DE102021212698A1 - Process for the series production of workpieces using a powder bed-based, additive manufacturing process for metallic materials - Google Patents

Process for the series production of workpieces using a powder bed-based, additive manufacturing process for metallic materials Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Serienfertigung von Werkstücken (18) nach einem pulverbettbasierten additiven Fertigungsverfahren für metallische Werkstoffe in einer Fertigungsstraße (10) oder an einem um eine Rotationsachse (132) bewegbaren Rundtisch (130). Verfahrensgemäß werden zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen: a) Einbringen von Werkstücken (18) in mindestens eine einer Inertisierung (100) unterliegenden Nebenkammer (22, 24, 134) mit einem Lageerkennungsschritt (88) und einer Lagekorrektur (90) des Werkstücks (18), b) Überführen des gemäß a) präparierten Werkstücks (18) in eine einer Inertisierung (100) unterliegenden Hauptkammer (20), Belichtung (120) einer Struktur des Werkstücks (18) mittels eines Laserprozesses (80) und Herstellung (114) einer additiven Schicht am Werkstück (18) innerhalb der Hauptkammer (20), c) Bewegung (92) des Werkstücks (18) aus der Hauptkammer (20) in eine der Nebenkammern (22, 24) und Entpulverung (94) des Werkstücks (18), d) wobei während der Verfahrensschritte b) und c) ein kontinuierlicher Kreislauf (72) eines pulverartigen, additiven Aufbaumaterials erfolgt, so dass eine Wiederaufarbeitung (106, 108, 110, 112) des pulverartigen, additiven Aufbaumaterials erreicht wird.The invention relates to a method for the series production of workpieces (18) using a powder bed-based additive manufacturing method for metallic materials in a production line (10) or on a rotary table (130) that can be moved about an axis of rotation (132). According to the method, at least the following method steps are carried out: a) Introduction of workpieces (18) into at least one secondary chamber (22, 24, 134) which is subject to inerting (100) with a position detection step (88) and a position correction (90) of the workpiece (18) , b) transferring the workpiece (18) prepared according to a) into a main chamber (20) subject to inerting (100), exposure (120) of a structure of the workpiece (18) by means of a laser process (80) and production (114) of an additive Layer on the workpiece (18) within the main chamber (20), c) movement (92) of the workpiece (18) from the main chamber (20) into one of the secondary chambers (22, 24) and de-powdering (94) of the workpiece (18), d) during method steps b) and c) a continuous circulation (72) of a powdery, additive building material takes place, so that a reprocessing (106, 108, 110, 112) of the powdery, additive building material is achieved.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Serienfertigung von Werkstücken nach einem pulverbettbasierten, additiven Fertigungsverfahren für metallische Werkstoffe, was entweder in einer Fertigungsstraße oder an einem um eine Rotationsachse bewegbaren Rundtisch vorgenommen werden kann.The invention relates to a method for the series production of workpieces using a powder-bed-based, additive manufacturing method for metallic materials, which can be carried out either on a production line or on a rotary table that can be moved about an axis of rotation.

Stand der TechnikState of the art

DE 10 2019 109 655 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur additiven Fertigung mindestens eines Bauteils mit definierten Bauteileigenschaften. Es erfolgt die Bereitstellung wenigstens eines zertifizierten Datensatzes, welcher von einem Bereitsteller für einen additiven Fertigungsprozess wenigstens eines bestimmten Bauteils definierter Bauteileigenschaften zertifizierte, bauteilspezifische Parameter und/oder anlagenspezifische Parameter und/oder prozessspezifische Parameter beinhaltet. Es wird eine Anwendung wenigstens eines additiven Fertigungsprozesses zur additiven Fertigung wenigstens eines bestimmten Bauteils definierter Bauteileigenschaften auf der Grundlage des wenigstens einen zertifizierten Datensatzes vorgenommen. DE 10 2019 109 655 A1 refers to a process for the additive manufacturing of at least one component with defined component properties. At least one certified data record is provided, which contains component properties that are certified by a provider for an additive manufacturing process of at least one specific component, component-specific parameters and/or system-specific parameters and/or process-specific parameters. At least one additive manufacturing process is used for the additive manufacturing of at least one specific component with defined component properties on the basis of the at least one certified data set.

DE 10 2019 119 747 A1 hat eine Additive-Fertigung-Lernmodell-Erzeugungsvorrichtung zum Gegenstand. Damit wird eine Fertigungsbedingungsbestimmungsvorrichtung für durch additive Fertigung herzustellende Formstücke und eine Zustandsschätzvorrichtung für durch additive Fertigung herzustellende Formstücke dargestellt. Eine Additive-Fertigung-Lernmodell-Erzeugungsvorrichtung ist auf ein Verfahren zur Fertigung eines Formstücks durch Ausstrahlen eines Lichtstrahls auf geschichtetes Metallpulver und Erhitzung des Metallpulvers anwendbar. Die Additive-Fertigung-Lernmodell-Erzeugungsvorrichtung erzeugt ein Lernmodell zum Bestimmen einer Fertigungsbedingung oder zum Schätzen eines Formstückzustands durch ein maschinelles Lernen, welches die Fertigungsbedingung und den Formstückzustand als Lerndaten verwendet. Der Formstückzustand steht in Beziehung zu einem Formstück, wenn der Lichtstrahl ausgestrahlt wird oder nachdem der Lichtstrahl ausgestrahlt ist. DE 10 2019 119 747 A1 relates to an additive manufacturing learning model creation device. Thus, a manufacturing condition determination device for moldings to be manufactured by additive manufacturing and a state estimating device for moldings to be manufactured by additive manufacturing are presented. An additive manufacturing learning model creating device is applicable to a method of making a molded article by irradiating a light beam onto layered metal powder and heating the metal powder. The additive manufacturing learning model creating device creates a learning model for determining a manufacturing condition or estimating a molding state by machine learning using the manufacturing condition and the molding state as learning data. The fitting state is related to a fitting when the light beam is emitted or after the light beam is emitted.

DE 11 2016 002 386 T5 bezieht sich auf eine Fertigungsmaschine. Eine Fertigungsmaschine ist in der Lage, eine subtraktive Fertigung sowie eine additive Fertigung eines Werkstücks vorzunehmen. Die Fertigungsmaschine umfasst einen ersten Spindelstock und einen zweiten Spindelstock, die in einem ersten Bearbeitungsbereich angeordnet sind und derart konfiguriert sind, dass ein Werkstück gehalten werden kann. Es sind eine untere Werkzeugaufnahme und eine Werkzeugspindel vorgesehen, die in dem ersten Bearbeitungsbereich angeordnet sind und derart konfiguriert sind, dass ein Werkzeug gehalten werden kann, welches für die subtraktive Fertigung des Werkstücks verwendet wird. Es ist ein Additivfertigungskopf vorgesehen, der in einem zweiten Bearbeitungsbereich angeordnet ist, ferner ein Roboterarm, der derart konfiguriert ist, dass ein Werkstück gehalten werden kann und das Werkstück zwischen dem ersten Bearbeitungsbereich und dem zweiten Bearbeitungsbereich transportiert werden kann. Der additive Fertigungskopf ist derart konfiguriert, dass ein Werkstoff zu einem Werkstück gegeben werden kann, wobei ein Roboterarm während der additiven Fertigung des Werkstücks gehalten wird. Dementsprechend ist eine Fertigungsmaschine konfiguriert, so dass sowohl eine subtraktive Fertigung als auch eine additive Fertigung von Werkstücken realisierbar ist. DE 11 2016 002 386 T5 refers to a manufacturing machine. A manufacturing machine is capable of subtractive manufacturing and additive manufacturing of a workpiece. The manufacturing machine includes a first headstock and a second headstock disposed in a first machining area and configured to hold a workpiece. A lower tool holder and a tool spindle are provided, which are arranged in the first machining area and are configured in such a way that a tool can be held, which is used for the subtractive machining of the workpiece. An additive manufacturing head is provided, disposed in a second processing area, and a robotic arm configured to hold a workpiece and transport the workpiece between the first processing area and the second processing area. The additive manufacturing head is configured to add a material to a workpiece while holding a robotic arm during additive manufacturing of the workpiece. A manufacturing machine is configured accordingly so that both subtractive manufacturing and additive manufacturing of workpieces can be implemented.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Serienfertigung von Werkstücken nach einem pulverbettbasierten additiven Fertigungsverfahren für metallische Werkstoffe in einer Fertigungsstraße oder an einem um eine Rotationsachse bewegbaren Rundtisch, wobei zumindest nachfolgende Verfahrensschritte durchlaufen werden:

  1. a) Einbringen von Werkstücken in mindestens eine einer Inertisierung unterliegenden Nebenkammer und Durchführen eines Vermessungsschritts sowie eines Lagekorrekturschritts des Werkstücks,
  2. b) Überführen des gemäß a) präparierten Werkstücks in eine einer Inertisierung unterliegenden Hauptkammer, Belichtung einer Struktur des Werkstücks mittels eines Laserprozesses und Erstellung einer additiven Schicht am Werkstück innerhalb der Hauptkammer,
  3. c) Bewegen des Werkstücks aus der Hauptkammer in eine der Nebenkammern und Entpulverung des Werkstücks,
  4. d) wobei während der Verfahrensschritte b) und c) ein pulverartiges, additives Aufbaumaterial innerhalb eines kontinuierlichen Kreislaufs eine Wiederaufarbeitung erfährt.
According to the invention, a method is proposed for the series production of workpieces using a powder bed-based additive manufacturing method for metallic materials in a production line or on a rotary table that can be moved about an axis of rotation, with at least the following method steps being carried out:
  1. a) placing workpieces in at least one secondary chamber subject to inerting and carrying out a measurement step and a position correction step of the workpiece,
  2. b) Transferring the workpiece prepared according to a) into a main chamber subject to inerting, exposure of a structure of the workpiece by means of a laser process and creation of an additive layer on the workpiece within the main chamber,
  3. c) moving the workpiece from the main chamber to one of the secondary chambers and de-powdering the workpiece,
  4. d) wherein during process steps b) and c) a powder-like, additive building material undergoes reprocessing within a continuous cycle.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren können Nebenprozesse in die mindestens zwei Nebenkammern, die einer den eigentlichen additiven Fertigungsvorgang durchführenden Hauptkammer zugeordnet sind, ausgelagert werden. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann eine wesentlich höhere Auslastung der Hauptkammer erreicht werden, was die Fertigungszeit betrifft; andererseits können die durch einen Bediener vorzunehmenden Eingriffe auf ein unabdingbares Minimum reduziert werden, so dass die Fehleranfälligkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erheblich herabgesetzt ist.With the method proposed according to the invention, secondary processes can be outsourced to the at least two secondary chambers that are assigned to a main chamber that carries out the actual additive manufacturing process. With the method proposed according to the invention, a significantly higher utilization of the main chamber can be achieved, which the production time concerns; on the other hand, the interventions to be carried out by an operator can be reduced to an indispensable minimum, so that the error rate of the method proposed according to the invention is considerably reduced.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird der Laserprozess in der Hauptkammer durchgeführt, der in alternierender Abfolge sowohl von der ersten Nebenkammer als auch von der zweiten Nebenkammer jeweils Werkstücke zugeführt werden. Durch diese alternierende Beschickung der Hauptkammer können die Taktzeiten erheblich verbessert werden und die Auslastung der Fertigungsstraße erheblich erhöht werden.In a further advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, the laser process is carried out in the main chamber, to which workpieces are supplied in alternating sequence both from the first secondary chamber and from the second secondary chamber. Through this alternating loading of the main chamber, the cycle times can be significantly improved and the capacity utilization of the production line can be significantly increased.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt ein Werkstückvorschub der Werkstücke über Werkstückträger eines Transportsystems in Transportrichtung oder ein Werkstückvorschub wird dadurch realisiert, dass ein Rundtisch um eine Rotationsachse bewegt wird, wobei der Rundtisch entlang einer stationären Hauptkammer, mindestens einer ersten und zweiten Nebenkammer sowie gegebenenfalls einer dritten Nebenkammer vorbeifährt.In an advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, the workpieces are fed via workpiece carriers of a transport system in the transport direction, or a workpiece is fed by moving a rotary table about an axis of rotation, the rotary table along a stationary main chamber, at least one first and second secondary chamber and optionally passing a third side chamber.

In einer vorteilhaften Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden die Werkstücke in den der Hauptkammer zugeordneten Nebenkammern parallel bearbeitet, wobei eine Werkstücklagevermessung, eine Lagekorrektur, eine Inertisierung, eine Entpulverung, eine Handhabung und eine Qualitätsprüfung des Werkstücks vorgenommen wird. Durch diese Aufteilung von Prozessen auf die Nebenkammern kann der eigentliche additive Fertigungsprozess in der Hauptkammer erfolgen, während Richt- und Zurichtungsschritte sowie Qualitätsprüfung in die der Hauptkammer zugeordneten, mindestens zwei Nebenkammern verlagert werden können.In an advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, the workpieces are processed in parallel in the secondary chambers assigned to the main chamber, with workpiece position measurement, position correction, inerting, depowdering, handling and quality testing of the workpiece being carried out. By dividing processes into the secondary chambers in this way, the actual additive manufacturing process can take place in the main chamber, while straightening and trimming steps as well as quality testing can be relocated to at least two secondary chambers assigned to the main chamber.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden in den mindestens zwei Nebenkammern Vorheiz- und Abkühlstationen integriert, über die gegebenenfalls die Werkstücke temperiert werden können.In a further advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, preheating and cooling stations are integrated in the at least two secondary chambers, via which the workpieces can optionally be tempered.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird innerhalb des kontinuierlichen Kreislaufs gemäß b) ein Pulverförderer automatisch über ein Silo mit einem pulverartigen, additiven Aufbaumaterial befüllt und dieses wird hinsichtlich seiner Restfeuchte, seines Sauerstoffgehalts und seiner qualitativen Eigenschaften über Optikeinheiten kontinuierlich überwacht.In a further development of the method proposed according to the invention, a powder conveyor is automatically filled via a silo with a powder-like, additive building material within the continuous circuit according to b) and this is continuously monitored with regard to its residual moisture content, its oxygen content and its qualitative properties via optical units.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden die Optikeinheiten, die über ein Einkoppelfenster, beispielsweise im oberen Bereich der Hauptkammer verfügen, mittels einer Referenzlichtquelle dahingehend überwacht, ob die Einkoppelfenster eine zunehmende Verschmutzung aufweisen, so dass rechtzeitig ein Eingriff durch einen Bediener oder auf anderem Weg vorgenommen werden kann.In a further advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, the optics units, which have an in-coupling window, for example in the upper area of the main chamber, are monitored using a reference light source to determine whether the in-coupling windows are becoming increasingly dirty, so that intervention by an operator or can be done in another way.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden die Hauptkammer, in der der Laserprozess erfolgt, und die Nebenkammern mit einem Schutzgas inertisiert, d. h. gespült, wobei das Schutzgas mittels selbstabreinigender Filter gereinigt wird sowie kontinuierlich hinsichtlich eines Differenzdrucks, seines Sauerstoffgehalts und seiner Restfeuchte überwacht wird.In a further advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, the main chamber in which the laser process takes place and the secondary chambers are rendered inert with a protective gas, i. H. flushed, with the protective gas being cleaned by means of self-cleaning filters and continuously monitored with regard to differential pressure, its oxygen content and its residual moisture content.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sind die Werkstücke auf den einzelnen Werkstückträgern des Werkstücktransportsystems in Z-Richtung verstellbar; darüber hinaus können während des Betriebs sich einstellende Längenänderungen und/oder Toleranzen ausgeglichen werden, so dass keine Ausschussveredelung entsteht.In a further advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, the workpieces can be adjusted in the Z-direction on the individual workpiece carriers of the workpiece transport system; In addition, changes in length and/or tolerances that occur during operation can be compensated for so that there is no reject processing.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird die Entpulverung der Werkstücke durch Entpulverungseinheiten, insbesondere schwenkbar bewegliche Saug-/Blashauben vorgenommen, welche auf den mit mindestens einem Werkstück versehenen Werkstückträger abgesenkt werden.In an advantageous development of the method proposed according to the invention, the workpieces are depowdered by depowdering units, in particular pivoting suction/blowing hoods, which are lowered onto the workpiece carrier provided with at least one workpiece.

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Fertigungsverfahrens wird am Werkstück verbliebenes, pulverartiges, additives Aufbaumaterial durch Einspülen von Schutzgas in die auf das Werkstück abgesenkte Saug-/Blashaube aufgewirbelt und durch anliegenden Unterdruck aus einem Zwischenraum zwischen dem Werkstückträger und der Saug-/Blashaube abgesaugt. Danach kann das abgesaugte Pulvermaterial wieder seinem Aufbereitungskreislauf zugeführt werden.In an advantageous development of the manufacturing method proposed according to the invention, powdery additive build-up material remaining on the workpiece is whirled up by flushing protective gas into the suction/blast hood lowered onto the workpiece and sucked out of a space between the workpiece carrier and the suction/blast hood by the applied negative pressure. The extracted powder material can then be returned to its processing cycle.

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden die Werkstücke innerhalb der Fertigungsstraße durch ein Portalsystem und/oder Werkstückhandhabungseinheiten gehandhabt, welche in vorteilhafter Weise vakuumbeaufschlagte Greifeinrichtungen aufweisen. Durch die vakuumbeaufschlagten Greifeinrichtungen erfahren die hergestellten Werkstücke eine möglichst schonende Handhabung.In an advantageous development of the method proposed according to the invention, the workpieces are handled within the production line by a portal system and/or workpiece handling units, which advantageously have gripping devices to which a vacuum is applied. Thanks to the vacuum-loaded gripping devices, the workpieces are handled as gently as possible.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden die Hauptkammer und die mindestens zwei Nebenkammern durch Kammertrennungsschleusen miteinander verbunden oder voneinander getrennt, wobei die Kammertrennungsschleusen eine Gasdichtheit der Hauptkammer sowie der mindestens zwei Nebenkammern realisieren und darüber hinaus eine Lasersicherheit in Bezug auf die Hauptkammer herstellen.In a further development of the method proposed according to the invention, the main chamber and the at least two secondary chambers are connected to one another or separated from one another by chamber separation sluices, the chamber separating sluices realizing gas-tightness of the main chamber and the at least two secondary chambers and also creating laser safety in relation to the main chamber.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, insbesondere im Rahmen eines SLM-Prozesses (SLM0020''-- Selective Laser Melting) angewendet, betrifft ein pulverbettbasiertes, additives Fertigungsverfahren für metallische Materialien. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann bei gängigen Systemen und Fertigungslösungen, die sich des SLM-Prozesses bedienen und geringe Taktzeiten aufweisen, eine erhebliche Erhöhung der Taktzeiten erreicht werden. Die Prozesszeit dieser, im Rahmen des SLM-Prozesses abzuarbeitender Fertigungen beträgt üblicherweise mehr als eine Stunde, häufig mehr als 24 Stunden. Für die Serienfertigung mit geringen Taktzeiten von weniger als 30 Minuten oder auch deutlich weniger als 5 Minuten sind gängige Systeme ungeeignet, da die Dauer der Nebenprozesse die Taktzeiten um ein Vielfaches überschreiten würde.The solution proposed according to the invention, used in particular as part of an SLM process (SLM0020″—Selective Laser Melting), relates to a powder-bed-based, additive manufacturing method for metallic materials. With the solution proposed according to the invention, a significant increase in the cycle times can be achieved in common systems and manufacturing solutions that use the SLM process and have short cycle times. The process time of these productions to be processed as part of the SLM process is usually more than one hour, often more than 24 hours. Current systems are unsuitable for series production with short cycle times of less than 30 minutes or even significantly less than 5 minutes, since the duration of the secondary processes would exceed the cycle times many times over.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können erhebliche Vorteile hinsichtlich der erzielbaren Taktzeiten für die Fertigung von Serienteilen mit hoher Varianz erreicht werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann ebenso für beliebige Werkstücke, die in Fertigungszeiten von weniger als 30 Minuten abgeschlossen werden, eingesetzt werden.The solution proposed according to the invention makes it possible to achieve considerable advantages with regard to the achievable cycle times for the production of series parts with a high degree of variance. The solution proposed according to the invention can also be used for any workpieces that are completed in production times of less than 30 minutes.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren bietet darüber hinaus wesentliche Vorteile zur Erhaltung der Maschinenverfügbarkeiten durch Einhalten wichtiger Prämissen zur Maximierung der Komponentenstandzeiten sowie zur Minimierung von Verbrauchsmaterialien. In diesem Zusammenhang ist besonders die erhebliche Minimierung des Verbrauchs von Schutzgas, entweder Ar oder N2 hervorzuheben.The method proposed according to the invention also offers significant advantages for maintaining machine availability by complying with important premises for maximizing component service life and for minimizing consumables. In this context, the considerable minimization of the consumption of protective gas, either Ar or N 2 , is particularly noteworthy.

Darüber hinaus ist das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren in hohem Maße automatisierbar und damit äußerst wartungsarm.In addition, the method proposed according to the invention can be automated to a large extent and is therefore extremely low-maintenance.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorgehensweise erfolgt eine strikte Aufteilung der einzelnen Prozesse in Hauptkammern und mehreren Nebenkammern, welche durch anforderungsoptimierte Transportsysteme jeweils miteinander verbunden sind. Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise eine parallele Bearbeitung von Nebenprozessen und Hauptprozessen erreicht werden. Einer Hauptkammer können zwei oder mehr Nebenkammern zugeordnet werden, in welchen essentielle Nebenprozesse, wie zum Beispiel das Vermessen der Lage des Werkstücks, das Inertisieren, das Entpulvern, die Qualitätsprüfung oder die Handhabung des jeweiligen Werkstücks durchgeführt werden.The procedure proposed according to the invention results in a strict division of the individual processes into main chambers and a number of secondary chambers, which are each connected to one another by means of transport systems optimized for requirements. Furthermore, parallel processing of secondary processes and main processes can be achieved in an advantageous manner. Two or more secondary chambers can be assigned to a main chamber, in which essential secondary processes such as measuring the position of the workpiece, rendering inert, depowdering, quality testing or handling of the respective workpiece are carried out.

Des Weiteren können in vorteilhafter Weise Vorheiz- und Abkühlstationen in die zwei oder mehr Nebenkammern eingefügt werden, so dass eine prozessoptimierte Temperierung des Werkstücks vorgenommen werden kann. Durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ansatz wird der Hauptzeitanteil innerhalb der Hauptkammer, welche aufgrund der optischen Fertigungskomponenten den größten Kostenanteil hat, maximiert und der Bedienereingriff hingegen minimiert, so dass Fehlbedienungen und damit fehlerhafte Produktion weitestgehend ausgeschlossen werden können.Furthermore, preheating and cooling stations can advantageously be inserted into the two or more secondary chambers, so that the workpiece can be tempered in a process-optimized manner. The approach proposed according to the invention maximizes the main time share within the main chamber, which has the largest share of costs due to the optical production components, and operator intervention, on the other hand, is minimized, so that operating errors and thus faulty production can be largely ruled out.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine Automatisierung der Zufuhr des pulverartigen, additiven Aufbaumaterials auf inerte Weise mittels eines Vakuumförderers von einem Silo aus. Innerhalb eines Vorratsbehälters kann der Füllstand des pulverartigen, additiven Aufbaumaterials in oder außerhalb der Anlage kontinuierlich überwacht werden; gleiches gilt für maßgebliche Kenngrößen, wie dessen Restfeuchte und Sauerstoffgehalt. Dadurch kann eine Verringerung der Qualität dieses Materials rechtzeitig detektiert werden und ein rechtzeitiger Austausch vorgenommen werden, für den Fall, dass dieses Material die geforderten Qualitätskriterien nicht mehr erfüllt.The method proposed according to the invention makes it possible to automate the feeding of the powdery, additive building material in an inert manner by means of a vacuum conveyor from a silo. The filling level of the powder-like, additive building material can be continuously monitored within a storage container inside or outside the system; the same applies to relevant parameters such as its residual moisture content and oxygen content. As a result, a reduction in the quality of this material can be detected in good time and a timely replacement can be carried out in the event that this material no longer meets the required quality criteria.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können in vorteilhafter Weise Einkoppelfenster für optische Komponenten hinsichtlich ihres Verschmutzungsgrades überwacht werden, was mittels einer Referenzlichtquelle erfolgt.In the method according to the invention, coupling windows for optical components can advantageously be monitored with regard to their degree of soiling, which is done using a reference light source.

Eine Filterung des noch in der Anlage zirkulierenden Schutzgases erfolgt über selbstabreinigende Filter. Dabei wird das Schutzgas kontinuierlich hinsichtlich seiner Differenzdrucks, seines Sauerstoffgehalts und seiner Restfeuchte überwacht, wohingegen abgeschiedener Staub automatisch entsorgt wird.The inert gas still circulating in the system is filtered by self-cleaning filters. The protective gas is continuously monitored with regard to its differential pressure, its oxygen content and its residual moisture content, while separated dust is automatically disposed of.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Fertigungssystem eingesetzte Werkstückträger verfügen über eine Z-Verstellung und je nach Bedarf über eine Nivelliereinheit, um über die Betriebszeit sich einstellende Längenabweichungen und von Werkstücken eingebrachte Toleranzen auszugleichen. Eine Vermessung der Werkstücklage wird vor jedem SLM-Prozess in einer der Nebenkammern erfasst und mechanisch und optisch während des Prozesses kompensiert. Der Werkstückträger ist in vorteilhafter Weise übergroß ausgelegt, um Prozessemissionen, insbesondere Schmauch und Spritzer, die nicht vollends vom Strom des Schutzgases entfernt werden können, aufzunehmen und nach dem Ende des SLM-Prozesses mit aus der Kammer zu entfernen, damit die Hauptkammer, in welcher der eigentliche Laseraufbauprozess durchgeführt wird, lediglich einer geringen Verschmutzung ausgesetzt ist.Workpiece carriers used in the production system proposed according to the invention have a Z-adjustment and, if required, a leveling unit in order to compensate for length deviations and tolerances introduced by the workpieces over the course of the operating time. A measurement of the workpiece position is recorded before each SLM process in one of the side chambers and mechanically and optically during the process compensated. The workpiece carrier is advantageously designed oversized to absorb process emissions, especially smoke and spatter, which cannot be completely removed by the flow of protective gas, and to remove them from the chamber after the end of the SLM process, so that the main chamber in which the actual laser construction process is carried out is only exposed to a small amount of contamination.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Entpulverung, d. h. die Abfuhr überschüssigen pulverartigen, additiven Aufbaumaterials vom Werkstück mittels einer Saug-/Blashaube, welche so angeordnet ist, dass diese auf den das Werkstück aufnehmenden Werkstückträger absenkbar ist. Durch Einblasen von Schutzgas wird das Aufbaumaterial aufgewirbelt und durch einen anliegenden Unterdruck aus dem Zwischenraum von Haube und Werkstückträger abgesaugt. Alternativ oder zusätzlich können am Werkstückträger Absaugungen in Pulverauffangbereichen angebracht werden, um das pulverartige, additive Aufbaumaterial effizient und prozesssicher zu entfernen. Das entfernte Aufbaumaterial kann inert zu einem Siebsystem transportiert werden und nach der Siebung erneut in den Kreislauf des Aufbaumaterials eingespeist werden.Advantageously, the depowdering, i. H. the removal of excess powder-like, additive build-up material from the workpiece by means of a suction/blowing hood, which is arranged in such a way that it can be lowered onto the workpiece carrier receiving the workpiece. By blowing in protective gas, the construction material is whirled up and sucked out of the space between the hood and the workpiece carrier by the applied negative pressure. Alternatively or additionally, suction devices can be attached to the powder collection areas on the workpiece carrier in order to efficiently and reliably remove the powdery, additive build-up material. The removed build-up material can be transported inertly to a screening system and fed back into the circuit of build-up material after screening.

Die Handhabung der Werkstücke erfolgt innerhalb der Fertigungsstraße durch Handhabungssysteme, die vorzugsweise Vakuumgreifer umfassen. Die Werkstückträger verbleiben stets in der Fertigungsstraße, während für den Transport der Werkstücke außerhalb der Fertigungsstraße ein separates Transportsystem verfügbar ist.The workpieces are handled within the production line by handling systems, which preferably include vacuum grippers. The workpiece carriers always remain in the production line, while a separate transport system is available for transporting the workpieces outside of the production line.

Die mindestens zwei Nebenkammern sowie die Hauptkammer der Fertigungsstraße werden über Kammertrennschleusen voneinander getrennt beziehungsweise durch deren Betätigung miteinander verbunden. Zum Ein- und Ausbringen eines Werkstücks wird ein Werkstückträger von einem Transportband ausgehoben und gegen die Unterseite eines Schieberflanschs gepresst, so dass eine Abdichtung gewährleistet bleibt. Somit kann mit geringem Schutzgasaufwand der Restsauerstoffgehalt des außenliegenden Volumens angeglichen werden, bevor der Schieber zum Ein- und Ausbringen des Werkstücks geöffnet wird.The at least two secondary chambers and the main chamber of the production line are separated from one another via chamber separating sluices or connected to one another by actuating them. To move a workpiece in and out, a workpiece carrier is lifted from a conveyor belt and pressed against the underside of a slide flange so that a seal is guaranteed. The residual oxygen content of the external volume can thus be adjusted with little protective gas expenditure before the slide is opened to insert and remove the workpiece.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann sowohl an einer Fertigungsstraße mit Wechselprinzip als auch an einer Rundtischanlage verwirklicht werden. Die Fertigungsstraße bietet sehr hohe Genauigkeiten für eine qualitativ hochwertige Fertigung.The method proposed according to the invention can be implemented both on a production line with a changeover principle and on a rotary table system. The production line offers very high accuracies for high-quality production.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Anlagenaufbaus einer Fertigungsstraße,
  • 2 nebeneinanderliegend angeordnete Nebenkammern beidseits einer Hauptkammer,
  • 3 Funktionsstruktur des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens nach dem Wechselprinzip und
  • 4 eine Funktionsstruktur des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens gemäß dem Rundtischprinzip
Show it:
  • 1 a schematic representation of a plant structure of a production line,
  • 2 secondary chambers arranged side by side on both sides of a main chamber,
  • 3 Functional structure of the method proposed by the invention according to the alternating principle and
  • 4 a functional structure of the method proposed according to the invention according to the round table principle

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference symbols, with a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt eine schematische Darstellung eine Fertigungsstraße zur Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zur Serienfertigung von Werkstücken 18. In der Fertigungsstraße 10 gemäß der Darstellung in 1 ist das Wechselprinzip verwirklicht, bei welchem eine Hauptkammer 20, in der der eigentliche SLM-Prozess stattfindet, mindestens zwei Nebenkammern 22, 24 zugeordnet sind. Eine Zufuhr von Werkstücken 18 erfolgt über Werkstückträger 16 eines Transportsystems 12, welche Werkstücke 18 in Transportrichtung 14 fördern. Durch die Nutzung von drei Kammern, wie in 1 dargestellt, d. h. der Hauptkammer 20, der ersten Nebenkammer 22 sowie der zweiten Nebenkammer 24, kann, während in der Hauptkammer 20 Werkstücke 18 additiv aufgebaut werden, in einer der Nebenkammern 22, 24 eine Vor- und Nachbereitung für den folgenden Aufbauprozess erfolgen. Es sind in Abweichung von der Darstellung gemäß 1 mehrere Kammern möglich, wenn die Taktzeiten sehr gering sind und trotz Parallelisierung die Nebenprozesse länger andauern als der eigentliche, in der Hauptkammer 20 ablaufende Aufbauprozess gemäß dem SLM-Verfahren. 1 shows a schematic representation of a production line for carrying out the method proposed according to the invention for the series production of workpieces 18. In the production line 10 according to the representation in 1 the exchange principle is implemented, in which a main chamber 20, in which the actual SLM process takes place, is assigned to at least two secondary chambers 22, 24. Workpieces 18 are supplied via workpiece carriers 16 of a transport system 12 which convey workpieces 18 in the transport direction 14 . By using three chambers, as in 1 shown, ie the main chamber 20, the first secondary chamber 22 and the second secondary chamber 24, while in the main chamber 20 workpieces 18 are built up additively, in one of the secondary chambers 22, 24 a preparation and post-processing for the following construction process can take place. There are deviations from the representation according to 1 Several chambers are possible if the cycle times are very short and, despite parallelization, the secondary processes last longer than the actual build-up process taking place in the main chamber 20 according to the SLM method.

In der Darstellung gemäß 1 ist eine Fertigungsstraße 10 beschrieben, in welcher der Hauptkammer 20 die erste Nebenkammer 22 und die zweite Nebenkammer 24 zugeordnet sind. Sobald der Kernprozess, d. h. der eigentliche Aufbauprozess im Rahmen des Laserprozesses 80 und die in den Nebenkammern 22, 24 ablaufenden Nebenprozesse abgeschlossen sind, fährt der Werkstückträger 16 mit den gefertigten Werkstücken 18 aus der Hauptkammer 20 beispielsweise in die erste Nebenkammer 22, während von der zweiten Nebenkammer 24 ein vorbereitetes Werkstück 18 auf einem Werkstückträger 16 in die Hauptkammer 20 gefahren wird. Somit kann der fertige Aufbauauftrag des Werkstücks 18 nachbearbeitet und ein neuer Aufbauauftrag vorbereitet werden, während in der eigentlichen Hauptkammer 20 der Aufbauprozess weiterer Werkstücke 18 fortgeführt wird. Nach erneutem Abschluss der Prozesse fährt der nun neu vorbereitete Aufbaujob von der ersten Nebenkammer 22 in die Hauptkammer 20 ein, während gleichzeitig das fertig aufgebaute Werkstück 18 aus der Hauptkammer 20 in die dieser zugeordnete, auf der rechten Seite angeordnete, zweite Nebenkammer 24 fährt.In the representation according to 1 a production line 10 is described in which the main chamber 20 is assigned the first secondary chamber 22 and the second secondary chamber 24 . Once the core process, ie the actual build pro process within the scope of the laser process 80 and the secondary processes taking place in the secondary chambers 22, 24 have been completed, the workpiece carrier 16 with the finished workpieces 18 moves from the main chamber 20 into the first secondary chamber 22, for example, while a prepared workpiece 18 is brought up from the second secondary chamber 24 a workpiece carrier 16 is moved into the main chamber 20. The finished build-up order for the workpiece 18 can thus be post-processed and a new build-up order can be prepared, while the process of building up further workpieces 18 is continued in the actual main chamber 20 . After the processes have been completed again, the now newly prepared construction job moves from the first secondary chamber 22 into the main chamber 20, while at the same time the finished workpiece 18 moves from the main chamber 20 into the second secondary chamber 24 assigned to it and arranged on the right-hand side.

Für die Optimierung der zulässigen Prozesszeiten kann zugleich eine Inertisierung 100 aus den Nebenkammern 22, 24 heraus in vor- oder nachgelagerte Schleusen ausgelagert werden, während bereits Haupt- und Nebenprozesse in den Haupt- und Nebenkammern 20, 22, 24 stattfinden.In order to optimize the permissible process times, an inerting 100 can be outsourced from the secondary chambers 22, 24 to upstream or downstream locks, while the main and secondary processes are already taking place in the main and secondary chambers 20, 22, 24.

Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass das Transportsystem 12 Schienen 26 umfasst, auf welchen die Werkstückträger 16 mit an diesen aufgenommenen Werkstücken 18 zwischen den einzelnen Kammern 20, 22, 24 transportiert werden. Des Weiteren umfasst die in 1 schematisch dargestellte Fertigungsstraße 10 Werkstückhandhabungseinheiten 28 sowie mindestens eine Entpulverungseinheit 30, die in diesem Fall der ersten Nebenkammer 22 zugeordnet ist. Die Entpulverungseinheit 30 kann als eine schwenkbar angeordnete Saug-/Blashaube 32 ausgebildet sein, welche derart verschwenkt werden kann, dass diese auf einer Abdeckung 34 des Werkstückträgers 16 aufliegt und ein auf dem Werkstückträger 16 aufgenommenes, fertiges Werkstück 18 umschließt.According to the illustration 1 shows that the transport system 12 comprises rails 26, on which the workpiece carriers 16 with the workpieces 18 received on them are transported between the individual chambers 20, 22, 24. Furthermore, the in 1 Schematically illustrated production line 10 workpiece handling units 28 and at least one de-powdering unit 30, which is assigned to the first secondary chamber 22 in this case. The powder removal unit 30 can be designed as a pivotably arranged suction/blowing hood 32 which can be pivoted in such a way that it rests on a cover 34 of the workpiece carrier 16 and encloses a finished workpiece 18 held on the workpiece carrier 16 .

Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass zur Teileinbringung eine geöffnete Schleuse 36 vorliegt und durch Position 38 eine geschlossene Schleuse angedeutet ist.According to the illustration 1 shows that there is an open sluice 36 for partial introduction and a closed sluice is indicated by position 38 .

Aus der schematischen Darstellung der Fertigungsstraße 10 gemäß 1 geht überdies hervor, dass zwischen der Hauptkammer 20 und den beiden Nebenkammern 22, 24 jeweils eine Kammertrennungsschleuse 40, 42 vorgesehen ist. Durch diese kann die Hauptkammer 20 sowohl von der ersten Nebenkammer 22 als auch von der zweiten Nebenkammer 24 getrennt beziehungsweise mit diesen wieder verbunden werden, um einen Transfer von Werkstücken 18 in einer Schutzgasatmosphäre zu ermöglichen.From the schematic representation of the production line 10 according to 1 also shows that a chamber separation lock 40, 42 is provided between the main chamber 20 and the two secondary chambers 22, 24. This allows the main chamber 20 to be separated from both the first secondary chamber 22 and the second secondary chamber 24 or reconnected thereto in order to enable workpieces 18 to be transferred in a protective gas atmosphere.

Bezugszeichen 44 bezeichnet eine weitere Entpulverungseinheit, die in der Darstellung gemäß 1 in der zweiten Nebenkammer 24 angeordnet ist. Mit Bezugszeichen 46 ist eine Aushebeposition mit Schiebeflansch bezeichnet, über welche fertige Werkstücke 18 entnehmbar sind.Numeral 44 designates another depowdering unit shown in FIG 1 is arranged in the second auxiliary chamber 24 . Reference number 46 designates a lifting position with a sliding flange, via which finished workpieces 18 can be removed.

Oberhalb der Hauptkammer 20 befinden sich ein Pulverförderer 48 sowie eine erste Optikeinheit 50 und eine zweite Optikeinheit 52. Diese sind oberhalb des Daches der Hauptkammer 20 derart angeordnet, so dass diese eine Bearbeitungsposition 54 eines Werkstückträgers 16 mit aufzubauendem Werkstück 18 überwachen können.A powder conveyor 48 and a first optics unit 50 and a second optics unit 52 are located above the main chamber 20. These are arranged above the roof of the main chamber 20 in such a way that they can monitor a processing position 54 of a workpiece carrier 16 with a workpiece 18 to be built up.

2 zeigt eine Darstellung der Fertigungsstraße 10 gemäß der Darstellung in 1 in Frontalansicht. In der ersten Nebenkammer 22 sowie der zweiten Nebenkammer 24 befinden sich an deren Dächern jeweils Lageerkennungskameras 56, die über eine Informationsleitung 58 zur Lageerkennung der Werkstücke 18 auf den Werkstückträgern 16 dienen. Unterhalb des Pulverförderers 48 befindet sich ein Pulvervorrat 60 eines pulverartigen, additiven Aufbaumaterials. Der Pulvervorrat 60 ist in einem trichterförmigen Behälter aufgenommen, dem eine Dosiereinheit zugeordnet ist. Über eine Pulverauftragseinheit 62 wird das pulverartige, additive Aufbaumaterial verkapselt durch eine Schutzgaszu- oder abführung 64 dem Werkstück 18 zum Schichtaufbau zugeführt, so dass auf diesem in additiver Weise eine oder mehrere Schichten in Z-Richtung aufgebaut werden können. Während des Aufbauvorgangs ist das Werkstück 18 auf dem Werkstückträger 16 aufgenommen. Während in der ersten Nebenkammer 22 die Entpulverungseinheit 30, ausgeführt als schwenkbare Saug-/Blashaube 32 in ihrer aufrechten Position dargestellt ist, befindet sich diese in der zweiten Nebenkammer 24 gemäß der Darstellung in 2 im abgesenkten Zustand. Die Hauptkammer 20 ist von ihren Nebenkammern 22, 24 jeweils über die Kammertrennungsschleusen 40, 42 getrennt, so dass in jeder der Kammern, d. h. der Hauptkammer 20 und den beiden Nebenkammern 22, 24, Gasdichtheit 102, d. h. Schutzgasatmosphäre herrscht. 2 shows a representation of the production line 10 as shown in FIG 1 in frontal view. In the first secondary chamber 22 and the second secondary chamber 24 there are position detection cameras 56 on their roofs, which are used via an information line 58 to detect the position of the workpieces 18 on the workpiece carriers 16 . Below the powder conveyor 48 is a powder supply 60 of a powder-like, additive building material. The powder supply 60 is accommodated in a funnel-shaped container, which is assigned a dosing unit. The powder-like, additive build-up material is encapsulated via a powder application unit 62 and fed to the workpiece 18 for layer build-up by a protective gas supply or discharge line 64, so that one or more layers can be built up additively in the Z-direction. The workpiece 18 is held on the workpiece carrier 16 during the assembly process. While the depowdering unit 30, designed as a swiveling suction/blowing hood 32, is shown in its upright position in the first secondary chamber 22, it is located in the second secondary chamber 24 as shown in FIG 2 in the lowered state. The main chamber 20 is separated from its secondary chambers 22, 24 via the chamber separation locks 40, 42, so that in each of the chambers, ie the main chamber 20 and the two secondary chambers 22, 24, there is gas tightness 102, ie an inert gas atmosphere.

Die beiden Nebenkammern 22, 24 sind jeweils über eine Schiene 26 mit ein oder mehreren unabhängigen Werkstückträgern 16 oder zwei einzelnen Achssystemen mit der hier mittig dargestellten Hauptkammer 20, in welcher der Laserprozess 80 abläuft, verbunden. Die beiden Nebenkammern 22, 24 sind über die Kammertrennungsschleusen 40, 42 voneinander getrennt, um das bewegte Schutzgasvolumen kleinstmöglich zu halten. Zur prozesssicheren Serienfertigung sind Einkoppelfenster für die Optikeinheiten 50, 52 vorgesehen. Über die auf dem Dach der Hauptkammer 20 angeordneten beiden Optikeinheiten 50, 52 und ein hier nicht näher dargestelltes Einkoppelfenster erfolgt eine Einkopplung von Laserstrahlung, wodurch die notwendige Laserleistung in die als Prozesskammer zur Durchführung des Laserprozesses 80 dienende Hauptkammer 20 eingekoppelt wird. Durch Schutzgasein- und auslässe 64 wird eine Schutzgasströmung generiert, die die Prozessemissionen von den Einkoppelfenstern wegströmen lässt, um deren Verschmutzung zu minimieren.The two secondary chambers 22, 24 are each connected via a rail 26 with one or more independent workpiece carriers 16 or two individual axis systems with the main chamber 20 shown here in the middle, in which the laser process 80 takes place. The two secondary chambers 22, 24 are separated from one another by the chamber separation locks 40, 42 in order to keep the volume of protective gas moved as small as possible. Coupling windows for the optical units 50, 52 are provided for reliable series production. About the arranged on the roof of the main chamber 20 two optics units 50, 52 and not here In the coupling window shown in more detail, laser radiation is coupled, as a result of which the necessary laser power is coupled into the main chamber 20 serving as a process chamber for carrying out the laser process 80 . A protective gas flow is generated by protective gas inlets and outlets 64, which allows the process emissions to flow away from the coupling windows in order to minimize their contamination.

An den Seiten der einzelnen Kammern, d. h. der Hauptkammer 20 sowie der beiden Nebenkammern 22, 24, können Schieber angeordnet sein, um die Hauptkammer 20 während der Durchführung des SLM-Prozesses von den beiden hier dargestellten Nebenkammern 22, 24 zu trennen. Der Werkstückträger 16 zur Aufnahme der Werkstücke 18 kann über eine eigene Z-Verstellung verfügen mit geringem Hub sowie einer Spanntechnik, um die einzelnen Werkstücke 18 zu fixieren. Der Aufbau des Werkstückträgers 16 sitzt dabei auf einer Achse, derart, dass dieser zwischen der Hauptkammer 20 und einer der beiden Nebenkammern 22, 24 verfährt. Beim Verfahren entlang dieser Achse beziehungsweise der Schienen 26 kann die Z-Achse auf die unterste Position abgesenkt werden, um bei Bedarf unter bestehenden anderen Komponenten hindurchtauchen zu können. Hinsichtlich einer Entpulverung 94 wird die Z-Achse genutzt, um gegen die Entpulverungseinheit 30 in Gestalt einer Saug-/Blashaube 32 eine Abdichtung herbeiführen zu können.On the sides of each chamber, i. H. of the main chamber 20 and the two secondary chambers 22, 24, sliders can be arranged in order to separate the main chamber 20 from the two secondary chambers 22, 24 shown here while the SLM process is being carried out. The workpiece carrier 16 for accommodating the workpieces 18 can have its own Z adjustment with a small stroke and clamping technology in order to fix the individual workpieces 18 in place. The structure of the workpiece carrier 16 is seated on an axis in such a way that it moves between the main chamber 20 and one of the two secondary chambers 22 , 24 . When moving along this axis or the rails 26, the Z-axis can be lowered to the lowest position in order to be able to dive under other existing components if necessary. With regard to a depowdering 94, the Z-axis is used in order to be able to bring about a seal against the depowdering unit 30 in the form of a suction/blowing hood 32.

Der Pulvervorrat 60 ist statisch in der Hauptkammer 20 aufgenommen und wird von einem externen Silo aus befüllt. Der Pulvervorrat 60 wird über eine Vakuumfördertechnik, Zylinder und Optik befüllt, um das für die Durchführung des Laserprozesses 80 erforderliche pulverartige, additive Aufbaumaterial in der Hauptkammer 20 bereitstellen zu können. Das pulverartige, additive Aufbaumaterial wird von der Oberseite auf die Werkstückträger 16 beziehungsweise das darin aufgenommene Werkstück 18 dosiert und die Pulverauftragseinheit 62 auf die jeweils erforderliche Schichtdichte eingestellt. Zu diesem Zweck kann der Werkstückträger 16 eine Distanz zur Seite zurücklegen, damit das pulverartige, additive Aufbaumaterial unmittelbar auf den Werkstückträger 16 und nicht auf Teilen der Hauptkammer 20 abgelegt wird. Überschüssiges pulverartiges, additives Aufbaumaterial wird vom Auftragsmechanismus in einen seitlich anzuordnenden Pulverüberlauf am jeweiligen Werkstückträger 16 geschoben. Bei auftretendem Bedarf, entweder um die Prozesszeit zu optimieren oder um mehrere pulverartige, additive Aufbaumaterialien zu verarbeiten, kann symmetrisch zur Mittelposition ein zweiter Pulvervorrat inklusive Dosierung angeordnet werden. The powder supply 60 is held statically in the main chamber 20 and is filled from an external silo. The powder supply 60 is filled via a vacuum conveying system, cylinder and optics in order to be able to provide the powder-like, additive building material in the main chamber 20 that is required for carrying out the laser process 80 . The powder-like, additive build-up material is metered from the top onto the workpiece carrier 16 or the workpiece 18 accommodated therein, and the powder application unit 62 is set to the layer density required in each case. For this purpose, the workpiece carrier 16 can cover a distance to the side so that the powder-like, additive building material is deposited directly on the workpiece carrier 16 and not on parts of the main chamber 20 . Excess powder-like, additive build-up material is pushed by the application mechanism into a powder overflow to be arranged laterally on the respective workpiece carrier 16. If the need arises, either to optimize the process time or to process several powder-like, additive building materials, a second powder supply including dosing can be arranged symmetrically to the middle position.

Während der Durchführung des Laserprozesses 80 ist es möglich, dass der Werkstückträger 16 entlang der Schiene 26 verfährt, um Positionsfehler der Optikeinheiten 50, 52 zu minimieren. Die genaue Prozessführung sowie die Aufteilung sind dabei abhängig von der jeweiligen Konfiguration des Werkstücks 16. Bei den in den Nebenkammern 22, 24 ablaufenden Nebenprozessen ist zwischen vor- und nachgelagerten Nebenprozessen zu unterscheiden. Beide Arten finden jedoch gleichermaßen in beiden als Nebenprozesskammern dienenden Nebenkammern 22 und 24 statt, da die Werkstücke 18 nicht die Stationen von links nach rechts durchlaufen, sondern von vorne nach hinten.While the laser process 80 is being carried out, it is possible for the workpiece carrier 16 to move along the rail 26 in order to minimize positional errors in the optics units 50, 52. The exact process management and the division are dependent on the respective configuration of the workpiece 16. In the case of the secondary processes taking place in the secondary chambers 22, 24, a distinction must be made between upstream and downstream secondary processes. However, both types take place equally in the two secondary chambers 22 and 24 serving as secondary process chambers, since the workpieces 18 do not pass through the stations from left to right, but from front to back.

Anhand der 3 und 4 werden die Nebenprozesse, die in den Nebenkammern 22, 24 gemäß den 1 und 2 ablaufen, oder an einem in 4 dargestellten Rundtisch 130, der um eine Rotationsachse 132 bewegbar ist, erklärt.Based on 3 and 4 are the secondary processes in the secondary chambers 22, 24 according to the 1 and 2 expire, or on an in 4 illustrated rotary table 130, which is movable about an axis of rotation 132, explained.

Gemäß 3 erfolgt ein Prozessablauf 70 dahingehend, dass mehrere Teilprozesse einander überlagern. Mit Bezugszeichen 72 ist beispielsweise ein Kreislauf des pulverartigen, additiven Aufbaumaterials bezeichnet. Bezugszeichen 74 bezeichnet einen Schutzgaskreislauf, wohingegen die Bezugszeichen 76 und 78 Werkstückpfade bezeichnen, welche die Werkstücke 18 im Rahmen von vorgeschalteten und nachgeschalteten Prozessen, ausgehend von und unter Einbeziehung der Nebenkammern 22, 24, vor oder nach dem in der Hauptkammer 20 ablaufenden Laserprozess 80 nehmen.According to 3 A process sequence 70 takes place in that several sub-processes overlap one another. Reference number 72 designates, for example, a circuit of the powdery, additive building material. Reference number 74 denotes a protective gas circuit, whereas reference numbers 76 and 78 denote workpiece paths which the workpieces 18 take in the context of upstream and downstream processes, starting from and including the secondary chambers 22, 24, before or after the laser process 80 running in the main chamber 20 .

Als vorgelagerter Schritt ist zu nennen, dass nach einem Werkstückbereitstellungsschritt 82 und einem Werkstückzufuhrschritt 84 in einem Werkstückhalteschritt 86 eine Werkstücklagevermessung 88 erfolgt. Dabei erfolgt die Vermessung einer Großkarte zu Referenzmarkern auf dem Werkstückträger 16. Dies erfolgt durch optische Vermessung, wobei die Korrekturwerte für die Bearbeitung dieser Werkstücke 18 mit den von der Optik vorgehaltenen verrechnet werden, sofern das Werkstück 18 ein endgültiges Bauteil darstellt. Andernfalls werden die im Werkstückvermessungsschritt 88 erhaltenen Daten genutzt, um das Werkstück 18 mittels eines Referenzkoordinatensystems relativ zum Pulverauftrag 62 auszurichten. Falls die räumliche Positionierung der Werkstücke 18 nicht reproduzierbar ist, kann der Werkstückträger 16 eine Nivelliereinheit aufweisen, um die Position des Werkstücks 18 im Raum genau auf die Referenzebene einzustellen, welche von der Optik auf die Pulverauftragseinheit 62 benötigt wird.As a preceding step, it should be mentioned that after a workpiece preparation step 82 and a workpiece supply step 84 , a workpiece position measurement 88 takes place in a workpiece holding step 86 . A large map is measured for reference markers on the workpiece carrier 16. This is done by optical measurement, with the correction values for processing these workpieces 18 being offset against those provided by the optics, provided the workpiece 18 represents a final component. Otherwise, the data obtained in the workpiece measurement step 88 is used to align the workpiece 18 relative to the powder application 62 using a reference coordinate system. If the spatial positioning of the workpieces 18 is not reproducible, the workpiece carrier 16 can have a leveling unit in order to precisely adjust the position of the workpiece 18 in space to the reference plane required by the optics on the powder application unit 62 .

Als weiterer, nachgelagerter Schritt, der in den beiden Nebenkammern 22, 24 abläuft, steht die Entpulverung 94 im Fokus. Hierbei wird die Oberfläche des Werkstücksträgers 16 mit der Z-Achse des Werkstücks 18 von unten her gegen einen Rahmen gepresst. Von oben setzt gleichzeitig die als Entpulverungseinheit 30 dienende schwenkbare Saug-/Blashaube 32 auf dem Rahmen auf. Die Saug-/Blashaube 32 ist mit Schutzgaseinlässen und einer Absaugung versehen; alternativ können zusätzlich oder separat Pulverüberläufe mit einem zusätzlichen Absauganschluss vorgesehen werden. Durch das Einblasen von Schutzgas wird das auf dem Werkstück 18 möglicherweise noch anhaftende pulverartige, additive Aufbaumaterial aufgewirbelt und mitsamt der innerhalb der schwenkbaren Saug-/Blashaube 32, die nun über das Werkstück 18 gestülpt ist, aus dem Volumen zwischen Haube und Werkstückträger 16 abgesaugt. Jede Verschmutzung, die auf dem Werkstückträger 16 oder umgebenden Komponenten verbleibt, wird sich über die Vielzahl von Werkstücken 18 akkumulieren und ist entsprechend zu vermeiden, um Reinigungsaufwand durch Wartung und damit einhergehende Stillstandszeiten gering zu halten. Die Kammern, d. h. die Hauptkammer 20 und die Nebenkammern 22, 24 sind so ausgeführt, dass Platz für mögliche weitere Nebenprozesse zur Verfügung steht, wie beispielsweise einen zweiten Reinigungsschritt oder eine möglicherweise noch durchzuführende Qualitätsprüfung.As a further, downstream step, which takes place in the two secondary chambers 22, 24, the focus is on de-powdering 94. Here, the surface of the workpiece carrier 16 is pressed with the Z-axis of the workpiece 18 from below against a frame. At the same time, as Entpul Verungeinheit 30 serving pivotable suction / blowing hood 32 on the frame. The suction/blowing hood 32 is provided with protective gas inlets and suction; alternatively, powder overflows with an additional suction connection can be provided additionally or separately. By blowing in protective gas, the powdery additive build-up material possibly still adhering to the workpiece 18 is whirled up and sucked out of the volume between the hood and the workpiece carrier 16 together with the swiveling suction/blowing hood 32, which is now slipped over the workpiece 18. Any contamination that remains on the workpiece carrier 16 or surrounding components will accumulate over the large number of workpieces 18 and is to be avoided accordingly in order to keep the cleaning effort due to maintenance and the associated downtimes low. The chambers, ie the main chamber 20 and the secondary chambers 22, 24 are designed in such a way that space is available for possible additional secondary processes, such as a second cleaning step or a quality check that may still have to be carried out.

Die Handhabung der Werkstücke 18 kann senkrecht zur Haupt- oder Nebenprozessachse orientiert sein, während die Bewegung des Werkstückträgers 16 auf den Schienen 26 parallel erfolgt. Die Teilezufuhr der einzelnen Werkstückträger 16 mit vorkonfektionierten Werkstücken 18 kann über ein separates Transportband beispielsweise auf der Anlagenvorderseite der Fertigungsstraße 10, wie sie in 1 schematisch dargestellt ist, erfolgen.The handling of the workpieces 18 can be oriented perpendicularly to the main or secondary process axis, while the movement of the workpiece carrier 16 on the rails 26 takes place in parallel. The supply of parts to the individual workpiece carriers 16 with prefabricated workpieces 18 can be carried out via a separate conveyor belt, for example on the front side of the production line 10, as shown in 1 is shown schematically, take place.

Zum Einbringen der Werkstücke 18 können die Werkstückträger 16 des Transportsystems 12 aus einem Transportband oder aus Schienen 26 herausgehoben werden und gegen die Unterseite einer der beiden Nebenkammern 22, 24 gepresst werden. Dies erlaubt eine automatische Abdichtung zur Umgebungsatmosphäre und eine Minimierung des zu inertisierenden Volumens, d. h. desjenigen Volumens, welches unter Schutzgasatmosphäre zu stellen und zu halten ist. Durch das Einlassen von Schutzgas während des Andockprozesses kann zudem eine Vorinertisierung vorgenommen werden. Sobald der notwendige Sauerstoffgehalt erreicht ist, öffnet eine der Kammertrennungsschleusen 40, 42 zur entsprechenden Nebenkammer 22, 24 und das Werkstück 18 kann beispielsweise über die Werkstückhandhabungseinheit 28 mittels eines Vakuumgreifers oder dergleichen oder über einen Portalgreifer auf den Werkstückträger 16 der Schiene 26 gesetzt und dort eingespannt werden. Durch die Reihenschaltung von Abhol- oder Andockpositionen ist darauf zu achten, dass stets ein Werkstückträger 16 inklusive Werkstück 18 zur jeweiligen Nebenkammer 22, 24 durchgelassen wird, um auch dort stets Werkstücke 18 bereitstellen und vorbearbeiten zu können. Sobald ein Werkstück 18 entnommen wird, wird die jeweilige Kammertrennungsschleuse 40, 42 geschlossen und der Werkstückträger 16 auf das Transportband heruntergesetzt. Von dort aus kann der Transport des Werkstückträgers 16 zur Rückseite der Anlage durchgeführt werden.To bring in the workpieces 18, the workpiece carriers 16 of the transport system 12 can be lifted out of a conveyor belt or rails 26 and pressed against the underside of one of the two secondary chambers 22, 24. This allows automatic sealing to the ambient atmosphere and minimization of the volume to be inerted, i. H. of that volume which is to be placed and kept under a protective gas atmosphere. Pre-inerting can also be carried out by letting in protective gas during the docking process. As soon as the necessary oxygen content is reached, one of the chamber separation locks 40, 42 opens to the corresponding secondary chamber 22, 24 and the workpiece 18 can be placed on the workpiece carrier 16 of the rail 26 and clamped there, for example via the workpiece handling unit 28 by means of a vacuum gripper or the like or via a portal gripper become. Due to the series connection of pick-up or docking positions, care must be taken to ensure that a workpiece carrier 16 including a workpiece 18 is always let through to the respective secondary chamber 22, 24, so that workpieces 18 can always be made available and pre-processed there. As soon as a workpiece 18 is removed, the respective chamber separation lock 40, 42 is closed and the workpiece carrier 16 is lowered onto the conveyor belt. From there, the workpiece carrier 16 can be transported to the rear of the system.

Eine Ausbringung der fertigen Werkstücke 18, beispielsweise Schritte 96, 98 in der Darstellung gemäß den 3 und 4, erfolgt im Wesentlichen gleichermaßen. Hierzu wird ein leerer Werkstückträger 16 zu Transportzwecken auf der Rückseite der Anlage aus dem jeweiligen Transportband beziehungsweise aus der Schiene 26 herausgehoben und gegen eine Rückseite einer jeweiligen Nebenkammer 22, 24 gepresst. Nach der Inertisierung 100 der jeweiligen Nebenkammer 22, 24 kann die jeweilige Kammertrennungsschleuse 40, 42 geöffnet werden und ein fertiges Werkstück 18 darauf abgelegt werden und somit aus der Anlage herausbefördert werden.An output of the finished workpieces 18, for example steps 96, 98 in the representation according to FIG 3 and 4 , is essentially the same. For this purpose, an empty workpiece carrier 16 is lifted out of the respective conveyor belt or rail 26 on the rear side of the system for transport purposes and pressed against a rear side of a respective secondary chamber 22 , 24 . After the respective secondary chamber 22, 24 has been rendered inert 100, the respective chamber separation lock 40, 42 can be opened and a finished workpiece 18 can be placed on it and thus conveyed out of the system.

In Bezug auf die 3 und 4 sei noch erwähnt, dass durch Bezugszeichen 86 jeweils Werkstückhalteschritte bezeichnet sind und Bezugszeichen 92 jeweils Werkstückbewegungsschritte bezeichnet. Gegebenenfalls kann ein Korrekturschritt 90 zur Lagekorrektur der Werkstücke 18 erforderlich sein.Regarding the 3 and 4 it should also be mentioned that reference numeral 86 designates workpiece holding steps and reference numeral 92 designates workpiece movement steps. If necessary, a correction step 90 for correcting the position of the workpieces 18 may be necessary.

Im Rahmen der Inertisierung 100 wird durch die Kammertrennungsschleusen 40, 42 einerseits im Hinblick auf die beiden Nebenkammern 22, 24 deren Gasdichte 102 gewährleistet und in Bezug auf die Hauptkammer 20, in welcher der Laserprozess 80, d. h. der eigentliche Aufbauprozess abläuft, deren Lasersicherheit 104 hergestellt.As part of the inerting 100, the chamber separation locks 40, 42 ensure their gas tightness 102 with regard to the two secondary chambers 22, 24 and with regard to the main chamber 20, in which the laser process 80, d. H. the actual construction process takes place, the laser safety of which is 104 established.

Im Rahmen des Kreislaufs 72 zur Wiederaufarbeitung von entpulvertem, additivem Aufbaumaterial wird dieses bei Schritt 106 gesiebt, bevor es im Rahmen einer Materialzufuhr 108 beispielsweise in den Pulvervorrat 60 mit Dosiereinheit gelangt. In dem Pulvervorrat 60 wird das pulverartige, gesiebte additive Aufbaumaterial im Rahmen eines Materialhalteschritts 110 gehalten und vor Verwendung im Rahmen eines Dosierschritts 112 je nach Erfordernis des Schichtherstellungschritts 114 dosiert, bevor es auf das Werkstück 18 im Rahmen einer neuen Schicht in Z-Richtung aufgebaut wird.As part of circuit 72 for reprocessing depowdered, additive construction material, this is sieved in step 106 before it reaches, for example, powder supply 60 with a dosing unit as part of a material supply 108 . The powder reservoir 60 holds the powdered, sieved additive build material as part of a material holding step 110 and prior to use as part of a metering step 112 is metered as required by the layering step 114 prior to being built up on the workpiece 18 as part of a new Z-direction layer .

Das in der Hauptkammer 20 befindliche, jeweils in Z-Richtung aufzubauende Werkstück 18, aufgenommen auf dem Werkstückträger 16, ist zuvor je nach Intensitätsformungsschritt 116 und Laser-2D-Ablenkung 118 im Rahmen eines Belichtungsschritts 120 derart vorbereitet, dass, wie in 2 angedeutet, im Rahmen der Schutzgaszu- und abführung 64 die entsprechende Schicht im Schichtherstellungsschritt 114 in Z-Richtung aufgebaut werden kann.The workpiece 18, which is located in the main chamber 20 and is to be built up in the Z-direction, is held on the workpiece carrier 16 and, depending on the intensity shaping step 116 and the laser 2D deflection 118, is prepared beforehand as part of an exposure step 120 in such a way that, as in 2 indicated, as part of the protective gas supply and discharge 64, the corresponding layer in Layer manufacturing step 114 can be built up in the Z-direction.

In Bezug auf 4 ist zu erwähnen, dass gemäß dem Rundtischprinzip das jeweils aufzubauende Werkstück 18 stets im Werkzeughalteschritt 86 verbleibt und sich der Rundtisch 130 entsprechend der eingestellten Rotationsrichtung 136 zur Darstellung des Werkstückvorschubs an der Hauptkammer 20, den beiden Nebenkammern 22, 24 und gegebenenfalls entlang einer weiteren, dritten Nebenkammer 134, wo eine Be- und Entladung stattfindet, bewegt.In relation to 4 It should be mentioned that, according to the rotary table principle, the workpiece 18 to be assembled always remains in the tool holding step 86 and the rotary table 130 moves according to the set direction of rotation 136 to represent the workpiece feed on the main chamber 20, the two secondary chambers 22, 24 and, if necessary, along a further, third Auxiliary chamber 134, where loading and unloading takes place, moves.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass im Rahmen des Schutzgaskreislaufs 74 ein Schutzgas, wie beispielsweise Argon oder Stickstoff, zirkuliert, welches eine Schutzgasfilterung beziehungsweise Umwälzung 122 zur Wiederaufbereitung durchläuft. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann das Volumen des in den einzelnen Kammern, d. h. der Hauptkammer 20 beziehungsweise den beiden Nebenkammern 22, 24 und gegebenenfalls innerhalb der weiteren, dritten Nebenkammer 134 bevorratete Schutzgasvolumen minimal gehalten werden.For the sake of completeness, it should also be mentioned that a protective gas, such as argon or nitrogen, circulates within the framework of the protective gas circuit 74, which gas passes through a protective gas filter or circulation 122 for reprocessing. The method proposed according to the invention can increase the volume of the in the individual chambers, d. H. the main chamber 20 or the two secondary chambers 22, 24 and optionally within the further, third secondary chamber 134 stored protective gas volume are kept to a minimum.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Claims (13)

Verfahren zur Serienfertigung von Werkstücken (18) nach einem pulverbettbasierten, additiven Fertigungsverfahren für metallische Werkstoffe in einer Fertigungsstraße (10) oder an einem um eine Rotationsachse (132) bewegbaren Rundtisch (130) mit zumindest nachfolgenden Verfahrensschritten: a) Einbringen von Werkstücken (18) in mindestens eine, einer Inertisierung (100) unterlegenen Nebenkammer (22, 24, 134) mit einem Lageerkennungsschritt (88) und einer Lagekorrektur (90) des Werkstücks (18), b) Überführen des gemäß a) präparierten Werkstücks (18) in eine einer Inertisierung (100) unterliegenden Hauptkammer (20), Belichtung (120) einer Struktur des Werkstücks (18) mittels eines Laserprozesses (80) und Herstellung (114) einer additiven Schicht am Werkstück (18) innerhalb der Hauptkammer (20), c) Bewegung (92) des Werkstücks (18) aus der Hauptkammer (20) in eine der Nebenkammern (22, 24, 134) und Entpulverung (94) des Werkstücks (18), d) wobei während der Verfahrensschritte b) und c) ein pulverartiges, additives Aufbaumaterial einen kontinuierlichen Kreislauf (72) durchläuft, in welchem es verschiedene Wiederaufarbeitungsstufen (106, 108, 110, 112) durchläuft.Method for the series production of workpieces (18) using a powder bed-based, additive manufacturing method for metallic materials in a production line (10) or on a rotary table (130) that can be moved about an axis of rotation (132), with at least the following method steps: a) Introduction of workpieces (18) into at least one secondary chamber (22, 24, 134) subject to inerting (100) with a position detection step (88) and a position correction (90) of the workpiece (18), b) Transferring the workpiece (18) prepared according to a) into a main chamber (20) subject to inerting (100), exposure (120) of a structure of the workpiece (18) by means of a laser process (80) and production (114) of an additive layer on the workpiece (18) within the main chamber (20), c) movement (92) of the workpiece (18) from the main chamber (20) into one of the secondary chambers (22, 24, 134) and de-powdering (94) of the workpiece (18), d) wherein during method steps b) and c) a powder-like, additive building material runs through a continuous cycle (72) in which it runs through various reprocessing stages (106, 108, 110, 112). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkammer (20), in der der Laserprozess (80) durchgeführt wird, alternierend von der ersten Nebenkammer (22) oder der zweiten Nebenkammer (24) mit Werkstücken (18) beschickt wird.procedure according to claim 1 , characterized in that the main chamber (20), in which the laser process (80) is carried out, is loaded alternately from the first secondary chamber (22) or the second secondary chamber (24) with workpieces (18). Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstückvorschub der Werkstücke (18) über Werkstückträger (16) eines Transportsystems (12) in Transportrichtung (14) erfolgt, oder ein Werkstückvorschub durch Drehung des Rotationstischs (130) um die Rotationsachse (132) entlang der Hauptkammer (20), der ersten und zweiten Nebenkammer (22, 24) und einer dritten Nebenkammer (134) erfolgt.Procedure according to claims 1 and 2 , characterized in that the workpieces (18) are fed via the workpiece carrier (16) of a transport system (12) in the transport direction (14), or the workpieces are fed by rotating the rotary table (130) about the axis of rotation (132) along the main chamber (20 ), the first and second secondary chambers (22, 24) and a third secondary chamber (134). Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (18) in den der Hauptkammer (20) zugeordneten Nebenkammern (22, 24, 134) parallel bearbeitet werden und eine Werkstückvermessung (88), eine Lagekorrektur (90), die Inertisierung (100), eine Entpulverung (94), eine Handhabung und eine Qualitätsprüfung der Werkstücke (18) vorgenommen wird.Procedure according to claims 1 until 3 , characterized in that the workpieces (18) are processed in parallel in the secondary chambers (22, 24, 134) assigned to the main chamber (20) and workpiece measurement (88), position correction (90), inerting (100), powder removal (94), a handling and a quality check of the workpieces (18) is carried out. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den mindestens zwei Nebenkammern (22, 24, 134) Vorheiz- und Abkühlstationen enthalten sind, mit welchen die Werkstücke (18) temperiert werden.Procedure according to claims 1 until 4 , characterized in that the at least two secondary chambers (22, 24, 134) contain preheating and cooling stations with which the workpieces (18) are tempered. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des kontinuierlichen Kreislaufs (72) des pulverartigen, additiven Aufbaumaterials gemäß b) ein Pulverförderer (48) automatisch über ein Silo befüllt wird und das pulverartige, additive Aufbaumaterial hinsichtlich seiner Restfeuchte, seines Sauerstoffgehalts und seiner Qualität über Optikeinheiten (50, 52) kontinuierlich überwacht wird.Procedure according to claims 1 until 5 , characterized in that within the continuous circuit (72) of the powder-like, additive building material according to b), a powder conveyor (48) is automatically filled via a silo and the powder-like, additive building material with regard to its residual moisture content, its oxygen content and its quality via optical units (50 , 52) is continuously monitored. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikeinheiten (50, 52) mit Einkoppelfenstern versehen sind, die mittels einer Referenzlichtquelle auf Verschmutzung überwacht werden.Procedure according to claims 1 until 6 , characterized in that the optics units (50, 52) are provided with in-coupling windows which are monitored for contamination by means of a reference light source. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkammer (20), in welcher der Laserprozess (80) erfolgt, und die mindestens zwei Nebenkammern (22, 24, 134) mit einem Schutzgas inertisiert werden, wobei das Schutzgas mittels selbstabreinigender Filter gefiltert wird und kontinuierlich hinsichtlich eines Differenzdrucks, seines Sauerstoffgehalts und seiner Restfeuchte überwacht wird.Procedure according to claims 1 until 7 , characterized in that the main chamber (20), in which the laser process (80) takes place, and the at least two secondary chambers (22, 24, 134) are rendered inert with a protective gas, the protective gas being filtered by means of self-cleaning filters and continuously with regard to a Differential pressure, its oxygen content and its residual moisture is monitored. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (18) auf den Werkstückträgern (16) in Z-Richtung verstellbar sind und während des Betriebs sich einstellende Längenabweichungen und/oder Toleranzen ausgeglichen werden.Procedure according to claims 1 until 8th , characterized in that the workpieces (18) on the workpiece carriers (16) can be adjusted in the Z direction and length deviations and/or tolerances that occur during operation are compensated for. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entpulverung (94) der Werkstücke (18) durch Entpulverungseinheiten (30), insbesondere verschwenkbare Saug-/Blashauben (32), vorgenommen wird, welche auf den mit mindestens einem Werkstück (18) versehenen Werkstückträgern (16) abgesenkt werden.Procedure according to claims 1 until 9 , characterized in that the depowdering (94) of the workpieces (18) is carried out by depowdering units (30), in particular pivotable suction/blowing hoods (32), which are lowered onto the workpiece carriers (16) provided with at least one workpiece (18). become. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das am Werkstück (18) verbliebene pulverartige, additive Aufbaumaterial durch Einblasen von Schutzgas in die auf das Werkstück (18) abgesenkte Saug-/Blashaube (32) aufgewirbelt und durch anliegenden Unterdruck aus einem Zwischenraum zwischen Werkstückträger (16) und der Saug-/Blashaube (32) abgesaugt wird.Method according to one of Claims 1 until 10 , characterized in that the powder-like, additive build-up material remaining on the workpiece (18) is whirled up by blowing protective gas into the suction/blast hood (32) lowered onto the workpiece (18) and is evacuated from an intermediate space between the workpiece carrier (16) and the suction/blowing hood (32) is sucked off. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (18) innerhalb der Fertigungsstraße (10) durch ein Portalystem und/oder Werkstückhandhabungseinheiten (28) gehandhabt werden, welche vakuumbeaufschlagte Greifeinrichtungen umfassen.Method according to one of Claims 1 until 11 , characterized in that the workpieces (18) within the production line (10) by a Portal system and / or workpiece handling units (28) are handled, which comprise vacuum-loaded gripping devices. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkammer (20) und die mindestens zwei Nebenkammern (22, 24, 134) durch Kammertrennungsschleusen (40, 42) miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden, welche eine Gasdichtheit (102) der Hauptkammer (20) und der mindestens zwei Nebenkammern (22, 24, 134) und eine Lasersicherheit (104) der Hauptkammer (20) herstellen.Method according to one of Claims 1 until 12 , characterized in that the main chamber (20) and the at least two secondary chambers (22, 24, 134) are connected to one another or separated from one another by chamber separation locks (40, 42), which ensure gas tightness (102) of the main chamber (20) and the at least create two secondary chambers (22, 24, 134) and a laser safety (104) of the main chamber (20).
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