieser besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung werden der Energiestrahl und die Bildgebungseinrichtung somit einfach um den entsprechenden Abstand entlang der Schmelzbahn zurückgefahren. Anschließend kann der Energiestrahl erneut - ggf. mit geänderten Parametern wie Strahlleistung oder Strahlgeschwindigkeit - über die Stelle entlangbewegt werden, um diese auszubessern.According to a development, the 3D printing device can be designed to move the energy beam back by the specified distance in the melt path in order to achieve the To re-fuse modeling material in the event of a quality defect. In this particularly simple embodiment of the invention, the energy beam and the imaging device are thus simply moved back by the corresponding distance along the melt path. The energy beam can then be moved over the point again - if necessary with changed parameters such as beam power or beam speed - in order to repair it.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Bildgebungseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine innere räumliche Struktur des verschmolzenen Modelliermaterials entlang der Schmelzbahn in der jeweiligen Materiallage aufzunehmen, um den lokalen Materialzustand zu erfassen. Es können somit präzise und umfassende Informationen über die Qualität der Materialverfestigung und/oder Materialverschmelzung auch im Innern der jeweiligen Lage gewonnen werden. Beispielsweise können derart Fehlstellen, Risse, Hohlstellen und/oder poröse Bereiche ausfindig gemacht werden.According to a development, the imaging device can be designed to record an internal spatial structure of the fused modeling material along the melt path in the respective material layer in order to detect the local material state. Precise and comprehensive information about the quality of the material consolidation and / or material fusion can thus also be obtained in the interior of the respective layer. For example, defects, cracks, cavities and / or porous areas can be identified in this way.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Bildgebungseinrichtung als Tomograf ausgebildet sein. Insbesondere kann die Bildgebungseinrichtung als Computertomograf ausgebildet sein, d.h. Röntgenstrahlen verwenden.According to a development, the imaging device can be designed as a tomograph. In particular, the imaging device can be designed as a computer tomograph, i.e. Use x-rays.
Gemäß einer Weiterbildung kann ein Typ und/oder eine Kritikalität des Qualitätsmangels festgestellt und der Energiestrahl darauf aufbauend gesteuert werden. Beispielsweise kann der Typ des Qualitätsmangel auf einen Materialverfestigungsfehler, ein Verschmelzungsdefizit, Hohlstellen usw. hinweisen. Die Kritikalität des Qualitätsmangels kann beispielsweise Informationen darüber umfassen, ob der Fehler überhaupt ausbesserbar ist oder er sich als derart schwerwiegend herausstellt, dass das teilgefertigte Bauteil ggf. aussortiert werden muss. Andererseits kann der Fehler eher geringfügig sein, sodass eine Ausbesserung möglicherweise nicht erforderlich ist. Die Kritikalität des Defekts bzw. Mangels kann hierbei von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängen. Für manche Komponenten können strengere Qualitätsanforderungen gelten als für andere. Sofern eine Ausbesserung ausgehend von dem festgestellten Typ bzw. der ausgewerteten Kritikalität des Qualitätsmangels als sinnvoll bzw. notwendig erachtet wird, kann der Energiestrahl erneut mit einer angepassten Steuerstrategie über die problematische Stelle in der Schmelzbahn geführt werden. Beispielsweise kann eine mangelhaft gesinterte Stelle mit reduzierter Strahlleistung nachgesintert werden.According to one development, a type and / or a criticality of the quality defect can be determined and the energy beam can be controlled based on this. For example, the type of quality defect can indicate a material consolidation defect, a fusion deficit, voids, etc. The criticality of the quality defect can, for example, include information about whether the defect can be repaired at all or whether it turns out to be so serious that the partially manufactured component may have to be sorted out. On the other hand, the defect may be minor, so it may not be necessary to fix it. The criticality of the defect or defect can depend on the particular application. Some components may have stricter quality requirements than others. If a repair based on the ascertained type or the evaluated criticality of the quality defect is considered sensible or necessary, the energy beam can again be guided over the problematic point in the melt path with an adapted control strategy. For example, a poorly sintered point can be re-sintered with reduced beam power.
Gemäß einer Weiterbildung kann das erneute Verschmelzen mit geänderten Druckparametern erfolgen. Derartige Druckparameter können beispielsweise eine Energiestrahlleistung, eine Scangeschwindigkeit, eine Position einer Werkplattform, ein Ausrichtungswinkel der Werkplattform oder dergleichen sein. Die Druckparameter können beispielsweise in Abhängigkeit von dem Typ des Qualitätsmangels, des verwendeten Modelliermaterials und/oder des eingesetzten Energiestrahls angepasst werden.According to a further development, the re-merging can take place with changed printing parameters. Such printing parameters can be, for example, an energy beam power, a scanning speed, a position of a work platform, an orientation angle of the work platform or the like. The printing parameters can, for example, be adapted depending on the type of quality defect, the modeling material used and / or the energy beam used.
Gemäß einer Weiterbildung kann die 3D-Druckvorrichtung als Pulverbettvorrichtung ausgebildet sein. Entsprechend kann das Modelliermaterial pulverförmig abgelegt werden.According to a further development, the 3D printing device can be designed as a powder bed device. Accordingly, the modeling material can be deposited in powder form.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Modelliermaterial aus der Gruppe metallischer Materialien, Kunststoffe und Verbundmaterialien ausgewählt sein.According to a development, the modeling material can be selected from the group of metallic materials, plastics and composite materials.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, provided that it makes sense. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 schematische Ansicht einer 3D-Druckvorrichtung zur Durchführung eines 3D-Druckverfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 schematisches Ablaufdiagramm des 3D-Druckverfahrens, welches von der 3D-Druckvorrichtung in1 durchgeführt wird; und -
3 bis 6 schematische Ansichten aufeinanderfolgender Verfahrensschritte desVerfahrens aus 2 .
-
1 schematic view of a 3D printing device for performing a 3D printing method according to an embodiment of the invention; -
2 schematic flowchart of the 3D printing process, which is used by the 3D printing device in1 is carried out; and -
3 to6th schematic views of successive process steps of theprocess 2 .
Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying figures are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the advantages mentioned emerge with a view to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with one another.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing are identical, functionally identical and identically acting elements, features and components - unless otherwise is executed - each provided with the same reference numerals.
Ein schematisches Ablaufdiagramm des 3D-Druckverfahrens
Das 3D-Druckverfahren
Das Modelliermaterial
Grundsätzlich sieht die vorliegende Erfindung vielfältige Möglichkeiten vor, das Modelliermaterial
Das 3D-Druckverfahren
Das 3D-Druckverfahren
Bei der Bildgebungseinrichtung
Die Bildgebungseinrichtung
Das 3D-Druckverfahren
Die Analyseeinrichtung
Für den Fall, dass ein Qualitätsmangel
Die 3D-Druckvorrichtung 1 fährt somit in jeder Materiallage
Auftretende Qualitätsmängel, Defekte und/oder Druckfehler werden somit in unmittelbarem Anschluss an das Applizieren des Energiestrahls
In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.In the preceding detailed description, various features have been summarized in one or more examples in order to improve the stringency of the presentation. It should be clear, however, that the above description is merely illustrative and in no way restrictive in nature. It serves to cover all alternatives, modifications, and equivalents of the various features and exemplary embodiments. Many other examples will be immediately and immediately apparent to those skilled in the art on the basis of their technical knowledge in view of the above description.
Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe „beinhaltend“ und „aufweisend“ als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe „umfassend“ verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe „ein“, „einer“ und „eine“ eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.The exemplary embodiments were selected and described in order to be able to present the principles on which the invention is based and their possible applications in practice as well as possible. As a result, those skilled in the art can optimally modify and use the invention and its various exemplary embodiments with regard to the intended use. In the claims and the description, the terms “including” and “having” are used as neutral terms for the corresponding terms “comprising”. Furthermore, the use of the terms “a”, “an” and “an” should not fundamentally exclude a plurality of features and components described in this way.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- 3D-Druckvorrichtung3D printing device
- 22
- ModelliermaterialModeling material
- 33
- MateriallageMaterial position
- 44th
- EnergiestrahlEnergy beam
- 55
- SchmelzbahnMelting line
- 66th
- BildgebungseinrichtungImaging facility
- 77th
- AnalyseeinrichtungAnalysis facility
- 88th
- vorgegebener Abstandspecified distance
- 99
- Laserlaser
- 1010
- MaterialzuführerMaterial feeder
- 1111
- WerkplattformWork platform
- 1212
- ArbeitskammerLabor Chamber
- 1313
- ArbeitskolbenWorking piston
- 1414th
- BauteilComponent
- 1515th
- RöntgenstrahlX-ray
- 1616
- MaterialkammerMaterial chamber
- 1717th
- ZuführkolbenFeed piston
- 1818th
- QualitätsmangelLack of quality
- 1919th
- Halterholder
- MM.
- 3D-Druckverfahren3D printing process
- M1-M5M1-M5
- VerfahrensschrittProcess step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2016/183210 A1 [0005]WO 2016/183210 A1 [0005]
Claims (15)
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-
2019
- 2019-04-30 DE DE102019206207.5A patent/DE102019206207A1/en not_active Ceased
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