DE102021105991A1 - Process for the production of a three-dimensional component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (1) mittels eines additiven Herstellungsverfahrens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines metallischen Pulvers aus Pulverpartikeln in einer Vorrichtung zur additiven Herstellung des Bauteils (1); Bereitstellen eines Datensatzes für die volldichte Ausführung des Bauteils (1) oder eine Ausführung des Bauteils (1), die eine Porosität aufweist; reitstellen eines Datensatzes mit Prozessparametern zur Steuerung der Vorrichtung; sukzessives Ausbilden von übereinander liegenden Schichten aus den Pulverpartikeln der Geometrie des Bauteils (1) entsprechend; Einbringen von Energie in jede aufgebrachte Schicht, um die Pulverpartikel miteinander zu verbinden; wobei die Einbringung der Energie über den Datensatz mit den Prozessparametern zur Steuerung der Vorrichtung so gesteuert wird, dass mit dem Datensatz für den volldichten Bauteil (1) ein Bauteil (1) erzeugt wird, der zumindest in Bereichen Poren (3) aufweist, oder so gesteuert wird, dass mit dem Datensatz für den die Porosität aufweisenden Bauteil (1) ein Bauteil (1) erzeugt wird, der eine höhere Porosität aufweist, als dies dem Datensatz entspricht.The invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional component (1) by means of an additive manufacturing method comprising the steps: providing a metallic powder made of powder particles in a device for additive manufacturing of the component (1); Providing a data set for the fully sealed design of the component (1) or a design of the component (1) which has a porosity; providing a data set with process parameters for controlling the device; successive formation of superposed layers from the powder particles according to the geometry of the component (1); Introducing energy into each applied layer to bond the powder particles together; the introduction of the energy via the data set with the process parameters for controlling the device is controlled in such a way that the data set for the fully sealed component (1) is used to generate a component (1) which has pores (3) at least in areas, or so it is controlled that, with the data set for the component (1) exhibiting the porosity, a component (1) is generated which has a higher porosity than corresponds to the data set.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils mittels eines additiven Herstellungsverfahrens umfassen die Schritte:
- - Bereitstellen eines metallischen Pulvers aus Pulverpartikeln in einer Vorrichtung zur additiven Herstellung des Bauteils;
- - Bereitstellen eines Datensatzes für die volldichte Ausführung des Bauteils oder eine Ausführung des Bauteils, die eine Porosität aufweist;
- - Bereitstellen eines Datensatzes mit Prozessparametern zur Steuerung der Vorrichtung;
- - Sukzessives Ausbilden von übereinander liegenden Schichten aus den Pulverpartikeln der Geometrie des Bauteils entsprechend;
- - Einbringen von Energie in jede aufgebrachte Schicht, um die Pulverpartikel miteinander zu verbinden.
- - Provision of a metallic powder from powder particles in a device for additive manufacturing of the component;
- - Provision of a data set for the fully sealed design of the component or a design of the component that has a porosity;
- - Provision of a data record with process parameters for controlling the device;
- - Successive formation of superposed layers from the powder particles according to the geometry of the component;
- - Introduction of energy into each applied layer in order to bind the powder particles together.
Weiter betrifft die Erfindung ein metallisches Bauteil umfassend einen dreidimensionalen Bauteilkörper, der mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt ist.The invention further relates to a metallic component comprising a three-dimensional component body which is produced by means of an additive manufacturing process.
Zur Großserienfertigung von Bauteilen mit komplexer Geometrie hat sich in der Autozulieferindustrie die Sintertechnik etabliert. Daneben sind immer aber auch Verfahren beschrieben worden, die unter dem Begriff additive Herstellungsverfahren bekannt sind. Im Wesentlichen handelt es sich dabei vereinfacht ausgedrückt um 3D-Druckverfahren. Ursprünglich nur für die Prototypenfertigung eingesetzt, finden diese Verfahren mittlerweile auch schon Einzug in die Kleinserienfertigung.Sintering technology has established itself in the automotive supply industry for the large-scale production of components with complex geometry. In addition, processes have always been described that are known under the term additive manufacturing processes. To put it simply, it is essentially a 3D printing process. Originally only used for prototype production, these processes are now also finding their way into small series production.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellkosten von dreidimensionalen (metallischen) Bauteilen mit einem additiven Herstellungsverfahren zu reduzieren.The present invention is based on the object of reducing the manufacturing costs of three-dimensional (metallic) components with an additive manufacturing process.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass die Einbringung der Energie über den Datensatz mit den Prozessparametern zur Steuerung der Vorrichtung so gesteuert wird, dass mit dem Datensatz für den volldichten Bauteil ein Bauteil erzeugt wird, der zumindest in Bereichen Poren aufweist oder so gesteuert wird, dass mit dem Datensatz für den die Porosität aufweisenden Bauteil ein Bauteil erzeugt wird, der eine höhere Porosität aufweist, als dies dem Datensatz entspricht.The object of the invention is achieved in the method mentioned at the outset in that the introduction of the energy is controlled via the data set with the process parameters for controlling the device so that a component is generated with the data set for the fully sealed component that has pores at least in areas or is controlled in such a way that with the data set for the component having the porosity, a component is generated which has a higher porosity than corresponds to the data set.
Weiter wird die Aufgabe mit dem eingangs genannten metallischen Bauteil dadurch gelöst, dass der Bauteilkörper zumindest bereichsweise Poren aufweist.Furthermore, the object is achieved with the metallic component mentioned at the outset in that the component body has pores at least in regions.
In Abkehr von der bisher üblichen Verfahrensweise, dass mittels additiver Herstellverfahren hergestellte Bauteile entsprechend der CAD-Daten, die zur Herstellung verwendet werden, volldicht hergestellt werden, werden mit der Erfindung durch eine entsprechende Abänderung der Verfahrensparameter Bauteile erzeugt, die zumindest in Bereichen Poren aufweisen. Das Verfahren wird also bewusst, d.h. kontrolliert, „mangelhaft“ ausgeführt. Dies wiederum erlaubt einen schnelleren Aufbau des Bauteils, womit die Herstellzeit und auch der Energieaufwand für die Herstellung des Bauteils reduziert werden können. Überraschenderweise konnte dabei festgestellt werden, dass die mit dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Bauteile nur geringfügig schlechtere mechanische Eigenschaften haben, als vollicht hergestellte Bauteile. Die nach diesem Verfahren hergestellten Bauteile weisen zudem ein geringeres Gewicht auf, womit entsprechende Vorteile bei deren Einbau in Kraftfahrzeugen erreicht werden, wie beispielsweise ein geringerer Energieverbrauch beim Betrieb der Kraftfahrzeuge, geringer Massenträgheitsverluste, etc.As a departure from the previously usual procedure that components manufactured using additive manufacturing processes are manufactured in a fully sealed manner in accordance with the CAD data used for manufacturing, the invention generates components that have pores at least in areas by modifying the process parameters accordingly. The procedure is therefore deliberately, i.e. controlled, "poorly" carried out. This in turn allows the component to be built more quickly, which means that the production time and also the energy expenditure for producing the component can be reduced. Surprisingly, it was found that the components produced using the method according to the invention have only slightly poorer mechanical properties than components produced completely. The components manufactured using this method are also lighter in weight, which means that corresponding advantages are achieved when they are installed in motor vehicles, such as lower energy consumption when operating the motor vehicle, lower mass inertia losses, etc.
Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Pulver eingesetzt wird, dass nicht-sphärische Pulverpartikel aufweist. Damit kann erreicht werden, dass durch „Verhakung“ einzelner, nicht-sphärischer Partikel das Auffüllen von Pulver-Zwischenräumen durch kleinere Partikel verhindert wird und daher anhand der geringeren Schüttdichte die Herstellung poröser Strukturen gefördert wird.According to one embodiment variant of the invention, it can be provided that a powder is used that has non-spherical powder particles. This means that individual, non-spherical particles “get stuck” together, preventing the powder gaps from being filled by smaller particles, and therefore promoting the production of porous structures on the basis of the lower bulk density.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als metallisches Pulver ein wasserverdüstes Pulver eingesetzt wird. Normalerweise wird in additiven Herstellungsverfahren ein gasverdüstes Pulver eingesetzt, da gasverdüste Pulver herstellungsbedingt gleichmäßigere Pulverkörner (Pulverkornformen) aufweisen. Nachdem mit dem Verfahren nach der Erfindung bewusst nicht volldichte Strukturen erzeugt werden, ist es auch möglich, wasserverdüste Pulver einzusetzen. Damit können die Herstellkosten der Bauteile weiter gesenkt werden, da wasserverdüste Pulver günstiger in der Anschaffung sind. Zudem kann damit die Porosität der Bauteile weiter erhöht werden.According to a further embodiment variant of the invention it can be provided that a water-atomized powder is used as the metallic powder. A gas-atomized powder is normally used in additive manufacturing processes, since gas-atomized powders have more uniform powder grains (powder grain shapes) due to the manufacturing process. Since the method according to the invention deliberately does not produce fully dense structures, it is also possible to use water-atomized powder. This allows the manufacturing costs of the components to be reduced further, since water-atomized powders are cheaper to buy. In addition, the porosity of the components can be increased further.
Zur weiteren Verstärkung der vorgenannten Effekte kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass ein metallisches Pulver eingesetzt wird, dass Pulverpartikel von Kornfraktionen gemäß DIN ISO 4497 im Bereich von 1 µm - 250 µm aufweist.To further intensify the aforementioned effects, it can be provided according to a further embodiment variant of the invention that a metallic powder is used that has powder particles of grain fractions according to DIN ISO 4497 in the range from 1 μm to 250 μm.
Dabei kann gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung dazu vorgesehen sein, dass das Pulver Pulverpartikel aus einer Kornfraktion oder zumindest zwei verschiedenen Kornfraktionen aufweist, wobei die Kornfraktion ausgewählt ist oder die beiden Kornfraktionen ausgewählt sind aus fünf Kornfraktionen, wobei eine erste Kornfraktion Pulverkörner im Bereich von 1 µm bis 45 µm aufweist, eine zweite Kornfraktion Pulverkörner im Bereich von 45 µm bis 90 µm, eine dritte Kornfraktion Pulverkörner im Bereich von 90 µm bis 150 µm, eine vierte Kornfraktion Pulverkörner im Bereich von 150 µm bis 200 µm und eine fünfte Kornfraktion Pulverkörner im Bereich von 200 µm bis 250 µm aufweist. Es ist damit einfacher möglich, die Porosität des hergestellten Bauteils in einer gewünschten Größenordnung einzustellen.According to one embodiment of the invention, it can be provided that the powder has powder particles from one grain fraction or at least two different grain fractions, the grain fraction being selected or the two grain fractions being selected from five grain fractions, a first grain fraction being powder grains in the range of 1 μm to 45 µm, a second grain fraction of powder grains in the range from 45 µm to 90 µm, a third grain fraction of powder grains in the range of 90 µm to 150 µm, a fourth grain fraction of powder grains in the range of 150 µm to 200 µm and a fifth grain fraction of powder grains in the range from 200 µm to 250 µm. This makes it easier to set the porosity of the component produced in a desired order of magnitude.
Bevorzugt werden dazu nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung Pulver eingesetzt, bei denen der Anteil jeder der ersten bis fünften Kornfraktion zwischen 2 Gew.-% und 75 Gew.-% beträgt, mit der Maßgabe, dass sich die Anteile der eingesetzten Kornfraktionen zu 100 Gew.-% summieren.For this purpose, according to a further embodiment of the invention, powders are preferably used in which the proportion of each of the first to fifth grain fractions is between 2% by weight and 75% by weight, with the proviso that the proportions of the grain fractions used are 100% by weight .-% sum up.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass durch Zuweisung von unterschiedlichen Prozessparametersätzen zu verschiedenen, vordefinierbaren Bereichen des Bauteils ein Bauteil mit mehreren, zueinander unterschiedlichen Porositäten hergestellt wird. Es ist damit möglich, Bauteile gezielt mit in Bereichen niedriger Porosität oder einer Volldichte herzustellen, in denen eine höhere mechanische Festigkeit benötigt wird, und/oder in Bereichen mit einer höheren Porosität zu erzeugen, um das Gewicht des Bauteils zu reduzieren oder um eine funktionale Porosität herzustellen, beispielsweise um Flüssigkeiten, wie z.B. ein Öl, einzulagern, durchzuleiten oder durch eine Flüssigkeit die Temperatur des Bauteils zu regulieren.According to a further embodiment variant of the invention, it can be provided that a component with several mutually different porosities is produced by assigning different process parameter sets to different, predefinable areas of the component. It is thus possible to produce components specifically with areas of low porosity or full density, in which a higher mechanical strength is required, and / or in areas with a higher porosity, in order to reduce the weight of the component or to achieve functional porosity produce, for example, to store liquids such as an oil, to pass them through or to regulate the temperature of the component with a liquid.
Dabei kann gemäß einer speziellen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass durch die Zuweisung unterschiedlicher Prozessparametersätze zu verschiedenen, vordefinierbaren Bereichen des Bauteils das Bauteil mit einer dichteren Randschicht hergestellt wird. Es ist damit möglich, eine Randschichtverdichtung, wie sie beispielsweise bei Sinterbauteilen durch Walzen erzeugt wird, auch mit einem additiven Herstellungsverfahren in nur einem Verfahrensschritt, also ohne Werkzeugeinsatz oder Werkzeugwechsel, bereitzustellen.According to a special embodiment variant of the invention, it can be provided that the component is manufactured with a denser edge layer by assigning different process parameter sets to different, predefinable areas of the component. It is thus possible to provide a surface layer compaction, as it is produced, for example, in sintered components by rolling, with an additive manufacturing process in just one process step, that is to say without using or changing tools.
Bevorzugt wird gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung für den Energieeintrag ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl verwendet, da damit die gezielte Einstellung bzw. Veränderung der Porosität des Bauteils einfacher durchgeführt werden kann.According to a further embodiment variant of the invention, a laser beam or an electron beam is preferably used for the energy input, since this allows the targeted setting or changing of the porosity of the component to be carried out more easily.
Dabei kann zur weiteren Verstärkung der vorgenannten Effekte gemäß weiteren Ausführungsvarianten vorgesehen sein,
- - dass der Laserstrahl oder der Elektronenstrahl mit einem Hatchabstand zwischen 0,08 mm und 0,5 mm, insbesondere zwischen 0,08 mm und 0,23 mm, die jeweilige Pulverschicht überstreicht, und/oder
- - dass der Laserstrahl oder der Elektronenstrahl mit einer Scangeschwindigkeit von 500 mm/s bis 1.800 mm/s die jeweilige Pulverschicht überstreicht; oder
- - dass der Laserstrahl oder der Elektronenstrahl mit einer Scangeschwindigkeit von 3200 mm/s bis 5200 mm/s die jeweilige Pulverschicht überstreicht.
- - that the laser beam or the electron beam with a hatch distance between 0.08 mm and 0.5 mm, in particular between 0.08 mm and 0.23 mm, sweeps over the respective powder layer, and / or
- - that the laser beam or the electron beam sweeps over the respective powder layer with a scanning speed of 500 mm / s to 1,800 mm / s; or
- - that the laser beam or the electron beam sweeps over the respective powder layer with a scanning speed of 3200 mm / s to 5200 mm / s.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bauteilkörper zumindest in Bereichen eine Porosität zwischen 1 % und 35 % aufweist. Bei einer Porosität von über 35 % werden die Unterschiede hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften zu volldichten Bauteilen relativ groß, womit die Herstellung von Strukturbauteilen problematischer wird.According to another embodiment variant of the invention, it can be provided that the component body has a porosity between 1% and 35% at least in areas. With a porosity of over 35%, the differences in mechanical properties compared to fully sealed components are relatively large, which makes the production of structural components more problematic.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, it is explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:
-
1 ein Bauteil; -
2 einen Ausschnitt aus einer ersten Ausführungsvariante des Bauteils nach1 ; -
3 einen Ausschnitt aus einer ersten Ausführungsvariante des Bauteils nach1 ; -
4 Pulverpartikel zur Herstellung des Bauteils.
-
1 a component; -
2 a section from a first variant of the component according to1 ; -
3 a section from a first variant of the component according to1 ; -
4th Powder particles for manufacturing the component.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference symbols or the same component designations, it being possible for the disclosures contained in the entire description to be transferred accordingly to the same parts with the same reference symbols or the same component designations. The position details selected in the description, such as above, below, to the side, etc., also relate to the figure immediately described and shown and these position details are to be transferred accordingly to the new position in the event of a change in position.
Weiter sei einführend festgehalten, dass die Angabe von Normen immer die jeweils letztgültige Version der jeweiligen Norm meint, sofern nicht etwas anderes angegeben ist.In addition, it should be noted in the introduction that the specification of standards always means the most recent version of the respective standard, unless otherwise stated.
Der Bauteilkörper
Das Bauteil
Das Bauteil
Nachdem diese Verfahren an sich bekannt sind, sei (zur Vermeidung von Wiederholungen) zu weiteren Einzelheiten dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.Since these methods are known per se, reference is made to the relevant prior art (to avoid repetitions) for further details.
Wie insbesondere aus den
Durch die Poren
Generell kann die Porosität ausgewählt sein aus einem Bereich von 0 % bis 55 %, mit der Maßgabe, dass eine Porosität von 0% nur in vordefinierbaren Bereichen des Bauteils
Die Porosität wird so bestimmt, dass die Dichte des Bauteils
Die Poren
Zur Herstellung des zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, metallischen dreidimensionalen Bauteils
Das Pulver wird mittels einer herkömmlichen Vorrichtung (insbesondere einem 3D-Drucker) zur additiven Herstellung von Bauteilen verarbeitet. Diese Vorrichtung weist zumindest einen Datenspeicher auf bzw. ist dieser Vorrichtung zum Betrieb zumindest ein Datenspeicher zugeordnet. In diesem zumindest einen Datenspeicher wird ein erster Datensatz (CAD-Daten) für die Herstellung des Bauteils
Weiter wird in diesem Datenspeicher ein zweiter Datensatz mit Prozessparametern zur Steuerung der Vorrichtung bereitgestellt. Mit den Prozessparametern wird beispielsweise die Druckgeschwindigkeit bzw. die Geschwindigkeit, mit der die einzelnen Schichten ausgebildet werden, festgelegt.A second data record with process parameters for controlling the device is also provided in this data memory. The process parameters are used to define, for example, the printing speed or the speed at which the individual layers are formed.
Durch das Abarbeiten der einzelnen Programmschritte, mit denen die Vorrichtung betrieben wird, werden die einzelnen Schichten zum Aufbau des Bauteils
Üblicherweise wird mit diesem Datensatz die Vorrichtung so gesteuert, dass ein volldichtes Bauteil hergestellt wird, also ein Bauteil, das abgesehen von Fehlstellen keine Poren aufweist. Mit anderen Worten werden die einzelnen Schichten des Bauteils, die sukzessive aufeinander abgeschieden werden, durch Energieeintrag so weit aufgeschmolzen, dass vorhandene Hohlräume zwischen den Pulverpartikeln mit der Schmelze ausgefüllt werden.The device is usually controlled with this data record in such a way that a fully impermeable component is produced, that is to say a component which, apart from imperfections, has no pores. In other words, the individual layers of the component, which are successively deposited on one another, are melted by the input of energy to such an extent that existing cavities between the powder particles are filled with the melt.
In Abkehr von dieser aus dem Stand der Technik bekannten Vorgangsweise wird die Vorrichtung mit den Prozessparametern so betrieben, dass das Bauteil
Dabei kann durch eine Veränderung von z.B. der Geschwindigkeit, mit der die Einrichtung für die Energieeinbringung in die jeweils abgeschiedene Schicht, die die Vorrichtung zur additiven Herstellung des Bauteils
Es werden also im Rahmen der Erfindung bewusst die Prozessparameter so abgeändert, dass aus dem ersten Datensatz für das volldichte Bauteil kein volldichtes Bauteil hergestellt wird. Anders ausgedrückt wird das Verfahren zur Herstellung eines volldichten, dem ersten Datensatz entsprechenden Bauteils
Der voranstehend genannte Hatchabstand bezeichnet bekannterweise den Abstand der Belichtungslinien voneinander in waagrechter Richtung.As is known, the above-mentioned hatch distance denotes the distance between the exposure lines from one another in the horizontal direction.
Mit der Einrichtung für die Energieeinbringung in die jeweils abgeschiedene Schicht werden die Pulverpartikel
Bevorzugt wird für den Energieeintrag ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl verwendet.A laser beam or an electron beam is preferably used for the energy input.
Bevorzugte Prozessparameter (also insbesondere genannten Belichtungsparameter) sind:
- Hatchabstand: zwischen 0,08 mm und 0,23 mm
- Scangeschwindigkeit, mit der Laserstrahl oder der Elektronenstrahl über die abgelegten Pulverpartikel
5 bewegt wird: 800 mm/s bis 1300 mm/s oder 3200 mm/s bis 5200 mm/s - Laserleistung: von 100 Watt bis 1000 Watt
- Hatch spacing: between 0.08 mm and 0.23 mm
- Scanning speed with the laser beam or the electron beam over the deposited
powder particles 5 is moved: 800 mm / s to 1300 mm / s or 3200 mm / s to 5200 mm / s - Laser power: from 100 watts to 1000 watts
Insbesondere werden diese Prozessparameter zur Herstellung von Schichtdicken zwischen 40 µm und 80 µm, beispielsweise von 40 µm bis 50 µm, angewandt.In particular, these process parameters are used to produce layer thicknesses between 40 µm and 80 µm, for example from 40 µm to 50 µm.
Insbesondere bei einem größeren bzw. großen Hatchabstand und einer schnellen Scangeschwindigkeit kann nicht genügend Energie eingebracht werden, um ein Voxel volldicht zu verschmelzen. Je größer der Hatchabstand wird und/oder die Scangeschwindigkeit wird, desto größer werden die Poren
Bevorzugt werden nach einer Ausführungsvariante der Erfindung zur Erzeugung der porigen bzw. porösen Struktur im Bauteil
Prinzipiell kann das eingesetzte Pulver Pulverpartikel
Dabei kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass das Pulver Pulverpartikel
Der Anteil jeder der ersten bis fünften Kornfraktion kann gemäß eine weiteren Ausführungsvariante der Erfindung zwischen 2 Gew.-% und 75 Gew.-% betragen, mit der Maßgabe, dass sich die Anteile der eingesetzten Kornfraktionen zu 100 Gew.-% summieren.According to a further embodiment of the invention, the proportion of each of the first to fifth grain fractions can be between 2% by weight and 75% by weight, with the proviso that the proportions of the grain fractions used add up to 100% by weight.
Es kann im Rahmen der Erfindung aber auch ein Pulver verwendet werden, das Pulverpartikel
Das metallische Pulver kann ein Reinmetallpulver oder eine Legierungspulver oder eine Pulvermischung aus verschiedenen metallischen Pulvern (Reinmetalle und/oder Legierungen) sein. Beispielsweise kann das Pulver eine Eisenpulver oder ein Eisenlegierungspulver oder ein Titanpulver oder eine Titanlegierungspulver oder ein Aluminiumpulver oder ein Aluminiumlegierungspulver sein.The metallic powder can be a pure metal powder or an alloy powder or a powder mixture of different metallic powders (pure metals and / or alloys). For example, the powder may be an iron powder or an iron alloy powder or a titanium powder or a titanium alloy powder or an aluminum powder or an aluminum alloy powder.
Wie bereits voranstehend ausgeführt, kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass durch Zuweisung von unterschiedlichen Prozessparametersätzen zu verschiedenen, vordefinierbaren Bereichen oder Abschnitten oder Segmenten des Bauteils ein Bauteil
Gemäß einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass durch die Zuweisung der unterschiedlicher Prozessparametersätze zu verschiedenen, vordefinierbaren Bereichen oder Abschnitten oder Segmenten des Bauteils
Es ist mit der Erfindung möglich Bauteile
Im Zuge von Versuchen konnten bei volldichter Ausführung des gedruckten Volumens Bauraten von ca. 10 cm3 pro h erreicht werden. Mit dem Verfahren nach der Erfindung konnte diese auf 20 cm3 pro h - 50 cm3 pro h bzw. auch noch weiter erhöht werden. Indem beispielsweise eine Schichtdicke von 50 µm, ein Hatchabstand von 0,23 mm und eine Scangeschwindigkeit von 1300 m/ gewählt wird, kann eine Baurate von 53,82 cm3 pro h bei einer Porosität von 27% erreicht werden.In the course of tests, construction rates of approx. 10 cm 3 per hour could be achieved with a fully sealed design of the printed volume. With the method according to the invention this could be increased to 20 cm 3 per hour - 50 cm 3 per hour or even further. By choosing, for example, a layer thickness of 50 µm, a hatch spacing of 0.23 mm and a scanning speed of 1300 m / h, a build rate of 53.82 cm 3 per hour with a porosity of 27% can be achieved.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.The exemplary embodiments show possible design variants, whereby it should be noted at this point that combinations of the individual design variants with one another are also possible.
Insbesondere kann eine Vorrichtung (insbesondere ein 3D-Drucker) zur additiven Herstellung eines Bauteils
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus das Bauteil
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BauteilComponent
- 22
- BauteilkörperComponent body
- 33rd
- Porepore
- 44th
- Durchmesserdiameter
- 55
- PulverpartikelPowder particles
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102018203151 A1 [0004]DE 102018203151 A1 [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- DIN EN ISO 2738 [0031]DIN EN ISO 2738 [0031]
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