DE102021104447A1 - Process for repairing a surface defect in a workpiece - Google Patents
Process for repairing a surface defect in a workpiece Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021104447A1 DE102021104447A1 DE102021104447.2A DE102021104447A DE102021104447A1 DE 102021104447 A1 DE102021104447 A1 DE 102021104447A1 DE 102021104447 A DE102021104447 A DE 102021104447A DE 102021104447 A1 DE102021104447 A1 DE 102021104447A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- workpiece
- surface defect
- printer
- scanner
- repair data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/80—Data acquisition or data processing
- B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
- B33Y40/10—Pre-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
- B22F2007/068—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts repairing articles
Abstract
Verfahren zur Reparatur eines Oberflächenfehlers (1, 8) eines Werkstücks (2), das zumindest teilweise aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, umfassend zumindest die folgenden Schritte:a) Vermessen des Oberflächenfehlers (1, 8) mit einem 3D Scanner zur Erzeugung von Reparaturdaten; undb) Reparieren des Oberflächenfehlers (1, 8) mit einem 3D Drucker in Abhängigkeit von den Reparaturdaten.Method for repairing a surface defect (1, 8) of a workpiece (2), which consists at least partially of brass, copper or a copper alloy, comprising at least the following steps: a) measuring the surface defect (1, 8) with a 3D scanner for production of repair data; andb) repairing the surface defect (1, 8) with a 3D printer depending on the repair data.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur eines Oberflächenfehlers eines Werkstücks, das zumindest teilweise aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.The present invention relates to a method for repairing a surface defect in a workpiece which consists at least partially of brass, copper or a copper alloy.
Aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung gegossene Werkstücke können nach dem Gießen Oberflächenfehler, wie zum Beispiel Risse, Poren und/oder Fehlstellen, aufweisen. Derartig beschädigte Werkstücke müssen daher häufig verschrottet werden. Insbesondere bei sehr aufwendig gefertigten Werkstücken kann dies zu hohen Kosten führen. Daher wurden bereits Versuche unternommen Oberflächenfehler solcher Werkstücke durch Hartlöten zu reparieren. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dabei eine Verbindung zwischen dem Werkstück und dem Lot nicht stark genug ist. Zudem erfordert Hartlöten einen nachfolgenden Ätzprozess um Rückstände zu entfernen. Auch gewöhnliches Schweißen von Werkstücken aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung ist nicht möglich.Workpieces cast from brass, copper or a copper alloy may have surface defects such as cracks, pores and/or defects after casting. Workpieces damaged in this way therefore often have to be scrapped. This can lead to high costs, particularly in the case of workpieces that are manufactured in a very complex manner. Attempts have therefore already been made to repair surface defects in such workpieces by brazing. However, it has been found that a connection between the workpiece and the solder is not strong enough. In addition, brazing requires a subsequent etching process to remove residues. Ordinary welding of workpieces made of brass, copper or a copper alloy is also not possible.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein Oberflächenfehler eines Werkstücks, das zumindest teilweise aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, kostengünstig repariert werden kann.Proceeding from this, it is the object of the present invention to at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, a method is to be specified with which a surface defect in a workpiece that consists at least partially of brass, copper or a copper alloy can be repaired in a cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This object is solved by the features of the independent patent claim. Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependent patent claims. It should be pointed out that the features listed individually in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically meaningful way and define further refinements of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.
Hierzu trägt ein Verfahren zur Reparatur eines Oberflächenfehlers eines Werkstücks, das zumindest teilweise aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, bei, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- a) Vermessen des Oberflächenfehlers mit einem 3D Scanner zur Erzeugung von Reparaturdaten; und
- b) Reparieren des Oberflächenfehlers mit einem 3D Drucker in Abhängigkeit von den Reparaturdaten.
- a) Measurement of the surface defect with a 3D scanner to generate repair data; and
- b) Repairing the surface defect with a 3D printer depending on the repair data.
Das Werkstück kann zumindest teilweise oder vollständig aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Bei Messing handelt es sich insbesondere um eine Legierung, die Kupfer und Zink umfasst. Weiterhin kann das Werkstück aus Messing, Kupfer oder der Kupferlegierung gegossen sein. Zudem kann das Werkstück zumindest teilweise mit einem 3D Drucker gedruckt sein. Solche Werkstücke können an einer Oberfläche oder Außenfläche Oberflächenfehler, wie zum Beispiel Risse, Poren und/oder Fehlstellen, aufweisen. Die Risse können beispielsweise eine Länge von 1 mm (Millimeter) bis 20 mm, eine Rissbreite von 0,01 mm bis 5 mm und/oder eine Risstiefe von 0,1 mm bis 20 mm aufweisen. Die Poren können beispielsweise einen Durchmesser von 0,1 mm bis 0,2 mm und/oder eine Tiefe von 0,05 mm bis 0,1 mm aufweisen. Die Oberflächenfehler können zu einer mechanischen Schwächung des Werkstücks führen und/oder ein äußeres Erscheinungsbild des Werkstücks beeinträchtigen.The workpiece can consist at least partially or entirely of brass, copper or a copper alloy. Brass is in particular an alloy that includes copper and zinc. Furthermore, the workpiece can be cast from brass, copper or the copper alloy. In addition, the workpiece can be at least partially printed with a 3D printer. Such workpieces can have surface defects, such as cracks, pores and/or defects, on a surface or outer surface. The cracks can, for example, have a length of 1 mm (millimeter) to 20 mm, a crack width of 0.01 mm to 5 mm and/or a crack depth of 0.1 mm to 20 mm. The pores can have a diameter of 0.1 mm to 0.2 mm and/or a depth of 0.05 mm to 0.1 mm, for example. The surface defects can lead to a mechanical weakening of the workpiece and/or impair an external appearance of the workpiece.
In einem Schritt a) wird der Oberflächenfehler oder die Oberflächenfehler des Werkstücks mit einem 3D Scanner vermessen oder gescannt. Dabei kann das gesamte Werkstück, nur ein Bereich des Werkstücks mit dem Oberflächenfehler oder nur der Oberflächenfehler vermessen oder gescannt werden. Das Vermessen umfasst insbesondere eine Bestimmung einer dreidimensionalen Form des Oberflächenfehlers. Weiterhin kann das Vermessen insbesondere eine Bestimmung einer dreidimensionalen Form des gesamten Werkstücks oder nur eines Teils des Werkstücks mit dem Oberflächenfehler umfassen. Der 3D Scanner kann beispielsweise nach Art eines Laserscanners ausgebildet sein. Durch den 3D Scanner kann das Werkstück oder der Oberflächenfehler des Werkstücks insbesondere mithilfe eines Laserstrahls vermessen und/oder gescannt werden. Hierzu kann der 3D Scanner das Werkstück oder den Oberflächenfehler des Werkstücks mit dem Laserstrahl insbesondere zeilenartig oder rasterartig abtasten. Der 3D Scanner erzeugt, insbesondere digitale und/oder mathematische, Messdaten, die beispielsweise ein dreidimensionales Bild und/oder eine Istgeometrie des Werkstücks und/oder des Oberflächenfehlers umfassen können. Durch die Messdaten des 3D Scanners sind insbesondere Reparaturdaten erzeugbar und/oder berechenbar. Das Erzeugen und/oder Berechnen der Reparaturdaten kann insbesondere mit Hilfe eines Computers erfolgen.In a step a), the surface defect or defects of the workpiece is measured or scanned with a 3D scanner. The entire workpiece, just an area of the workpiece with the surface defect, or just the surface defect can be measured or scanned. The measurement includes in particular a determination of a three-dimensional shape of the surface defect. Furthermore, the measurement can in particular include a determination of a three-dimensional shape of the entire workpiece or only part of the workpiece with the surface defect. The 3D scanner can be designed in the manner of a laser scanner, for example. The workpiece or the surface defect of the workpiece can be measured and/or scanned by the 3D scanner, in particular with the aid of a laser beam. For this purpose, the 3D scanner can scan the workpiece or the surface defect of the workpiece with the laser beam, in particular line-like or grid-like. The 3D scanner generates measurement data, in particular digital and/or mathematical, which can include, for example, a three-dimensional image and/or an actual geometry of the workpiece and/or the surface defect. In particular, repair data can be generated and/or calculated by the measurement data of the 3D scanner. The repair data can be generated and/or calculated using a computer in particular.
In Schritt b) wird der Oberflächenfehler mit einem 3D Drucker in Abhängigkeit der Reparaturdaten repariert. Hierzu kann das Werkstück beispielsweise in dem 3D Drucker und/oder auf einer Grundplatte des 3D Druckers angeordnet werden. Unter dem Begriff „Reparatur“ ist insbesondere eine Beseitigung und/oder Entfernung des Oberflächenfehlers zu verstehen. Die Reparaturdaten können beispielsweise Steuerdaten für den 3D Drucker umfassen. Insbesondere können die Reparaturdaten das dreidimensionale Bild des Oberflächenfehlers umfassen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass der 3D-Drucker mit Hilfe der (generierten) Reparaturdaten gesteuert wird. Die Reparaturdaten können insbesondere das dreidimensionale Bild des Oberflächendefekts umfassen. Beim Reparieren des Oberflächenfehlers füllt der 3D Drucker den Oberflächenfehler insbesondere mit einem gleichen Material, aus dem das Werkstück besteht. Bei dem Material kann es sich somit insbesondere um Messing, Kupfer oder eine Kupferlegierung handeln. Das vom 3D-Drucker aufgebrachte Material kann mit dem Material des Werkstücks verschmelzen. Außerdem kann das vom 3D-Drucker aufgebrachte Material mit dem fehlerfreien Material des Werkstücks verbunden werden. Durch den 3D Drucker wird insbesondere ein infolge des Oberflächenfehlers fehlendes Volumen des Werkstücks rekonstruiert bzw. hinzugefügt. Zu diesem Zweck kann der 3D-Drucker ein (echtes) Laserschweißverfahren durchführen. Weiterhin repariert der 3D Drucker den Oberflächenfehler insbesondere derart, dass die Istgeometrie des Werkstücks nach der Reparatur (im Wesentlichen) einer Sollgeometrie des Werkstücks entspricht. Nach der Reparatur des Oberflächenfehlers kann das Werkstück zumindest teilweise geschliffen, poliert, galvanisiert und/oder verchromt werden. Ein Ätzprozess ist insbesondere nicht erforderlich. Nach der Reparatur des Oberflächenfehlers ist der Oberflächenfehler insbesondere nicht mehr sichtbar.In step b) the surface defect is repaired with a 3D printer depending on the repair data. For this purpose, the workpiece can be arranged, for example, in the 3D printer and/or on a base plate of the 3D printer. The term "repair" means in particular the elimination and/or removal of the surface defect to understand. The repair data can include control data for the 3D printer, for example. In particular, the repair data can include the three-dimensional image of the surface defect. In particular, this can mean that the 3D printer is controlled using the (generated) repair data. The repair data can in particular include the three-dimensional image of the surface defect. In particular, when repairing the surface defect, the 3D printer fills the surface defect with a same material as the workpiece is made of. The material can thus in particular be brass, copper or a copper alloy. The material applied by the 3D printer can fuse with the material of the workpiece. In addition, the material applied by the 3D printer can be connected to the flawless material of the workpiece. In particular, the 3D printer is used to reconstruct or add a volume of the workpiece that is missing as a result of the surface defect. For this purpose, the 3D printer can perform a (real) laser welding process. Furthermore, the 3D printer repairs the surface defect in particular in such a way that the actual geometry of the workpiece after the repair (substantially) corresponds to a target geometry of the workpiece. After the surface defect has been repaired, the workpiece can be at least partially ground, polished, galvanized and/or chrome-plated. In particular, an etching process is not required. In particular, after the surface defect has been repaired, the surface defect is no longer visible.
Bei dem Werkstück kann es sich um eine Komponente für eine Sanitärarmatur handeln. Eine solche Sanitärarmatur dient insbesondere der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, an einem Waschbecken, einem Spülbecken, einer Dusche und/oder einer Badewanne. Hierzu kann die Sanitärarmatur ein Mischventil oder eine Mischkartusche aufweisen, mittels denen Kaltwasser mit einer Kaltwassertemperatur und Warmwasser mit einer Warmwassertemperatur zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar sind. Die Kaltwassertemperatur beträgt insbesondere maximal 25 °C (Celsius), bevorzugt 1 °C bis 25 °C, besonders bevorzugt 5 °C bis 20 °C und/oder die Warmwassertemperatur insbesondere maximal 90 °C, bevorzugt 25 °C bis 90 °C, besonders bevorzugt 55 °C bis 65 °C. Das Mischventil oder die Mischkartusche sind regelmäßig in einem Armaturengehäuse der Sanitärarmatur angeordnet und/oder mittels zumindest eines Betätigungselements, beispielsweise nach Art eines Hebels, zur Einstellung der Mischwassertemperatur und/oder einer Durchflussmenge der Flüssigkeit betätigbar. Das Armaturengehäuse kann einen Auslauf umfassen, der fest oder schwenkbar mit dem Armaturengehäuse verbindbar ist. Das Mischwasser kann beispielsweise über einen Strahlbildner, Aerator und/oder eine Düse an einer Umgebung der Sanitärarmatur abgebbar sein. Bei der Komponente kann es sich insbesondere um das Armaturengehäuse, den Auslauf, das Betätigungselement, den Strahlbildner, den Aerator und/oder die Düse handeln.The workpiece can be a component for a sanitary fitting. Such a sanitary fitting serves in particular to provide a liquid, in particular water, as required at a washbasin, a sink, a shower and/or a bathtub. For this purpose, the sanitary fitting can have a mixing valve or a mixing cartridge, by means of which cold water with a cold water temperature and hot water with a hot water temperature can be mixed to form a mixed water with a desired mixed water temperature. The cold water temperature is in particular a maximum of 25° C. (Celsius), preferably 1° C. to 25° C., particularly preferably 5° C. to 20° C. and/or the hot water temperature is in particular a maximum of 90° C., preferably 25° C. to 90° C. more preferably 55°C to 65°C. The mixing valve or the mixing cartridge are regularly arranged in a fitting housing of the sanitary fitting and/or can be actuated by means of at least one actuating element, for example in the manner of a lever, for setting the mixed water temperature and/or a flow rate of the liquid. The faucet housing can include an outlet that can be connected to the faucet housing in a fixed or pivotable manner. The mixed water can be discharged, for example, via a jet generator, aerator and/or a nozzle to an area surrounding the sanitary fitting. The component can in particular be the fitting housing, the outlet, the actuating element, the jet former, the aerator and/or the nozzle.
In Schritt b) kann der 3D Drucker zum Reparieren des Oberflächenfehlers pulverförmiges Material verwenden. Hierzu kann das pulverförmige Material beispielsweise in dem 3D Drucker und/oder auf der Grundplatte des 3D Druckers bereitgestellt werden. Bei dem pulverförmigen Material kann es sich beispielsweise um pulverförmiges Metall handeln. Das pulverförmige Material umfasst eine Vielzahl von Partikeln. Insbesondere kann die Bereitstellung des pulverförmigen Materials in Form eines Pulverbetts erfolgen. Weiterhin kann das 3D-Drucken ein zumindest teilweises schichtweises Aufbauen des Volumens des Werkstücks durch partielle Bestrahlung bzw. Belichtung des pulverförmigen Materials umfassen. Die Bestrahlung kann beispielsweise durch einen Laserstrahl oder Elektronenstrahl erfolgen. Weiterhin führt die Bestrahlung an der bestrahlten Stelle des pulverförmigen Materials zu einem Schmelzen der Partikel des pulverförmigen Materials, sodass sich die einzelne Partikel des pulverförmigen Materials miteinander verbinden. Unter schichtweisem Aufbauen des Volumens kann beispielsweise verstanden werden, dass mehrere Schichten nacheinander übereinander bzw. Schicht für Schicht gebildet werden. Dabei beschreibt eine Schicht im Wesentlichen einen horizontalen Querschnitt durch das Werkstück. In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass das schichtweise Aufbauen in bzw. mit einem Pulverbett aus dem pulverförmigen Material durchgeführt wird. Das 3D-Drucken kann beispielsweise mittels selektivem Laserschmelzen (SLM) oder selektiven Lasersintern (SLS) erfolgen.In step b), the 3D printer can use powdered material to repair the surface defect. For this purpose, the powdery material can be provided, for example, in the 3D printer and/or on the base plate of the 3D printer. The powdered material can be powdered metal, for example. The powdered material includes a large number of particles. In particular, the powdered material can be provided in the form of a powder bed. Furthermore, 3D printing can include building up the volume of the workpiece at least partially in layers by partial irradiation or exposure of the powdery material. The irradiation can be carried out, for example, by a laser beam or an electron beam. Furthermore, the irradiation leads to a melting of the particles of the powdery material at the irradiated point of the powdery material, so that the individual particles of the powdery material connect to one another. Building up the volume in layers can be understood, for example, as meaning that a plurality of layers are formed one after the other or layer by layer. A layer essentially describes a horizontal cross-section through the workpiece. In this context, it can also be provided that the layered construction is carried out in or with a powder bed of the powdered material. 3D printing can be done, for example, using selective laser melting (SLM) or selective laser sintering (SLS).
Das pulverförmige Material kann zumindest teilweise aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen.The powdery material can consist at least partially of brass, copper or a copper alloy.
Der Oberflächenfehler kann vor Schritt a) mechanisch bearbeitet werden. Das mechanische Bearbeiten kann beispielsweise ein Glätten einer Oberfläche des Oberflächenfehlers umfassen. Durch das mechanische Bearbeiten kann der ursprüngliche Oberflächenfehler durch Entfernen von Material des Werkstücks zu einem nachbearbeiteten Oberflächenfehler vergrößert werden. Dies kann auch bedeuten, dass der ursprüngliche Oberflächenfehler durch die mechanische Bearbeitung vollständig entfernt wird und/oder durch die mechanische Bearbeitung der nachbearbeitete Oberflächenfehler entsteht. Nach der mechanischen Bearbeitung kann der nachbearbeitete Oberflächenfehler in Schritt a) mit dem 3D Scanner vermessen und/oder in Schritt b) mit dem 3D Drucker repariert werden.The surface defect can be machined before step a). The mechanical processing can include, for example, smoothing a surface of the surface defect. Mechanical processing can enlarge the original surface defect by removing material from the workpiece into a finished surface defect. This can also mean that the original surface defect is completely removed by the mechanical processing and/or the reworked surface defect is created by the mechanical processing. After the mechanical Bear During processing, the reworked surface defect can be measured with the 3D scanner in step a) and/or repaired with the 3D printer in step b).
Das mechanische Bearbeiten kann Bohren oder Fräsen umfassen.Mechanical processing can include drilling or milling.
Durch das mechanische Bearbeiten kann eine ebene Fläche erzeugt werden. Bei der ebenen Fläche kann es sich beispielsweise um einen Boden des Oberflächenfehlers bzw. des nachbearbeiteten Oberflächenfehler handeln. Die ebene Fläche wird insbesondere derart erzeugt, dass die ebene Fläche nach dem Anordnen des Werkstücks in dem 3D Drucker bzw. auf der Grundplatte des 3D Druckers einem höchsten Punkt des Werkstücks bildet. Hierdurch wird die Reparatur durch den 3D Drucker erleichtert.A flat surface can be created by mechanical processing. The flat surface can be, for example, a bottom of the surface defect or of the reworked surface defect. The flat surface is generated in particular in such a way that the flat surface forms a highest point of the workpiece after the workpiece has been arranged in the 3D printer or on the base plate of the 3D printer. This makes repairs easier with the 3D printer.
Die ebene Fläche kann in Schritt b) horizontal ausgerichtet werden. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die ebene Fläche horizontal ausgerichtet ist, wenn sich das Werkstück in dem 3D Drucker oder auf der Grundplatte des 3D Druckers befindet.The flat surface can be aligned horizontally in step b). In particular, this can mean that the flat surface is horizontal when the workpiece is in the 3D printer or on the base plate of the 3D printer.
Bei der Erzeugung der Reparaturdaten können Messdaten des 3D Scanners mit Geometriedaten des Werkstücks verglichen werden. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass die durch den 3D Scanner in Schritt a) bestimmte Istgeometrie mit einer Sollgeometrie verglichen wird. Die Reparaturdaten können dann insbesondere in Abhängigkeit einer Abweichung der Istgeometrie von der Sollgeometrie erzeugt werden. Bei der Sollgeometrie handelt es sich insbesondere um eine gewünschte Geometrie des Werkstücks ohne Oberflächenfehler. Bei der Istgeometrie handelt es sich insbesondere um eine tatsächliche Geometrie des Werkstücks. Die Messdaten des 3D Scanners, die Geometriedaten des Werkstücks, die Sollgeometrie des Werkstücks und/oder die Istgeometrie des Werkstücks können beispielsweise in Form eines mathematischen Modells und/oder CAD-Daten (computer-aided design data) vorliegen. Das Erzeugen der Reparaturdaten kann insbesondere computergestützt und/oder mithilfe einer Software erfolgen.When generating the repair data, measurement data from the 3D scanner can be compared with the geometry data of the workpiece. This can mean, for example, that the actual geometry determined by the 3D scanner in step a) is compared with a target geometry. The repair data can then be generated in particular as a function of a deviation of the actual geometry from the target geometry. The target geometry is in particular a desired geometry of the workpiece without surface defects. The actual geometry is in particular an actual geometry of the workpiece. The measurement data from the 3D scanner, the geometry data of the workpiece, the target geometry of the workpiece and/or the actual geometry of the workpiece can be present, for example, in the form of a mathematical model and/or CAD data (computer-aided design data). The repair data can in particular be generated with the aid of a computer and/or with the aid of software.
Bei der Erzeugung der Reparaturdaten kann eine durch den 3D Scanner bestimmte Istgeometrie des Werkstücks von einer Sollgeometrie des Werkstücks subtrahiert werden. Die Subtraktion führt zu einer Differenz, die insbesondere einer äußeren Form eines Fehlkörpers entspricht. Bei dem Fehlkörper handelt es sich um einen Körper, der in Schritt b) durch den 3D Drucker an dem Werkstück ergänzt werden muss, um den Oberflächenfehler zu reparieren und/oder die Sollgeometrie des Werkstücks zu erzeugen. Die Reparaturdaten umfassen somit insbesondere Daten, durch die der 3D Drucker zur Herstellung des Fehlkörpers instruierbar ist.When generating the repair data, an actual geometry of the workpiece determined by the 3D scanner can be subtracted from a target geometry of the workpiece. The subtraction leads to a difference that corresponds in particular to an external shape of a defective body. The defective body is a body that has to be added to the workpiece in step b) by the 3D printer in order to repair the surface defect and/or to generate the target geometry of the workpiece. The repair data thus include, in particular, data that can be used to instruct the 3D printer to produce the defective body.
Die vorgeschlagene Erfindung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch das gezeigte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden soll. Insbesondere können Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte extrahiert und mit anderen Teilen der Beschreibung kombinieren werden. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
-
1 : ein Verfahren zur Reparatur eines Oberflächenfehlers eines Werkstücks in einem Flussdiagramm; -
2 : ein Werkstück mit einer Sollgeometrie; -
3 : das Werkstück mit einem Oberflächenfehler; -
4 : das Werkstück mit einem nachbearbeiteten Oberflächenfehler; und -
5 : ein Fehlteil einer Istgeometrie des inder 4 gezeigten Werkstücks.
-
1 : a method for repairing a surface defect of a workpiece in a flowchart; -
2 : a workpiece with a target geometry; -
3 : the workpiece with a surface defect; -
4 : the workpiece with a finished surface defect; and -
5 : a missing part of an actual geometry in the4 workpiece shown.
Durch die Erfindung kann ein Oberflächenfehlers eines Werkstücks aus Messing, Kupfer oder einer Kupferlegierung kostengünstig repariert werden.The invention allows a surface defect in a workpiece made of brass, copper or a copper alloy to be repaired at low cost.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Oberflächenfehlersurface defects
- 22
- Werkstückworkpiece
- 33
- Komponentecomponent
- 44
- ebene Flächeflat surface
- 55
- Istgeometrieactual geometry
- 66
- Sollgeometrietarget geometry
- 77
- Oberflächesurface
- 88th
- nachbearbeiteter Oberflächenfehlerreworked surface defect
- 99
- Fehlteilmissing part
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021104447.2A DE102021104447A1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Process for repairing a surface defect in a workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021104447.2A DE102021104447A1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Process for repairing a surface defect in a workpiece |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021104447A1 true DE102021104447A1 (en) | 2022-08-25 |
Family
ID=82702205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021104447.2A Pending DE102021104447A1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Process for repairing a surface defect in a workpiece |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021104447A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014222159A1 (en) | 2014-10-30 | 2016-05-04 | MTU Aero Engines AG | Repair method and apparatus for generatively repairing a component |
DE102018206320A1 (en) | 2018-04-24 | 2019-10-24 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing a component by means of generative production |
DE112017007840T5 (en) | 2017-08-08 | 2020-04-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | THREE-DIMENSIONAL-ADDITIVE MANUFACTURING DEVICE, THREE-DIMENSIONAL-ADDITIVE MANUFACTURING METHOD AND THREE-DIMENSIONAL ADDITIVE PRODUCT |
DE102019002260A1 (en) | 2019-03-29 | 2020-10-01 | Grohe Ag | Method for producing a component for a sanitary fitting |
-
2021
- 2021-02-24 DE DE102021104447.2A patent/DE102021104447A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014222159A1 (en) | 2014-10-30 | 2016-05-04 | MTU Aero Engines AG | Repair method and apparatus for generatively repairing a component |
DE112017007840T5 (en) | 2017-08-08 | 2020-04-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | THREE-DIMENSIONAL-ADDITIVE MANUFACTURING DEVICE, THREE-DIMENSIONAL-ADDITIVE MANUFACTURING METHOD AND THREE-DIMENSIONAL ADDITIVE PRODUCT |
DE102018206320A1 (en) | 2018-04-24 | 2019-10-24 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing a component by means of generative production |
DE102019002260A1 (en) | 2019-03-29 | 2020-10-01 | Grohe Ag | Method for producing a component for a sanitary fitting |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3225334B1 (en) | Method and apparatus for additive manufacture of at least one component area of a component | |
EP1620225B1 (en) | Method for repairing and/or modifying components of a gas turbine | |
DE102007061407B4 (en) | Waterjet stripping and recontouring of gas turbine guide vanes and blades | |
DE102009051551A1 (en) | Method and device for producing a component of a turbomachine | |
EP3245042B1 (en) | Method for producing three-dimensional components | |
DE102011000144A1 (en) | Process and system for creating shaped air holes | |
DE102014204528A1 (en) | Method and device for selective laser melting | |
DE102016115676A1 (en) | Additive manufacturing | |
WO2018073259A1 (en) | Method for the tool-free removal of support structures in the additive manufacturing of components | |
EP3228415A1 (en) | Method of producing a workpiece using coating and additive manufacturing ; corresponding workpiece | |
DE102016225178A1 (en) | Layer construction device and layer construction method for the additive production of at least one component region of a component | |
EP3156164A1 (en) | Method of producing a workpiece using generative manufacturing ; corresponding workpiece | |
DE102017201084A1 (en) | Process for additive production and coating apparatus | |
EP1166937A2 (en) | Reparing method of metallic elements | |
WO2017021532A1 (en) | Method for repairing a damaged workpiece | |
DE102006054347A1 (en) | Electrode and method for producing an electrode | |
DE102021104447A1 (en) | Process for repairing a surface defect in a workpiece | |
DE19924905A1 (en) | Process for producing a weld surface during laser beam welding, which is suitable for the corrosion-proof application of a surface protection system | |
WO2018091216A1 (en) | Method for the additive production of a component and computer-readable medium | |
WO2019166166A1 (en) | Removal of the support structures from components produced by 3d printing | |
DE102020118093A1 (en) | Process for manufacturing a workpiece using additive manufacturing | |
DE102017208659A1 (en) | Use of powder hoses for feeding solder mixtures in the generative production of components by means of laser deposition welding | |
DE102019002248A1 (en) | Method for manufacturing a fitting housing of a sanitary fitting with the help of a 3D printer | |
DE102020118094A1 (en) | Process for manufacturing a workpiece | |
DE102018201256A1 (en) | Layer construction method and layer construction device for the additive production of at least one component region of a component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: LIXIL CORPORATION, JP Free format text: FORMER OWNER: LIXIL CORPORATION, TOKYO, JP |