DE102021131634A1

DE102021131634A1 - Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils

Info

Publication number: DE102021131634A1
Application number: DE102021131634.0A
Authority: DE
Inventors: Lukas Knorr; Philip Obst; Joel Bachmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2023-06-01

Abstract

Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils (1), insbesondere eines Fahrzeugbauteils, wobei ein Baumaterial zur Ausbildung des Bauteils (1) schichtweise und bereichsabhängig selektiv verfestigt wird und das Bauteil (1) als ein zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, mit Stegen (2) versehenes, eine poröse und/oder gitterartige Struktur (3) aufweisendes Bauteil (1) ausgebildet wird und ein Kernbereich (4) der Stege (2) eine erste physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist und wenigstens ein den Kernbereich (4) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, umgebender Hüllbereich (5) der Stege (2) eine von dem Kernbereich (4) unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils.
Entsprechende Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Als additives Herstellungsverfahren, auch als 3D-Druck-Verfahren bezeichnet, sind Herstellungsverfahren bekannt, welche durch schichtweises und bereichsabhängig selektives Verfestigen eines Baumaterials aus einem in der Ausgangsform formlosen Baumaterial einen eine definierte bzw. eine gewünschte Zielform aufweisenden Formkörper bzw. Bauteil herstellt. Hierzu wird auf das Baumaterial vermittels thermischer Strahlung oder durch Licht eingewirkt und damit eine gezielt bereichsabhängige Verfestigung des Baumaterials erwirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie kostengünstige Maßnahme die Leistungsfähigkeit eines mit Stegen versehenen, eine poröse und/oder gitterartige Struktur aufweisenden Bauteils zu steigern bzw. dessen Bauteileigenschaften in einem höheren Maße gezielt anzupassen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens. Ferner wird die Aufgabe durch ein Bauteil gemäß Anspruch 13 gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, wobei ein Baumaterial zur Ausbildung des Bauteils schichtweise und bereichsabhängig selektiv verfestigt wird. Das additive Herstellungsverfahren kann beispielsweise ein 3D-Druck-Verfahren umfassen.
Bei dem hierin beschriebenen bzw. angewandten additiven Herstellungsverfahren kann beispielsweise ein harzbasiertes bzw. ein Harzmaterial, insbesondere ein Kunstharzmaterial, umfassendes Baumaterial verwendet werden. Beispielsweise kommt als additives Herstellungsverfahren ein DLP-Verfahren („direct light processing“) oder ein DLS („direct light synthesis“) bzw. ein CLIP-Verfahren („Continuous Liquid Interface Production“) zum Einsatz. Das DLS-Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein in einem Baubehälter befindliches flüssiges und UV-aushärtbares Baumaterial selektiv vermittels UV-Strahlung ausgehärtet wird, um einen eine definierte Form aufweisenden Grünkörper auszubilden. Dieser Grünkörper bzw. Grünling wird gleichzeitig oder anschließend in einem zweiten Prozessschritt einem thermischen Aushärteprozess unterzogen und dabei mit thermischer Energie beaufschlagt.
Das vorliegend herzustellende Bauteil ist als ein zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, mit Stegen versehenes, eine poröse und/oder gitterartige Struktur aufweisendes Bauteil ausgebildet. D. h., dass im Zuge des additiven Herstellungsverfahrens ein gitterartiges bzw. gitterförmiges und/oder allgemein ein poröses Bauteil hergestellt wird, welches die vorbeschriebene Gitterform bzw. Porosität während des additiven Herstellungsverfahrens durch die gezielte bereichsabhängige Verfestigung erhält. Die gitterartige bzw. poröse Struktur des Bauteils zeichnet sich durch eine Vielzahl an Stegen aus, welche zwischen sich Freiräume definieren. Die Stege weisen ein Kernbereich auf, der eine erste physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist. Ferner weisen die Stege, wenigstens einen den Kernbereich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, umgebenden Hüllbereich auf, wobei der Hüllbereich eine von dem Kernbereich unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist. Damit kann eine gitterartige und/oder poröse Struktur des Bauteils erzielt werden, die in dem Kernbereich der Stege eine von dem Hüllbereich der Stege unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist. Insbesondere können sich Hüllbereich und Kernbereich bzgl. Elastizität und/oder Festigkeit und/oder Elastizitätsmodul und/oder Steifigkeit und/oder Zugfestigkeit und/oder Chemikalienbeständigkeit und/oder Schlagzähigkeit unterscheiden.
Die jeweilige physikalische und/oder chemische Eigenschaft des Hüll- und Kernbereichs wird während zumindest teilweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, im Zuge des den Hüll- und Kernbereich herstellenden additiven Fertigungsverfahrens erzeugt bzw. während des dem Hüll- und Kernbereich zumindest zunächst, insbesondere final, die Zielform gebenden Herstellungsverfahrensschritt gegeben. So ist es beispielsweise möglich, dass im Zuge eines additiven Herstellungsverfahrens zunächst eine Verfestigung des Hüllbereichs der Stege erfolgt, welche den Kernbereich, insbesondere vollumfänglich, nach außen hin abschließen. Sodann kann der bereits verfestigte Hüllbereich mit dem in seinem Inneren, dem Kernbereich, gefangenen Material einem weiteren Verfestigungsschritt bzw. einer weiteren Verfestigungsreaktion unterzogen werden, vermittels der der Kernbereich eine Verfestigung erfährt. Mit anderen Worten kann der Hüllbereich eine Stück- und Haltefunktion für das in dessen Inneren befindlichen, noch zu verfestigenden Baumaterials aufweisen. Diese Stütz- und/oder Haltefunktion des Hüllbereichs kann als zusätzliche Funktion zu einer Funktion des Hüllbereichs im Zustand des nach Abschluss des Herstellungsprozesses an dem Bauteil verbleibenden Hüllbereichs vorgesehen sein.
Das Verfestigen des Formkörpers kann beispielsweise basierend auf wenigstens zwei unterschiedlichen auf das Baumaterial einwirkenden Verfestigungsreaktionen erfolgen, wobei das Baumaterial eine erste Komponente, welche durch eine erste Verfestigungsreaktion verfestigt wird und wenigstens eine weitere Komponente, welche durch eine weitere, von der ersten Verfestigungsreaktion unterschiedlichen Verfestigungsreaktion verfestigt wird, umfasst.
Der Hüllbereich kann beispielsweise eine maximale Dicke oder mittlere Dicke bzw. eine Wandstärke von maximal 10 mm, bevorzugt von maximal 5 mm, besonders bevorzugt von maximal 2,5 mm, höchst bevorzugt von maximal 1,0 mm, weiter bevorzugt von maximal 0,5 mm, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die maximale oder mittlere Wandstärke des Hüllbereichs ein Verhältnis zu dem maximalen oder mittleren Querschnitt bzw. der Quererstreckung senkrecht zur Längsachse eines Stegs bzw. einer Strebe eines Kernbereichs maximal 1, bevorzugt maximal 0,5, besonders bevorzugt maximal 0,1, besonders bevorzugt maximal 0,01, weiter bevorzugt maximal 0,005, betragen. Allgemein kann die Dicke bzw. Wandstärke des Hüllbereichs klein gewählt werde, sodass diese eine Art Haut für den Kernbereich bildet. Beispielsweise umgibt der Hüllbereich den Kernbereich vollständig, sodass der Kernbereich zur Umwelt durch den Hüllbereich gänzlich getrennt ist. Aufgrund dieser Abschirmung des Kernbereichs durch den Hüllbereich, kann selbst dann, wenn dieser eine geringe Wandstärke aufweist, der Kernbereich vor einem mechanischen und/oder chemischen Kontakt mit einem in den Hohlraum der der gitterartigen oder porösen Struktur des Bauteils eindringenden Mittel geschützt werden. Die Wandstärke des Hüllbereichs ist nach unten durch die Auflösung des additiven Fertigungsverfahrens begrenzt, sofern nach der formgebenden Herstellung des Hüllbereichs kein volumenreduzierender Nachbearbeitungsschritt (z. B. Schleifen oder Pulverbestrahlen) ausgeführt wird. Hinsichtlich der Auflösung einer additiven Fertigungsvorrichtung kann die Untergrenze der im Zuge des additiven Fertigungsverfahrens erzeugten Dicke der Hüllstruktur beispielsweise 0,075 mm betragen, bevorzugt kann 0,075 mm einem Pixel in der Auflösung des additiven Herstellungsverfahren entsprechen. Folglich ist es möglich im Zuge des additiven Fertigungsverfahrens einen Hüllbereich aufzubauen, welcher eine Wanddicke im Bereich von 0,075 mm bis 5 mm aufweist.
Es ist möglich, dass ein Baumaterial verwendet wird, welches wenigstens zwei Komponenten umfasst, wobei eine erste Komponente des Baumaterials durch eine erste Verfestigungsreaktion verfestigt wird und wenigstens eine weitere Komponente des Baumaterials durch eine weitere, von der ersten Verfestigungsreaktion unterschiedlichen Verfestigungsreaktion verfestigt wird. Als Verfestigungsreaktion wird eine thermische oder lichtbasierte (z. B. vermittels Photopolymerisation erfolgende) Einwirkung bzw. Aktivierung des Baumaterials verstanden, sodass das sich aufgrund dieser Aktivierung eine Verfestigung des Baumaterials einstellt.
Der Kernbereich der Stege kann beispielsweise zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, durch ein vermittels einer ersten Verfestigungsreaktion verfestigtes Baumaterial und der den Kernbereich zumindest abschnittsweise umgebende Hüllbereich der Stege zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, durch ein vermittels der wenigstens einen weiteren Verfestigungsreaktion verfestigtes Baumaterial verfestigt bzw. gebildet werden. Durch die gezielte komponentenspezifische Verfestigung der jeweiligen Komponenten des Baumaterials vermittels der jeweiligen Verfestigungsreaktionen kann aufgrund der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften der jeweiligen Komponente des Baumaterials erreicht werden, sodass eine gitterartige oder poröse Struktur erzeugbar ist, welche in dem Hüllbereich eine von dem Kernbereich abweichende chemische und/oder physikalische Eigenschaft aufweist. Die wenigstens zwei unterschiedlichen Verfestigungsreaktionen können dem gleichen oder unterschiedlichen Verfestigungsgrundprinzipien folgen bzw. unterliegen. So ist es möglich, dass das Baumaterial zwei jeweils photoreaktive Komponenten umfasst, wobei eine erste photoreaktive Komponente bei Beaufschlagung mit einer Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich reagiert und sich verfestigt und eine weitere Komponente bei Beaufschlagung mit einem zweiten, von dem ersten Wellenlängenbereich unterschiedlichen, insbesondere sich mit dem ersten Wellenlängenbereich nicht überschneidenden, Wellenlängenbereich reagiert und verfestigt. Der Kernbereich und/oder der Hüllbereich der Stege kann bzw. können zu mindestens 70°%, bevorzugt zu mindestens 80 %, besonders bevorzugt zu mindestens 90 %, höchst bevorzugt zu mindestens 95 %, weiter bevorzugt vollständig, durch ausschließlich eine Verfestigungsreaktion verfestigt werden bzw. verfestigbar sein.
Sofern die nach den beiden Verfestigungsreaktionen weichere Komponente den Hüllbereich der Stege ausbildet, kann damit beispielsweise eine Oberflächenveredelung erzielt werden, welche eine weiche Ummantelung und damit zu einer gesteigerten Haptik (Soft Touch) und/oder einer erhöhten Reibung und/oder einer verbesserten Kerb- und Schlagzähigkeit führen kann.
Zumindest eine erste Komponente des Baumaterials kann beispielsweise eine überwiegende, insbesondere vollständige, festigkeitssteigernde Reaktion aufgrund von auf das Baumaterial auftreffender UV-Strahlung auslösen. Das Baumaterial kann beispielsweise wenigstens zwei Komponenten umfassen, wobei zumindest eine Komponente bei Überschreiten einer Aushärtetemperatur thermisch aushärtet bzw. eine durch die thermische Energie initiierte Reaktion ausführt, welche zu einer Verfestigung bzw. einer Veränderung der Vernetzung bzw. Verkettung des Baumaterials führt. Durch ein Baumaterial, welches wenigstens zwei Komponenten aufweist, die unterschiedliche Aushärteverhalten aufweisen, kann durch die gezielte Ausnutzung des jeweiligen Aushärteverhaltens der Komponenten bereichsabhängig eine unterschiedliche physikalische und/oder chemische, insbesondere mechanische, Eigenschaften für das dreidimensionale Bauteil erzielt werden. Dadurch, dass das Baumaterial sowohl auf UV-Strahlung als auch auf thermische Energie reagiert bzw. jeweilige (und insbesondere voneinander unabhängige) Reaktionen hervorruft, können sich in dem Herstellungsverfahren zwei verschiedene Netzwerke von Ketten, z. B. Polymerketten, ausbilden. Durch eine Verknotung der zwei verschiedenen Netzwerke bzw. der Polymerketten miteinander können überdurchschnittliche und/oder gezielt bereichsabhängig vordefinierbare mechanische Eigenschaften für das Bauteil erreicht werden.
Es ist möglich, dass (a) der Kernbereich der Stege durch eine erste Verfestigungsreaktion ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und (b) der Hüllbereich der Stege durch eine weitere Verfestigungsreaktion zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch, im Vergleich zur UV-Strahlung der ersten Verfestigungsreaktion einen unterschiedlichen Wellenlängenbereich aufweisenden UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer weiteren, insbesondere zweiten, Komponente des Baumaterials erfolgt. Hierbei können die Komponenten des Baumaterials derart gewählt sein, dass sich die jeweiligen Wellenlängenbereiche, in welchen die jeweilige Komponente eine Verfestigungsreaktion aufweist, nicht überschneiden.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass (a) der Kernbereich der Stege durch eine erste Verfestigungsreaktion ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und (b) der Hüllbereich der Stege durch eine weitere Verfestigungsreaktion zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch thermische Einwirkung hervorgerufene thermische Verfestigung einer weiteren, insbesondere zweiten, Komponente des Baumaterials erfolgt. Dadurch, dass unterschiedliche Grundprinzipien der Verfestigungsreaktionen vorliegen, kann eine zusätzliche oder alternative Aktivierung bzw. Verfestigung der jeweiligen Komponenten des Baumaterials erreicht werden. Es ist möglich, dass im Falle unterschiedlicher Grundprinzipien zum Verfestigen der jeweiligen Komponenten des Baumaterials die Stegbereiche zur vorgenannten Ausführungsform zumindest abschnittsweise vertauscht sind bzw. gewechselt vorliegen. So ist es beispielsweise möglich, dass (a) der Hüllbereich der Stege durch eine erste Verfestigungsreaktion ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und (b) der Kernbereich der Stege durch eine weitere Verfestigungsreaktion zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch thermische Einwirkung hervorgerufenen thermischen Verfestigung einer weiteren Komponente des Baumaterials erfolgt.
Damit kann beispielsweise ein Bauteil erzeugt werden, das eine erste Gruppe von Stegen aufweist, deren Kernbereich vermittels UV-Strahlung ausgehärtet sind und deren Hüllbereich durch thermische Reaktion sich verfestigt haben und eine weitere, zweite Gruppe von Stegen aufweist, deren Kernbereich vermittels thermischer Reaktion und deren Hüllbereich vermittels UV-Strahlung ausgehärtet wurden. Das wechselnde Grundprinzip zum Aushärten und damit zum Aushärten von Hüll- und/oder Kernbereich kann sich zumindest abschnittsweise auch auf unterschiedliche Abschnitte desselben Stegs beziehen.
Die erste Komponente und die wenigstens eine weitere Komponente des Baumaterials kann beispielsweise während der selektiven Verfestigung des Baumaterials als homogenes Baumaterialgemisch vorliegen. So ist es möglich, dass das Baumaterial wenigstens zwei, bevorzugt wenigstens drei, Komponenten aufweist, welche durch unterschiedliche Aktivatoren verfestigt werden können. Beispielsweise wird eine erste Komponente bei Beaufschlagung mit UV-Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich, eine weitere Komponente vermittels UV-Strahlung in einem weiteren Wellenlängenbereich und eine dritte Komponente durch Beaufschlagung mit thermischer Energie in einem eine Grenztemperatur überschreitendem Maße verfestigt. Die Komponenten können gleichverteilt vorliegen oder eine Komponente einen höheren Anteil an der Gesamtmasse des Baumaterials aufweisen als wenigstens eine weitere Komponente. Das Baumaterial kann dadurch gebildet werden, dass die einzelnen Komponenten zur Ausbildung des Baumaterials gemischt werden und folglich ein aus wenigstens zwei Komponenten bestehendes Baumaterialgemisch bilden. Die Komponenten des Baumaterialgemischs kann gleichmäßig verteilt, d. h. homogen, vorliegen.
Beispielsweise kann eine erste, insbesondere überwiegend thermisch aushärtende, Komponente des Baumaterials aus einem Oligomer und/oder einem Polymer gebildet sein oder ein solches umfassen. Dabei kann die erste Komponente beispielsweise Urethan und/oder Harnstoff und/oder wenigstens eine Epoxidgruppe aufweisen. Die erste Komponente kann beispielsweise ein Kunstharz sein, bevorzugt kann das Kunstharz zumindest abschnittsweise oder vollständig, ein Epoxidharz umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Komponente zumindest teilweise wenigstens Primäre, bevorzugt Alkohol und/oder Amin und/oder Thiol und/oder eine Säure, umfassen. Insbesondere das Vorsehen eines Oligomers und/oder eines Polymers und zusätzlich von Primäre, bevorzugt eines Alkohols und/oder Amin und/oder Thiols und/oder Säure, kann eine zweckmäßige thermisch aushärtende Komponente bzw. ein thermisch reaktives System zur Ausbildung des Bauteils bilden. Ein Temperaturbereich für die thermisch erfolgende Verfestigung der thermisch verfestigbaren Komponente des Baumaterials kann beispielsweise bei 25 °C bis 200 °C, bevorzugt 80 °C bis 160 °C, besonders bevorzugt bei 100 °C bis 120 °C, liegen. Als bewährtes Ausführungsbeispiel für eine thermisch aushärtende Komponente des Baumaterials kann RPU70 angeführt werden. Das thermische Aushärten kann z. B. über einen Zeitraum von 4 Stunden bei 120 °C erfolgen.
Es ist möglich, dass, wenigstens eine weitere, insbesondere überwiegend UV-reaktiv aushärtende bzw. vermittels einwirkender UV-Strahlung aushärtende, Komponente des Baumaterials beispielsweise aus einem Acrylat, insbesondere aus einem (Meth)Acrylat, oder aus einem Epoxid, gebildet ist oder zumindest teilweise, insbesondere vollständig, ein solches umfasst. Die vermittels der UV-Strahlung erfolgende Aushärtung kann sich beispielsweise im Wellenlängenbereich von 300 bis 450 nm, bevorzugt 350 bis 405 nm, besonders bevorzugt 365 bis 385 nm, einstellen.
Optional kann auf den Hüllbereich der Stege im Zuge eines Nachbearbeitungsschritts zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollumfänglich, ein Aufbringmittel angeordnet bzw. aufgebracht werden. Beispielsweise erfolgt ein zumindest abschnittsweises, bevorzugt überwiegendes, besonders bevorzugt vollumfängliches, Beschichten der Hüllbereiche der Stege des Bauteils mit dem Aufbringmittel. Die Beschichtung des Hüllbereichs mit dem Aufbringmittel kann hierbei z. B. adhäsiv (kalt) und/oder thermisch und/oder elektrolytisch und/oder aufdampfend und/oder chemisch erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Aufbringmittel im Zuge eines Gussverfahrens, insbesondere eines Spritzgussverfahrens oder eines Tauchverfahrens, auf die Hüllstruktur aufgebracht werden. Das auf die Hüllstruktur aufgebrachte Aufbringmittel kann zum Erzielen einer glatten und/oder farblich angepassten und/oder rauen Oberfläche aufgebracht werden. Beispielsweise wird anhand des auf den Hüllbereich zumindest abschnittsweise aufgebrachten Aufbringmittels eine Soft-Touch-Oberfläche erreicht. Sofern das auf dem Hüllbereich aufgebrachte Material eine von der den Hüllbereich bildenden Komponente eine unterschiedliche Farbe aufweist, kann durch den Kontrast der beiden Farben ein Aufreißen des auf den Hüllbereich aufgebrachten Aufbringmittels einen optisch wahrnehmbaren Indikator für einen Hinweis auf eine Beschädigung und/oder auf eine Abnutzung des Bauteils bilden. Alternativ oder zusätzlich kann das Aufbringmittel zur Oberflächenveredelung des Bauteils herangezogen werden, wobei hierbei die poröse und/oder gitterartige Struktur des Bauteils eine Oberflächenveredelung durch ein Aufbringen des Aufbringmittels auf die Hüllbereiche der Stege erfolgen kann.
Nach Verfestigung des Hüllbereichs der Stege kann beispielsweise während eines additiven schichtweisen und bereichsabhängig selektiv verfestigenden Fertigungsschritts im Zuge eines örtlich und/oder zeitlich nachgelagerten Nachbearbeitungsschritts der Hüllbereich der Stege in seinem Ausgangsvolumen, insbesondere oberflächlich, reduziert werden. Bevorzugt kann eine Reduzierung des Volumens des Hüllbereichs vermittels eines mechanisch und/oder chemisch und/oder elektrisch und/oder thermisch auf den Hüllbereich einwirkenden Verfahrens bzw. einer derartigen Wechselwirkung erfolgen. So kann es sich beispielsweise als zweckmäßig erweisen, dass der Hüllbereich zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, als Opferabschnitt, insbesondere als Opferschicht, verwendet wird, d. h., dass der Hüllbereich im Zuge der Aufbringung eines weiteren Materials (z. B. eines Aufbringmittels) auf den Hüllbereich eine, sein Volumen reduzierende Einwirkung erfährt. Alternativ oder zusätzlich kann der als Opferabschnitt dienende Hüllbereich durch ein materialabtragendes Nachbehandlungsverfahren, z. B. vermittels Sandstahlen, zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, eine Reduzierung seines Volumens erfahren und damit z. B. zur Erlangung einer glatten Oberfläche durch die volumenreduzierende Einwirkung auf den Hüllbereich bilden.
Die Nutzung des Hüllbereichs als Opferabschnitt bzw. als Opferummantelung kann als temporäre Schutzschicht dienen und bei nachgelagerten Finsing-Prozessen, z. B. im Zuge (a) einer abrasiven Pulverbestrahlung und/oder Trowalisieren und/oder (b) einer chemischen Glättung und/oder (c) einer Lackierung und/oder (d) einer Galvanisierung zum Einsatz kommen.
Daneben kann die Opferschicht auch als äußere Trägerstruktur im initialen Fertigungsprozess genutzt werden. Diese wird später vollständig und/oder teilweise mechanisch oder chemisch abgetragen und/oder gelöst.
Beispielsweise wird das Ausgangsvolumen des Hüllbereichs im Zuge eines Trennverfahrens, das nach dem additiven Aufbau des Hüllbereichs ausgeführt wird, reduziert. Hierbei kann beispielsweise vermittels einem mechanisch und/oder thermisch und/oder elektrisch und/oder chemisch wirkenden Trennverfahren der zunächst additiv aufgebaute Hüllbereich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, in seinem Volumen reduziert bzw. entfernt werden. Grundsätzlich kann auf den Hüllbereich zur Reduzierung von dessen Volumen zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollumfänglich, schleifend und/oder polierend und/oder brennend und/oder erodierend und/oder vermittels eines Elektronenstrahls und/oder vermittels Laser und/oder ätzend und/oder vermittels elektrolytischen Abtragens eingewirkt werden. Die Reduktion der Hüllstruktur kann zumindest abschnittsweise, insbesondere ausschließlich, auch im Zuge einer chemischen Reaktion erfolgen, sofern auf die Hüllstruktur ein die Hüllstruktur chemisch angreifendes Mittel, z. B. Aufbringmittel, aufgebracht wird. Hierbei kann das aufgebrachte, mit der Hüllstruktur chemisch reagierende Mittel zumindest abschnittsweise, insbesondere vollumfänglich, auf der Hüllstruktur verbleiben und folglich im Endfertigungszustand ein auf der Hüllstruktur verbleibendes Aufbringmittel bilden. Das chemisch reagierende Mittel kann beispielsweise zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, nach dessen chemischen Einwirkung auf den Hüllbereich von dem Bauteil entfernt, z. B. abgewaschen, werden, sodass das chemisch mit dem Hüllbereich reagierende Mittel keinen Bestandteil des fertigen Bauteils mehr bildet und lediglich zur zeitweiligen Einwirkung und ggf. Veränderung des Bauteils Verwendung findet.
Es ist möglich, dass das Bauteil, insbesondere der die gitterartige und/oder poröse Struktur des Bauteils ausbildende Abschnitt des Bauteils, ein elastisches Verhalten aufweist, insbesondere (a) eine Elastizität von 10 MPa bis 500 MPa, bevorzugt von 50 MPa bis 450 MPa, besonders bevorzugt von 150 MPa bis 350 MPa, und/oder (b) eine Zugfestigkeit von 0,1 MPa bis 50 MPa, bevorzugt von 1 MPa bis 25 MPa, besonders bevorzugt von 2 MPa bis 10 MPa, aufweist. Die Elastizität des Bauteils, insbesondere der gitterartigen und/oder porösen Struktur des Bauteils, kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass das Bauteil schaumartige Bauteileigenschaften bzw. schaumstoffartige Eigenschaften aufweist bzw. diese nachbildet. Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil als Polsterkörper verwendet werden, beispielsweise kann das Bauteil als Polsterkörper eines Sitzes und/oder einer Armauflage und/oder eines Lenkrads und/oder eines Fahrzeugverkleidungsteils und/oder eines Armaturenbretts verwendet werden. Ein Fahrzeugverkleidungsteil kann beispielsweise verwendet werden, um ein Fahrzeugdach, insbesondere einen Dachhimmel, und/oder eine Fahrzeugsäule und/oder eine Fahrzeugtür und/oder eine Fahrzeugklappe und/oder einen Fahrzeugboden, insbesondere zur Fahrgastzelle hin, zu verkleiden oder zu begrenzen. Es kann sich als zweckmäßig erweisen, wenn zumindest der gitterartig oder porös ausgebildete Abschnitt des Bauteils ein elastisches Verformungsverhalten aufweist, da diese Elastizität zur Ausbildung von Polstern oder zum Ersatz von typischerweise gepolsterten Fahrzeugbauteilen verwendet werden kann. Die Dichte des gitterartigen oder porös ausgebildeten Abschnitts des Bauteils kann durch gezielte Auslegung und Gestaltung der Stege und der Freiräume zwischen den Stegen im Zuge des additiven Fertigungsverfahrens auf einfache Weise eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Dicke und/oder räumliche Anordnung von Hüll- und Kernbereichen der Stege dazu verwendet werden um ein definiertes, insbesondere nicht lineares, elastisches Verhalten bei Beaufschlagung des Bauteils mit einer Druckkraft zu erzielen. Insbesondere dann, wenn die den Hüllbereich und den Kernbereich durch die jeweiligen unterschiedlichen Eigenschaften aufweisenden Komponenten des Baumaterials ausgebildet werden, kann durch die gezielte Auslegung und Anordnung von Hüll- und Kernbereich ein definiertes Verformungsverhalten der Stege, insbesondere im elastischen Bereich, erzielt werden.
Neben dem Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils betrifft die Erfindung auch ein Bauteil, insbesondere ein Fahrzeugbauteil, hergestellt in einem hierin beschriebenen Verfahren. Beispielsweise wird das Bauteil als Polsterkörper verwendet bzw. eingesetzt. Dabei kann das Bauteil beispielsweise als Polsterkörper eines Sitzes und/oder einer Armauflage und/oder eines Lenkrads und/oder eines Fahrzeugverkleidungsteils und/oder eines Armaturenbretts ausgebildet sein.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf das erfindungsgemäße Bauteil übertragbar bzw. anzuwenden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine Prinzipdarstellung mit Detailansichten eines als Fahrzeugsitz ausgebildeten Bauteils, wobei das Bauteil eine Stege umfassende gitterartige Struktur aufweist und die diese einen Kern- und einen Hüllbereich umfasst;
2 eine Prinzipdarstellung eines nach der additiven Herstellung des Hüllbereichs des Stegs ausgeführten Nachbearbeitungsschritts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine Prinzipdarstellung eines nach der additiven Herstellung des Hüllbereichs des Stegs ausgeführten Nachbearbeitungsschritts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens zur additiven Herstellung eines gitterartigen oder porösen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In den Figuren ist ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils 1, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, sowie das Bauteil 1 selbst gezeigt. Gemäß 1 ist beispielhaft das Bauteil 1 als Bestandteil eines Fahrzeugsitzes ausgebildet und bildet hierbei eine Polsterungskomponente des Fahrzeugsitzes. Das Bauteil 1 wird hierbei in einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt, bei dem ein Baumaterial zur Ausbildung des Bauteils 1 schichtweise und bereichsabhängig selektiv verfestigt wird und das Bauteil 1 als ein zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, mit Stegen 2 versehenes, eine poröse und/oder gitterartige Struktur 3 aufweisendes Bauteil 1 ausgebildet wird. Die Stege 2 sind derart ausgebildet, dass diese einen Kernbereich 4 mit einer ersten physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft und wenigstens einen den Kernbereich 4 zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, umgebender Hüllbereich 5 aufweisen, wobei der Hüllbereich 5 eine von dem Kernbereich 4 unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist. Die Ausbildung eines Kern- und Hüllbereichs 4, 5 ist beispielsweise aus 2 deutlich ersichtlich.
Es ist möglich, dass ein Baumaterial verwendet wird, welches wenigstens zwei Komponenten umfasst, wobei eine erste Komponente des Baumaterials durch eine erste Verfestigungsreaktion 100 verfestigt und wenigstens eine weitere Komponente des Baumaterials durch eine weitere, von der ersten Verfestigungsreaktion 100 unterschiedlichen Verfestigungsreaktion 101 verfestigt wird. Als Verfestigungsreaktion 100, 101 ist hierbei ein in dem Grundprinzip und/oder in der Intensität unterschiedlich erfolgendes Verfestigen der jeweiligen Komponente des Baumaterials zu verstehen. So kann beispielsweise eine erste Komponente derart gewählt sein, dass diese vermittels auf das Baumaterial einwirkender UV-Strahlung sich verfestigt, wohingegen eine weitere Komponente des Baumaterials nicht oder überwiegend nicht vermittels UV-Strahlung, sondern vermittels Einbringung von thermischer Energie eine Verfestigung erfährt. Die additive Fertigungsvorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass diese gezielt bereichsspezifisch UV-Strahlung und/oder thermische Energie auf das Baumaterial aufbringen kann und damit bereichsabhängig eine gezielte Verfestigung der ersten und/oder der weiteren Komponente ausführen kann. Damit kann ein hierin beschriebenes Bauteil 1 zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, erzeugt werden.
Es ist möglich, dass (a) der Kernbereich 4 der Stege 2 zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, durch ein vermittels einer ersten Verfestigungsreaktion 100 verfestigtes Baumaterial und (b) der den Kernbereich 4 zumindest abschnittsweise umgebende Hüllbereich 5 der Stege 2 zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, durch ein vermittels der wenigstens einen weiteren Verfestigungsreaktion 101 verfestigtes Baumaterial verfestigt wird. Folglich können die beiden Bereiche 4, 5 gezielt in einem vorbestimmten Verhältnis der jeweiligen Verfestigungsreaktion 100, 101 eine Verfestigung erfahren. Beispielsweise wird ein definierter Abschnitt des Kern- und/oder Hüllbereichs 4, 5 zu 75 % vermittels der ersten Verfestigungsreaktion 100 und zu 25 % vermittels der weiteren Verfestigungsreaktion 101 verfestigt. Alternativ ist es möglich, dass der Anteil des Grads der Verfestigung eines definierten Bereichs des Kern- und/oder Hüllbereichs 4, 5 zu 50 % vermittels der ersten und zu 50 % vermittels der weiteren Verfestigungsreaktion verfestigt wird.
Zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, kann beispielsweise (a) der Kernbereich 4 der Stege 2 durch eine erste Verfestigungsreaktion 100 ausgebildet werden, wobei die erste Verfestigungsreaktion 100 zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und (b) der Hüllbereich 5 der Stege 2 durch eine weitere Verfestigungsreaktion 101 zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch, im Vergleich zur UV-Strahlung der ersten Verfestigungsreaktion 100 einen unterschiedlichen Wellenlängenbereich aufweisenden UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer weiteren Komponente des Baumaterials erfolgt.
Es ist möglich, dass (a) der Kernbereich 4 der Stege 2 durch eine erste Verfestigungsreaktion 100 ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion 100 zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und (b) der Hüllbereich 5 der Stege 2 durch eine weitere Verfestigungsreaktion 101 zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch thermische Einwirkung hervorgerufene thermische Verfestigung einer weiteren Komponente des Baumaterials erzeugt wird.
Auch kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn (a) der Hüllbereich 5 der Stege 2 durch eine erste Verfestigungsreaktion 100 ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion 100 zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und (b) der Kernbereich 4 der Stege 2 durch eine weitere Verfestigungsreaktion 101 zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch thermische Einwirkung hervorgerufene thermische Verfestigung einer weiteren Komponente des Baumaterials erfolgt.
Die erste Komponente und die wenigstens eine weitere Komponente des Baumaterials können beispielsweise während der selektiven Verfestigung 100, 101 des Baumaterials als homogenes Baumaterialgemisch vorliegen. Das Verhältnis des Volumens der ersten und der wenigstens einen weiteren Komponente kann beispielsweise zwischen 0,05 bis 20,0, bevorzugt 0,1 bis 10,0, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,5, höchst bevorzugt 0,3 bis 2,5, weiter bevorzugt 0,45 bis 0,55, betragen. Unabhängig von dem Verhältnis bzw. des relativen Anteils der ersten und der wenigstens einen weiteren Komponente können die Komponenten homogen, angeordnet oder ausgebildet gleichmäßig in dem Baumaterialgemisch vorliegen, sodass das Ausgangsmaterial des Baumaterials keine partielle Anhäufung einer Komponente aufweist.
Eine erste, insbesondere überwiegend thermisch aushärtende, Komponente des Baumaterials kann beispielsweise aus einem Oligomer und/oder einem Polymer gebildet sein oder ein Oligomer und/oder ein Polymer umfassen. Bevorzugt weist die erste Komponente Urethan und/oder Harnstoff und/oder wenigstens eine Epoxidgruppe auf. Dabei kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn die erste Komponente sowohl ein Oligomer und/oder ein Polymer und zusätzlich Urethan und/oder Harnstoff und/oder wenigstens eine Epoxidgruppe aufweist.
Die wenigstens eine weitere, insbesondere überwiegend, bevorzugt ausschließlich, UV-reaktiv aushärtende, Komponente des Baumaterials kann beispielsweise aus einem Acrylat, insbesondere ein Methacrylat, gebildet sein oder ein solches umfassen. Aufgrund des Vorkommens dieses Stoffs in der Komponente ist diese auf UV-Strahlung reaktiv und es erfolgt eine Verfestigung des Baumaterials aufgrund der Verfestigung dieser Komponente.
Auf den Hüllbereich 5 der Stege 2 kann beispielsweise im Zuge eines Nachbearbeitungsschritts 102 zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollumfänglich, ein Aufbringmittel 6 angeordnet werden. Das Aufbringmittel 6 kann zum zumindest abschnittsweisen Bedecken bzw. Überziehen des Hüllbereichs 5 verwendet werden und damit den Hüllbereich 5 zur Umwelt hin abdichten bzw. isolieren.
Nach der Verfestigung des Hüllbereichs 5 der Stege 2, während eines additiven schichtweisen und bereichsabhängig selektiv verfestigenden Fertigungsschritts 103 im Zuge eines Nachbearbeitungsschritts 102 kann der Hüllbereich 5 der Stege 2 beispielsweise in seinem Ausgangsvolumen, insbesondere oberflächlich, reduziert werden. Der selektive Fertigungsschritt 103 umfasst hierbei das Einwirken der ersten und der wenigstens einen weiteren Verfestigungsreaktion 100, 101 auf das Baumaterial, vgl. 4. Mit anderen Worten wird der selektive Fertigungsschritt 103 durch die Ausführung eines additiven Herstellungsverfahrens in einer additiven Fertigungsvorrichtung ausgeführt, um ein Bauteil 1 schichtweise durch selektive bereichsabhängige Verfestigung auszubilden. Alternativ kann zumindest teilweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, eine Verfestigungsreaktion 100 im Zuge des additiven Fertigungsschritts 103 innerhalb der additiven Fertigungsvorrichtung, d. h. z. B. innerhalb eines 3D-Druckers, ausgeführt werden, wobei eine weitere Verfestigungsreaktion 101 im Zuge eines räumlich und/oder zeitlich dem additiven Fertigungsschritts 103 nachgelagerten Verfestigungsschritt ausgeführt werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass zunächst ein Hüllbereich 5 der Stege 2, eine Verfestigung bzw. einen Aufbau im Zuge des additiven Fertigungsprozesses innerhalb einer additiven Fertigungsvorrichtung erfahren und der Kernbereich 4 der Stege im Zuge eines nachgelagerten Verfestigungsreaktion 101 erfährt, vgl. die in gestrichelter Linie dargestellte optionale oder ergänzende Variante in 4. In den Fall, dass die weitere Verfestigungsreaktion 101 zeitlich oder räumlich nach der ersten Verfestigungsreaktion 100 ausgeführt wird, kann das Aufbringmittel 6 beispielsweise nach der ersten Verfestigungsreaktion 100 und vor und/oder während und/oder nach der weiteren Verfestigungsreaktion 101 auf den Hüllbereich 5 der Stege 2 aufgebracht werden.
In 2 ist beispielhaft eine Reduzierung des Volumens des Hüllbereichs 5 vermittels eines mechanisch Trennverfahrens, hier eines Sandstrahlverfahrens, gezeigt. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Abschnitt des Hüllbereichs 5 chemisch und/oder elektrisch und/oder thermisch reduziert werden. In einer ersten Ausführung wird der Hüllbereich 2 teilweise in seinem Volumen reduziert, s. linke Abbildung in 2. Dabei kann es zu einer Glättung der Oberfläche des Hüllbereichs 5 kommen. Alternativ kann der Hüllbereich 2 vermittels der Volumenreduzierung auch gänzlich von dem Kernbereich 4 entfernt werden, sodass danach das Bauteil zumindest abschnittsweise, insbesondere gänzlich, ausschließlich den Kernbereich 4 aufweist, vgl. rechte Abbildung in 2.
Zur Ausführung des volumenreduzierenden Prozesses kann das Bauteil 1 beispielsweise in der additiven Fertigungsvorrichtung verbleiben und dort dem entsprechenden reduzierenden Verfahrensschritt unterzogen werden und/oder aus der additiven Fertigungsvorrichtung entnommen, zu einer separaten Nachbearbeitungsstation verbracht und dort dem das Volumen des Hüllbereichs 5 reduzierenden Prozessschritt unterzogen werden.
Gemäß dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Aufbringmittel 6 sprühend auf einen Kern- und Hüllbereich 4, 5 aufweisende Stege 2 einer gitterartige oder poröse Struktur 3 des Bauteils 1 aufgebracht. Dabei liegt das Aufbringmittel 6 zunächst auf dem Hüllbereich 5 auf und wirkt über einen zeitlichen Verlauf auf den Hüllbereich 5 ein, wobei sich eine chemische Reaktion zwischen dem den Hüllbereich 5 bildenden Material und dem das Aufbringmittel 6 bildende Stoff ergibt. Hierbei kann es zu einer Reduzierung und/oder Veränderung des Hüllbereichs 5 kommen. Beispielsweise wird der Hüllbereich 5 zumindest abschnittsweise durch die Einwirkung des Aufbringmittels 6 zersetzt.
Beispielsweise kann als Aufbringmittel 6 ein Lack verwendet werden, welcher auf die Hüllbereiche 5 aufgesprüht wird. Optional kann der Lack im zeitlichen Verlauf und/oder durch Einwirkung von thermischer Energie eine haftungserhöhende Verbindung mit dem Hüllbereich 5angeordnet oder ausgebildetehen, z. B. liegt ein Lackierprozess mit einer abrasiven Wirkung vor.
Es ist möglich, dass das Bauteil 1 (a) eine Elastizität von 10 MPa bis 500 MPa, bevorzugt von 50 MPa bis 450 MPa, besonders bevorzugt von 150 MPa bis 350 MPa, und/oder (b) eine Zugfestigkeit von 0,1 MPa bis 50 MPa, bevorzugt von 1 MPa bis 25 MPa, besonders bevorzugt von 2 MPa bis 10 MPa, aufweist. Ein derart zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, eine derartige Elastizität der gitterartigen oder porösen Struktur 3 ausbildenden Stege 2 kann beispielsweise dazu genutzt werden, um ein Polster auszubilden und/oder um ein mit einer Polsterfunktion bzw. ein mit einem Polsterabschnitt versehenes Bauteil 1, insbesondere Fahrzeugbauteil, auszubilden.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil
2: Stege von 3
3: gitterartige oder poröse Struktur
4: Kernbereich
5: Hüllbereich
6: Aufbringmittel
100: erste Verfestigungsreaktion
101: weitere Verfestigungsreaktion
102: Nachbehandlungsschritt
103: additiver Fertigungsschritt

Claims

Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils (1), insbesondere eines Fahrzeugbauteils, wobei ein Baumaterial zur Ausbildung des Bauteils (1) schichtweise und bereichsabhängig selektiv verfestigt wird und das Bauteil (1) als ein zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, mit Stegen (2) versehenes, eine poröse und/oder gitterartige Struktur (3) aufweisendes Bauteil (1) ausgebildet wird und ein Kernbereich (4) der Stege (2) eine erste physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist und wenigstens ein den Kernbereich (4) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, umgebender Hüllbereich (5) der Stege (2) eine von dem Kernbereich (4) unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Baumaterial verwendet wird, welches wenigstens zwei Komponenten umfasst, wobei eine erste Komponente des Baumaterials durch eine erste Verfestigungsreaktion (100) verfestigt wird und wenigstens eine weitere Komponente des Baumaterials durch eine weitere, von der ersten Verfestigungsreaktion (100) unterschiedlichen Verfestigungsreaktion (101) verfestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kernbereich (4) der Stege (2) zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, durch ein vermittels einer ersten Verfestigungsreaktion (100) verfestigtes Baumaterial und - der den Kernbereich (4) zumindest abschnittsweise umgebende Hüllbereich (5) der Stege (2) zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, durch ein vermittels der wenigstens einen weiteren Verfestigungsreaktion (101) verfestigtes Baumaterial verfestigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kernbereich (4) der Stege (2) durch eine erste Verfestigungsreaktion (100) ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion (100) zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und - der Hüllbereich (5) der Stege (2) durch eine weitere Verfestigungsreaktion (101) zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch, im Vergleich zur UV-Strahlung der ersten Verfestigungsreaktion (100) einen unterschiedlichen Wellenlängenbereich aufweisenden UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer weiteren Komponente des Baumaterials erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kernbereich (4) der Stege (2) durch eine erste Verfestigungsreaktion (100) ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion (100) zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und - der Hüllbereich (5) der Stege (2) durch eine weitere Verfestigungsreaktion (101) zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch thermische Einwirkung hervorgerufene thermische Verfestigung einer weiteren Komponente des Baumaterials erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Hüllbereich (5) der Stege (2) durch eine erste Verfestigungsreaktion (100) ausgebildet wird, wobei die erste Verfestigungsreaktion (100) zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch UV-Strahlung hervorgerufenen Polymerisation einer ersten Komponente des Baumaterials erfolgt und - der Kernbereich (4) der Stege (2) durch eine weitere Verfestigungsreaktion (101) zumindest überwiegend, bevorzugt ausschließlich, vermittels einer durch thermische Einwirkung hervorgerufene thermische Verfestigung einer weiteren Komponente des Baumaterials erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Komponente und die wenigstens eine weitere Komponente des Baumaterials während der selektiven Verfestigung (100, 101) des Baumaterials als homogenes Baumaterialgemisch vorliegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, insbesondere überwiegend thermisch aushärtende, Komponente des Baumaterials aus einem Oligomer und/oder einem Polymer gebildet wird oder ein solches umfasst, bevorzugt weist die erste Komponente Urethan und/oder Harnstoff und/oder wenigstens eine Epoxidgruppe auf.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere, insbesondere überwiegend UV-reaktiv aushärtende, Komponente des Baumaterials aus einem Acrylat, insbesondere ein Methacrylat, gebildet wird oder ein solches umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Hüllbereich (5) der Stege (2) im Zuge eines Nachbearbeitungsschritts (102) zumindest abschnittsweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt vollumfänglich, ein Aufbringmittel (6) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Verfestigung des Hüllbereichs (5) der Stege (2) während eines additiven schichtweisen und bereichsabhängig selektiv verfestigenden Fertigungsschritts im Zuge eines Nachbearbeitungsschritts (102) der Hüllbereich (5) der Stege (2) in seinem Ausgangsvolumen, insbesondere oberflächlich, reduziert wird, bevorzugt erfolgt eine Reduzierung des Volumens des Hüllbereichs (5) vermittels eines mechanisch und/oder chemisch und/oder elektrisch und/oder thermisch auf den Hüllbereich (5) einwirkenden Verfahrens.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) - eine Elastizität von 10 MPa bis 500 MPa, bevorzugt von 50 MPa bis 450 MPa, besonders bevorzugt von 150 MPa bis 350 MPa, und/oder - eine Zugfestigkeit von 0,1 MPa bis 50 MPa, bevorzugt von 1 MPa bis 25 MPa, besonders bevorzugt von 2 MPa bis 10 MPa, aufweist.
Bauteil (1), insbesondere Fahrzeugbauteil, hergestellt in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauteil (1) eine Stege (2) umfassende gitterartige oder poröse Struktur (3) aufweist, und die Stege (2) einen Kernbereich (4) und einen Hüllbereich (5) aufweisen, wobei Kern- und Hüllbereich (4, 5) unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaften aufweisen..