DE102021213053A1 - Production of a three-dimensional component using a powder-based additive 3D printing process and device for carrying out the process - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird u.a. ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (2), welches Verfahren folgendes umfasst:- Ausbildung einer Schicht (5) aus einem pulverbasierten Baumaterial (6),- selektives Auftragen eines Bindemittels (8) auf das Baumaterial (6),- selektives Auftragen zumindest eines Zusatzstoffes (10) auf das Baumaterial (6), welcher Zusatzstoff (10) befähigt oder dazu angepasst ist, den Reflexionsgrad des Baumaterials (6) bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung zu verändern, und- Aufbringen von Wärme in Form von Wärmestrahlung auf die Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6) samt Bindemittel (8) und dem zumindest einen den Reflexionsgrad des Baumaterials (6) bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung verändernden Zusatzstoff (10) derart, dass in Abhängigkeit des Reflexionsgrades eine selektiv unterschiedliche Wärmeaufnahme der Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6) samt Bindemittel (8) und dem zumindest einen Zusatzstoff (10) zu verzeichnen ist.Among other things, a method for producing a three-dimensional component (2) is proposed, which method comprises the following: - formation of a layer (5) from a powder-based building material (6), - selective application of a binding agent (8) to the building material (6), - selective application of at least one additive (10) to the building material (6), which additive (10) enables or is adapted to change the degree of reflection of the building material (6) with regard to thermal radiation impinging on the same, and application of heat in the form of thermal radiation onto the layer (5) of powder-based building material (6) including a binder (8) and the at least one additive (10) that changes the degree of reflection of the building material (6) with regard to thermal radiation striking the same, in such a way that, depending on the degree of reflection, a selectively different heat absorption of the Layer (5) made of powder-based building material (6) together with the binder (8) and the at least one additive (10).

Description

Die Erfindung betrifft in Anlehnung an das an sich bekannte pulverbasierte additive 3D-Druck-Verfahren die Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes gemäß der Merkmalskombination des Anspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft dieselbe ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Based on the powder-based additive 3D printing method known per se, the invention relates to the production of a three-dimensional object according to the combination of features of claim 1 of the invention. According to claim 10 of the invention, the same also relates to a device for carrying out the method.

Die additive Herstellung dreidimensionaler Bauteile, insbesondere Kunststoffbauteile, nach besagtem 3D-Druck-Verfahren, wie beispielsweise der an sich bekannten „Multi Jet Fusion“, bei der eine, zwei oder mehrere sukzessive aufgebrachte Schichten aus einem pulverbasierten Baumaterial zu dem dreidimensionalen Bauteil verfestigt werden, ist seit geraumer Zeit bekannt. Bevorzugt ist dem pulverbasierten Baumaterial ein Bindemittel zugesetzt, welches insbesondere Strahlungswärme, resultierend beispielsweise aus Infrarot-Strahlung, besonders stark absorbiert, wodurch ein lokaler Temperaturanstieg in den Bindemittel-Applikationsbereichen erzielt wird. Das gesamte pulverbasierte Baumaterial respektive Kunststoffpulver wird während des Druckvorganges entsprechend der Form des zu bauenden bzw. zu druckenden Bauteils demnach bevorzugt mittels Wärmestrahlung erwärmt. Hierbei wird das Baumaterial bzw. Kunststoffpulver auf eine Temperatur erwärmt, die geeignet ist, ein Erweichen und Binden des Baumaterials im Pulverbett zu bewirken. Im Allgemeinen wird das pulverbasierte Baumaterial bis knapp unter der Schmelztemperatur des Pulvers erwärmt und bis zum Ende des Bauprozesses auf dieser Temperatur gehalten, wodurch sich das Baumaterial bindet und nach Erkalten verfestigt.The additive manufacturing of three-dimensional components, in particular plastic components, using the said 3D printing process, such as the well-known "Multi Jet Fusion", in which one, two or more successively applied layers of a powder-based building material are solidified to form the three-dimensional component, has been known for some time. A binder is preferably added to the powder-based building material, which binder absorbs particularly radiant heat, resulting for example from infrared radiation, so that a local temperature increase is achieved in the binder application areas. The entire powder-based building material or plastic powder is accordingly preferably heated by means of thermal radiation during the printing process in accordance with the shape of the component to be built or printed. Here, the building material or plastic powder is heated to a temperature that is suitable for causing the building material to soften and bind in the powder bed. In general, the powder-based building material is heated to just below the melting temperature of the powder and kept at this temperature until the end of the building process, causing the building material to bind and solidify after cooling.

In der Praxis wurde gefunden, dass durch die Temperatureinwirkung nicht nur das das Bauteil bildende Baumaterial im Pulverbett erwärmt und gegebenenfalls verfestigt wird, sondern auch dasselbe umgebende, lose respektive ungebundene Baumaterial des Pulverbettes durch die Temperatureinwirkung eine thermische Alterung erfährt. Eine Widerverwendung desselben, auch als Altpulver bezeichnete, ist nicht mehr oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich. Infolgedessen ist die Wirtschaftlichkeit der „Multi Jet Fusion“-Technologie auch abhängig vom Wiederverwendungsgrad des aus dem Prozess resultierenden losen respektive ungebundenen pulverbasierten Baumaterials.In practice, it has been found that not only is the building material forming the component in the powder bed heated and possibly solidified by the temperature effect, but also the surrounding, loose or unbound building material of the powder bed experiences thermal aging due to the temperature effect. Reuse of the same, also referred to as old powder, is no longer possible or only possible with increased effort. As a result, the profitability of the "Multi Jet Fusion" technology also depends on the degree of reuse of the loose or unbound powder-based building material resulting from the process.

Die DE 11 2014 006 185 T5 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erstellen eines dreidimensionalen Gegenstandes, wobei hier bei Verwendung eines Koaleszenzmittels Wärmeenergie in den zu bildenden Gegenstand aus pulverbasiertem Baumaterial bzw. in die einzelnen Schichten aus pulverbasiertem Material eingebracht wird.The DE 11 2014 006 185 T5 describes a device and a method for creating a three-dimensional object, in which case, when using a coalescing agent, thermal energy is introduced into the object to be formed from powder-based building material or into the individual layers of powder-based material.

Um das Verfestigen von Teilen des Baumaterials zu vermeiden, die nicht zum Verfestigen gedacht sind, wird mit dieser Druckschrift vorgeschlagen, selektiv an geeigneten Teilen des Baumaterials ein Fluid, beispielsweise ein flüssiges Kühlmittel, welches wasserbasierend oder ein Glykol ist, abzugeben, wodurch die thermische Belastung derselben zumindest verringert ist. Es ist demnach beabsichtigt, mittels des Kühlmittels ein Schmelzen der Teile des Baumaterials, die nicht zum Verfestigen gedacht sind, zu verhindert.In order to avoid the hardening of parts of the building material that are not intended for hardening, this publication proposes that a fluid, for example a liquid coolant which is water-based or a glycol, be released selectively at suitable parts of the building material, thereby reducing the thermal load the same is at least reduced. It is therefore intended to prevent the parts of the building material which are not intended to be solidified from being melted by means of the coolant.

Aus der WO 2027/131757 A1 ist es im Hinblick auf besagte „Multi Jet Fusion“ bekannt, ein flüssiges funktionelles Mittel vorzusehen, das ein Energiequellenmaterial oder ein Energiesenkenmaterial enthält. Beide Materialien liegen insbesondere in einer wässrigen Dispersion vor. Wenn das flüssige funktionelle Mittel ein Energiequellenmaterial enthält, ist die Reaktion eine exotherme Reaktion, die der Verbundschicht des Baumaterial zusätzliche Wärme zuführt. Wenn demgegenüber das flüssige funktionelle Mittel ein Energiesenkenmaterial enthält, ist die Reaktion eine endotherme Reaktion, die Wärme von der Verbundschicht des Baumaterials abführt bzw. verbraucht. Durch ein selektives Initiieren exothermer und endothermer Reaktionen können die Aufheiz- und Abkühlraten des Baumaterials gesteuert werden. Im Besonderen sollen hierdurch die physikalischen Eigenschaften des Baumaterials, wie Härte, Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul, elektrische Leitfähigkeit und Oberflächenbeschaffenheit angepasst werden können.From the WO 2027/131757 A1 it is known with regard to said "multi jet fusion" to provide a liquid functional medium containing an energy source material or an energy sink material. Both materials are present in particular in an aqueous dispersion. When the liquid functional agent contains an energy source material, the reaction is an exothermic reaction which provides additional heat to the composite layer of the build material. On the other hand, when the liquid functional agent contains an energy sink material, the reaction is an endothermic reaction that removes or consumes heat from the composite layer of the building material. By selectively initiating exothermic and endothermic reactions, the heating and cooling rates of the build material can be controlled. In particular, the physical properties of the building material, such as hardness, tensile strength, modulus of elasticity, electrical conductivity and surface quality should be able to be adjusted.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein im Hinblick auf den Stand der Technik alternatives pulverbasierten additiven 3D-Druck-Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes anzugeben, welches einen selektiven Wärmeeintrag in das Baumaterial ermöglicht und ferner den Wiederverwendungsgrad von etwaigem, aus dem Prozess resultierendem losen respektive ungebundenem pulverbasierten Baumaterial erhöht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.Proceeding from this, it is the object of the invention to specify an alternative, with regard to the prior art, powder-based additive 3D printing method for the production of a three-dimensional object, which allows selective heat input into the building material and also the degree of reuse of any resulting from the process loose or unbound powder-based building material increased. Furthermore, it is the object of the invention to create a device for carrying out the method.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 10. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The task is solved with the features of claim 1 and 10. Advantageous further developments and refinements of the invention result from the dependent claims.

Demnach wird die gestellte Aufgabe zunächst durch ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils gelöst, welches Verfahren folgendes umfasst:

  • - Ausbildung einer Schicht aus einem pulverbasierten Baumaterial,
  • - selektives Auftragen eines Bindemittels auf das Baumaterial,
  • - selektives Auftragen zumindest eines Zusatzstoffes auf das Baumaterial, welcher Zusatzstoff befähigt oder dazu angepasst ist, den Reflexionsgrad des Baumaterials bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung zu verändern, und
  • - Aufbringen von Wärme in Form von Wärmestrahlung auf die Schicht aus pulverbasiertem Baumaterial samt Bindemittel und dem zumindest einen den Reflexionsgrad des Baumaterials bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung verändernden Zusatzstoff derart, dass in Abhängigkeit des Reflexionsgrades eine selektiv unterschiedliche Wärmeaufnahme der Schicht aus pulverbasiertem Baumaterial samt Bindemittel und dem zumindest einen Zusatzstoff zu verzeichnen ist.
Accordingly, the task at hand is initially achieved by a method for producing a three-dimensional component, which method includes the following:
  • - formation of a layer of a powder-based building material,
  • - selective application of a binder to the building material,
  • - selectively applying at least one additive to the building material, which additive is capable or adapted to change the degree of reflection of the building material with respect to thermal radiation impinging on the same, and
  • - Application of heat in the form of thermal radiation to the layer of powder-based building material including binder and the at least one additive that changes the degree of reflection of the building material with regard to thermal radiation striking the same in such a way that, depending on the degree of reflection, a selectively different heat absorption of the layer of powder-based building material including binder and which at least one additive is recorded.

Durch diese Maßnahme ist es vorteilhaft ermöglicht, den Wärmeeintrag in das Baumaterial derart zu steuern, dass ausschließlich die Bereiche des Pulverbettes aus Baumaterial eine Verfestigung zum gewünschten dreidimensionalen Bauteils erfahren und nicht die übrigen Bestandteile des Pulverbettes, welche als lose Bestandteile vorliegen. Darüber hinaus ist mit dieser Maßnahme auch die thermische Belastung und damit die Alterung der losen Bestandteile des Pulverbettes zumindest derart minimierbar, dass diese Bestandteile einer Widerverwendung zuführbar sind.This measure advantageously makes it possible to control the heat input into the building material in such a way that only the areas of the powder bed made of building material undergo solidification to form the desired three-dimensional component and not the other components of the powder bed, which are present as loose components. In addition, with this measure, the thermal load and thus the aging of the loose components of the powder bed can be minimized at least to such an extent that these components can be recycled.

Bevorzugt wird als Schicht pulverbasierten Baumaterials ein Kunststoffpulver verwendet, das zur Ausbildung des dreidimensionalen Bauteils auf eine Temperatur erwärmt wird, die geeignet ist, ein Erweichen und Binden des pulverbasierten Baumaterials zum besagten dreidimensionalen Bauteil zu bewirken.A plastic powder is preferably used as the layer of powder-based building material, which is heated to form the three-dimensional component to a temperature that is suitable for causing the powder-based building material to soften and bind to the said three-dimensional component.

Was den zumindest einen aufgetragene Zusatzstoff anbelangt, umfasst dieser bevorzugt Feststoff-Partikel, welche eine undefinierte oder eine vorgegebenen äußere Gestalt, beispielsweise eine sphärische oder eine faserige Gestalt, aufweisen.As far as the at least one applied additive is concerned, this preferably comprises solid particles which have an undefined or a predetermined external shape, for example a spherical or a fibrous shape.

Gemäß einer einfachen und kostengünstigen ersten Ausführung der Erfindung kann der zumindest eine Zusatzstoff als Pulverstaub in einem gasförmigen Medium vorliegen und auf das pulverbasierte Baumaterial aufgetragen werden. Bei dem gasförmigen Medium kann es sich um Umgebungsluft handeln oder auch um ein Schutzgas oder Prozessgas, wie z.B. Stickstoff, Argon oder Helium, das ohnehin Anwendung in additiven Fertigungsverfahren findet und insbesondere zur Aufrechterhaltung bzw. gezielten Einstellung von Bauteileigenschaften dient. Derartige prozessinhärente Prozessgase dienen demnach zeitglich der Aufrechterhaltung bzw. gezielten Einstellung der Bauteileigenschaften sowie als Träger für pulverförmigen Zusatzstoff.According to a simple and cost-effective first embodiment of the invention, the at least one additive can be in the form of powder dust in a gaseous medium and can be applied to the powder-based building material. The gaseous medium can be ambient air or an inert gas or process gas such as nitrogen, argon or helium, which is already used in additive manufacturing processes and is used in particular to maintain or specifically adjust component properties. Such process-inherent process gases are therefore used to maintain or specifically adjust the component properties and as a carrier for powdered additives.

Gemäß einer alternativen, zweiten Ausführung der Erfindung kann der zumindest eine Zusatzstoff nach einer physikalischen oder chemischen Gasphasenabscheidung auf das pulverbasierte Baumaterial aufgetragen werden.According to an alternative, second embodiment of the invention, the at least one additive can be applied to the powder-based building material after a physical or chemical vapor deposition.

Bei der physikalischen Gasphasenabscheidung fungiert der Zusatzstoff als Ausgangsstoff, welcher durch geeignete Verfahren verdampft bzw. zerstäubt wird. Der Zusatzstoff wird demnach während des Druckprozesses schichtweise selektiv verdampft bzw. zerstäubt und legt sich auf die Schicht aus pulverbasiertem Material ab. Hierzu zählen insbesondere die an sich bekannten Verfahren des thermischen Verdampfens, des Elektronenstrahlverdampfens, des Laserstrahlverdampfens, des Lichtbogenverdampfens und des Sputtern bzw. der Kathodenzerstäubung.In physical vapor deposition, the additive acts as a starting material, which is vaporized or atomized using suitable methods. The additive is therefore selectively evaporated or atomized layer by layer during the printing process and is deposited on the layer of powder-based material. These include, in particular, the processes known per se of thermal vaporization, electron beam vaporization, laser beam vaporization, arc vaporization and sputtering or cathode sputtering.

Bei der chemischen Gasphasenabscheidung wird an der Oberfläche des Baumaterials aufgrund einer chemischen Reaktion aus einer Gasphase eine Feststoffkomponente des Zusatzstoffes abgeschieden. Mittels chemischer Gasphasenabscheidung lassen sich besonders gut komplexe dreidimensional geformte Pulverschichtoberflächen mit besagtem Zusatzstoff beschichten.In chemical vapor deposition, a solid component of the additive is deposited on the surface of the building material as a result of a chemical reaction from a gas phase. Complex, three-dimensionally shaped powder coating surfaces can be coated particularly well with said additive by means of chemical vapor deposition.

Gemäß einer alternativen, dritten Ausführung der Erfindung kann der zumindest eine Zusatzstoff in einer Flüssigkeit vorliegen, welche auf die Schicht pulverbasierten Baumaterials appliziert wird, wobei die Flüssigkeit sich gegebenenfalls nach der Applikation verflüchtigt oder verdunstet.According to an alternative, third embodiment of the invention, the at least one additive can be present in a liquid, which is applied to the layer of powder-based building material, with the liquid optionally volatilizing or evaporating after application.

Der zumindest eine Zusatzstoff kann bezüglich der Reflexion der Wärmestrahlung ausgewählt sein aus einer Gruppe Feststoff-Partikel, welche im Verhältnis zum Reflexionsgrad der Schicht aus pulverbasiertem Baumaterial einen höheren Reflexionsgrad aufweisen. Hierdurch ist es ermöglicht, selektiv den Wärmeeintrag in das Baumaterial definiert zu minimieren. Beispielsweise können die das zu bauende dreidimensionale Bauteil umgebenden, losen Bestandteile des Baumaterials einen derartigen Auftrag an Zusatzstoff aufweisen, dass keine oder nur eine geringe thermische Belastung des losen Zusatzstoffes zu verzeichnen ist. Der lose Zusatzstoff wäre in diesem Fall zur Wiederverwendung geeignet, da dieser weitestgehend nicht thermisch gealtert ist.With regard to the reflection of the thermal radiation, the at least one additive can be selected from a group of solid particles which have a higher degree of reflection in relation to the degree of reflection of the layer made of powder-based building material. This makes it possible to selectively minimize the heat input into the building material in a defined manner. For example, the loose components of the building material surrounding the three-dimensional component to be built can have such an application of additive that there is little or no thermal stress on the loose additive. In this case, the loose additive would be suitable for reuse, since it has largely not thermally aged.

Der zumindest eine Zusatzstoff kann beispielsweise ausgewählt sein aus einer Gruppe bestehend aus Glaspartikeln oder aus glasgefüllten Partikeln, bei denen Glaspartikel mit einem Kunststoff ummantelt sind, oder aus hell oder weiß eingefärbten Partikeln aus einem Kunststoff, oder aus Partikeln aus einem Kunststoff, die eine Aluminium-, Perlmutt- oder Perlexbeschichtung aufweisen, oder aus Partikeln, die aus einem Holzwerkstoff bestehen.The at least one additive can be selected, for example, from a group consisting of glass particles or glass-filled particles in which glass particles are coated with a plastic, or light or white colored particles of a plastic, or particles of a plastic that have an aluminum, mother-of-pearl or Perlex coating, or particles that consist of a wood-based material.

Der zumindest eine Zusatzstoff kann ferner bezüglich der Reflexion der Wärmestrahlung ausgewählt sein aus einer Gruppe Feststoff-Partikel, welche im Verhältnis zum Reflexionsgrad der Schicht aus pulverbasiertem Baumaterial einen niedrigeren Reflexionsgrad aufweisen. Hierdurch ist es ermöglicht, selektiv den Wärmeeintrag in das Baumaterial definiert zu erhöhen.With regard to the reflection of the thermal radiation, the at least one additive can also be selected from a group of solid particles which have a lower degree of reflection in relation to the degree of reflection of the layer made of powder-based building material. This makes it possible to selectively increase the heat input into the building material in a defined manner.

Beispielsweise kann in diesem Fall der Bestandteil des Pulverbettes, der letztlich das zu bauende dreidimensionale Bauteil ergibt, einen solchen, sozusagen Wärmeenergie absorbierenden Auftrag an Zusatzstoff aufweisen. Dies ermöglicht, die Wärmestrahlung derart zu minimieren, dass zwar eine Verfestigung der relevanten Bereiche des Pulverbettes zum zu bauenden Bauteil gewähreistet ist, jedoch die das zu bauende Bauteil umgebenden Bereiche des Pulverbettes (loses Pulver) keiner erhöhten Wärmestrahlung unterliegen, die zu einer thermischen Alterung des losen Pulvers führen würde. Der lose Zusatzstoff wäre auch in diesem Fall zur Wiederverwendung geeignet.In this case, for example, the component of the powder bed that ultimately results in the three-dimensional component to be built can have such an application of additive that so to speak absorbs thermal energy. This makes it possible to minimize thermal radiation in such a way that, although solidification of the relevant areas of the powder bed to form the component to be built is guaranteed, the areas of the powder bed surrounding the component to be built (loose powder) are not subject to increased thermal radiation, which could lead to thermal aging of the component loose powder would result. The loose additive would also be suitable for reuse in this case.

Im Hinblick darauf können die Feststoff-Partikel ausgewählt sein aus einer Gruppe bestehend aus dunklen oder dunkel eingefärbten oder beschichteten Glaspartikeln, Kunststoffpartikel oder Holzpartikeln, welche vorteilhaft Wärmeenergie absorbieren.In view of this, the solid particles can be selected from a group consisting of dark or dark-colored or coated glass particles, plastic particles or wood particles, which advantageously absorb thermal energy.

Was den zumindest einen Zusatzstoff weiter anbelangt, kann dieser in Richtung und Betrag derart auf die Schicht pulverbasierten Baumaterials aufgetragen werden, dass der Zusatzstoff in Abhängigkeit der lokal gewünschten thermischen Belastung einen Wärmegradienten erzeugt. So kann durch diese Maßnahme beispielsweise vorgegeben werden, in welche Richtung eine Temperaturänderung am größten ist und in welcher Richtung keine Temperaturänderung stattfindet.As far as the at least one additive is concerned, it can be applied to the layer of powder-based building material in the direction and amount in such a way that the additive generates a thermal gradient depending on the locally desired thermal load. For example, this measure can be used to specify in which direction a temperature change is greatest and in which direction no temperature change takes place.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe ferner mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der vorbeschriebenen Art, welche aufweist:

  • - eine Fertigungsplattform,
  • - eine über die Fertigungsplattform verfahrbare erste Auftragseinheit zur Aufbringung einer Schicht aus einem pulverbasierten Baumaterial auf die Fertigungsplattform,
  • - eine über die Fertigungsplattform verfahrbare zweite Auftragseinheit zum selektiven Auftragen eines Bindemittels auf die Schicht aus pulverbasiertem Baumaterial,
  • - eine dritte Auftragseinheit zum selektiven Auftragen zumindest eines Zusatzstoffes auf das Baumaterial, welcher Zusatzstoff befähigt oder dazu angepasst ist, den Reflexionsgrad des Baumaterials bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung zu verändern,
  • - wobei die dritte Auftragseinheit integraler Bestandteil der verfahrbaren zweiten Auftragseinheit ist oder als selbständige dritte, gegebenenfalls über die Fertigungsplattform verfahrbare Auftragseinheit ausgebildet ist, und
  • - Mittel zum Aufbringen von Wärme in Form von Wärmestrahlung auf die Schicht aus pulverbasiertem Baumaterial samt Bindemittel und dem zumindest einen den Reflexionsgrad des Baumaterials bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung verändernden Zusatzstoff.
The stated object is also achieved with a device for carrying out the method of the type described above, which has:
  • - a manufacturing platform,
  • - a first application unit that can be moved over the production platform for applying a layer of a powder-based building material to the production platform,
  • - a second application unit that can be moved over the production platform for the selective application of a binder to the layer of powder-based building material,
  • - a third application unit for the selective application of at least one additive to the building material, which additive is capable or adapted to change the degree of reflection of the building material with regard to thermal radiation impinging on the same,
  • - wherein the third application unit is an integral part of the moveable second application unit or is designed as an independent third application unit that can be moved over the production platform, if necessary, and
  • Means for applying heat in the form of thermal radiation to the layer of powder-based building material including the binder and the at least one additive that changes the degree of reflection of the building material with regard to thermal radiation striking the same.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:

  • 1 äußerst schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils in Anlehnung an das an sich bekannte pulverbasierte additive 3D-Druck-Verfahren.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. However, it is not limited to this, but covers all configurations defined by the patent claims. Show it:
  • 1 extremely schematically a device for the production of a three-dimensional component based on the known powder-based additive 3D printing process.

1 zeigt demnach in Anlehnung an das an sich bekannte pulverbasierte additive 3D-Druck-Verfahren eine Vorrichtung 1 zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils 2, vorliegend mehrerer Bauteile 2. 1 shows, based on the powder-based additive 3D printing process known per se, a device 1 for producing a three-dimensional component 2, in this case a plurality of components 2.

Die Vorrichtung 1 weist eine Fertigungsplattform 3 auf, auf welcher mittels einer über die Fertigungsplattform 3 verfahrbaren ersten Auftragseinheit 4 eine Schicht 5 aus einem pulverbasierten Baumaterial 6 aufgebracht ist. Die Schicht 5 aus besagtem Baumaterial 6 wird nachstehend gleichbedeutend auch als Pulverbett bezeichnet. Bei dem Baumaterial 6 handelt es sich um ein Kunststoffpulver.The device 1 has a production platform 3 on which a layer 5 of a powder-based building material 6 is applied by means of a first application unit 4 that can be moved over the production platform 3 . The layer 5 made of said building material 6 is also referred to hereinafter as a powder bed. The building material 6 is a plastic powder.

Die erste Auftragseinheit 4 weist hierzu einen nicht zeichnerisch dargestellten, geeigneten Auftragsmechanismus auf, mit dem das Baumaterial 6 beispielsweise auf die Fertigungsplattform 3 aufgerakelt wird. Alternativ kann der Auftragsmechanismus auch einen an sich bekannten Rieselrecoater aufweisen.For this purpose, the first application unit 4 has a suitable application mechanism, not shown in the drawing, with which the building material 6 is squeegeed onto the production platform 3, for example. Alternatively, the application mechanism can also have a per se known trickle recoater.

Die Vorrichtung 1 weist ferner eine über die Fertigungsplattform 3 verfahrbare zweite Auftragseinheit 7 zum selektiven Auftragen eines Bindemittels 8 auf die Schicht 5 aus pulverbasiertem Baumaterial 6 auf. Bei dem Bindemittel 8 handelt es sich sowohl um Medien zur Verfestigung des Baumaterials 6 als auch um Medien zur Trennschärfe der Bauteile 2. Das Bindemittel 8 wird mittels einer ersten Düseneinheit 9 der zweiten Auftragseinheit 7 in dem/den Bereich/en des Pulverbettes auf die Schicht 5 aus pulverbasiertem Baumaterial 6 appliziert, welche/r das zu bauende dreidimensionale Bauteil 1 bilden soll/en. Im Besonderen kann es sich bei dem Bindemittel 8 z.B. um ein organisches, wasserbasiertes oder latexbasiertes Bindemittel 8 oder um ein polymerbasiertes Bindemittel 8 handeln, beispielsweise um Kunstharz, Diethylenglycol, Ethylenglycol oder Di-n-buthylehter. Vorliegend sind beispielgebend neun Bereiche im Pulverbett vorgesehen, die jeweils ein zu bauendes bzw. zu druckendes Bauteil 2 ergeben sollen und einen Auftrag aus Bindemittel 8 aufweisen.The device 1 also has a second application unit 7 that can be moved over the production platform 3 for the selective application of a binding agent 8 to the layer 5 of powder-based building material 6 . The binder 8 is both media for solidifying the building material 6 and media for the selectivity of the Components 2. The binder 8 is applied by means of a first nozzle unit 9 of the second application unit 7 in the area(s) of the powder bed to the layer 5 of powder-based building material 6, which is/are intended to form the three-dimensional component 1 to be built. In particular, the binder 8 can be, for example, an organic, water-based or latex-based binder 8 or a polymer-based binder 8, for example synthetic resin, diethylene glycol, ethylene glycol or di-n-butyl ether. In the present example, nine areas are provided in the powder bed, each of which is intended to result in a component 2 to be built or printed and which have an application of binding agent 8 .

Darüber hinaus ist zumindest ein an sich bekanntes und demgemäß nicht zeichnerisch dargestelltes Mittel zum Aufbringen von Wärme in Form von Wärmestrahlung auf die Schicht 5 aus pulverbasiertem Baumaterial 6 samt Bindemittel 8 vorgesehen, um das Baumaterial 6 bzw. Kunststoffpulver auf eine Temperatur zu erwärmen, die geeignet ist, ein Erweichen und Binden des Baumaterials 6 im Pulverbett zu bewirken. Das Mittel zum Aufbringen von Wärme basiert beispielsweise auf Infrarot-Strahlung. Im Allgemeinen wird das pulverbasierte Baumaterial 6 bis knapp unter der Schmelztemperatur desselben erwärmt und bis zum Ende des Bauprozesses auf dieser Temperatur gehalten, wodurch sich das Baumaterial 6 bindet und nach Erkalten verfestigt.In addition, at least one means, which is known per se and is therefore not shown in the drawing, is provided for applying heat in the form of thermal radiation to the layer 5 of powder-based building material 6 including the binder 8 in order to heat the building material 6 or plastic powder to a temperature that is suitable is to cause softening and binding of the building material 6 in the powder bed. The means for applying heat is based, for example, on infrared radiation. In general, the powder-based building material 6 is heated to just below its melting point and is kept at this temperature until the end of the building process, as a result of which the building material 6 binds and solidifies after cooling.

Diese Vorgehensweise wird entsprechend der Form des zu bauenden bzw. zu druckenden dreidimensionalen Bauteils 1 sukzessive wiederholt.This procedure is successively repeated according to the shape of the three-dimensional component 1 to be built or printed.

Um, wie oben bereits erläutert, die thermische Belastung des Baumaterials 5 des Pulverbettes zumindest zu minimieren, das die für den Bau bzw. Druck der Bauteile 2 vorgesehenen Bereiche des Pulverbettes umgibt, ist ein Zusatzstoff 10 vorgesehen, der auf das umgebende Baumaterial 5 aufgetragen wird. Der Zusatzstoff 10 umfasst bevorzugt Feststoff-Partikel, welche eine undefinierte oder vorgegebenen äußere Gestalt, beispielsweise eine sphärische oder eine faserige Gestalt aufweisen. Im Besonderen ist der Zusatzstoff 10 dazu befähigt oder dazu angepasst, den Reflexionsgrad des Baumaterials 5 bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung zu verändern.In order, as already explained above, to at least minimize the thermal stress on the building material 5 of the powder bed, which surrounds the areas of the powder bed intended for building or printing the components 2, an additive 10 is provided, which is applied to the surrounding building material 5 . The additive 10 preferably comprises solid particles which have an undefined or predetermined external shape, for example a spherical or fibrous shape. In particular, the additive 10 is able or adapted to change the degree of reflection of the building material 5 with respect to thermal radiation impinging on the same.

Erstes Ausführungsbeispiel (1):

  • Gemäß eines in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ist der Zusatzstoff 10 bezüglich der Reflexion der Wärmestrahlung ausgewählt aus einer Gruppe Feststoff-Partikel, welche im Verhältnis zum Reflexionsgrad der Schicht 5 aus pulverbasiertem Baumaterial 6 einen höheren Reflexionsgrad aufweisen. Der Zusatzstoff 10 kann beispielsweise ausgewählt sein aus einer Gruppe bestehend aus Glaspartikeln oder aus glasgefüllten Partikeln, bei denen Glaspartikel mit einem Kunststoff ummantelt sind, oder aus hell oder weiß eingefärbten Partikeln aus einem Kunststoff, oder aus Partikeln aus einem Kunststoff, die eine Aluminium-, Perlmutt- oder Perlexbeschichtung aufweisen, oder aus Partikeln, die aus einem Holzwerkstoff bestehen.
First embodiment ( 1 ):
  • According to a 1 In the first exemplary embodiment illustrated, the additive 10 is selected from a group of solid particles with regard to the reflection of the heat radiation, which have a higher degree of reflection in relation to the degree of reflection of the layer 5 made of powder-based building material 6 . The additive 10 can, for example, be selected from a group consisting of glass particles or glass-filled particles in which glass particles are coated with a plastic, or light or white-colored particles made of a plastic, or particles made of a plastic that have an aluminum, Have mother-of-pearl or Perlex coating, or particles that consist of a wood material.

Dadurch, dass infolge erhöhten Reflexionsgrades der die Bauteile 2 umgebenden Bereiche des Pulverbettes das betreffende, lose vorliegende Baumaterial 5 nicht oder nur gering thermisch belastet wird, kann dieses vorteilhaft nach Abschluss der Herstellung der Bauteile 2 einer Wiederverwendung zugeführt werden. Das besagte lose vorliegende Baumaterial 5 ist, wenn überhaupt, nur geringfügig thermisch gealtert.Due to the fact that due to the increased degree of reflection of the areas of the powder bed surrounding the components 2, the relevant loose building material 5 is not or only slightly thermally stressed, it can advantageously be reused after the production of the components 2 has been completed. Said loose building material 5 has thermally aged only slightly, if at all.

Gemäß einer einfachen und kostengünstigen ersten Ausführung der Erfindung liegt der Zusatzstoff 10 als Pulverstaub in einem gasförmigen Medium vor und wird sozusagen in einer „Pulver-Wolke“ auf das pulverbasierte Baumaterial 6 aufgetragen. Bei dem gasförmigen Medium kann es sich um Umgebungsluft handeln oder auch um ein Schutzgas oder Prozessgas, wie z.B. Stickstoff, Argon oder Helium, das ohnehin Anwendung in additiven Fertigungsverfahren findet und insbesondere zur Aufrechterhaltung bzw. gezielten Einstellung von Bauteileigenschaften dient. Derartige prozessinhärente Prozessgase dienen demnach zeitglich der Aufrechterhaltung bzw. gezielten Einstellung der Bauteileigenschaften sowie als Träger für pulverförmigen Zusatzstoff 10. Alternativ kann der Pulverstaub auch anderweitig auf das Baumaterial 6 aufgebracht werden, beispielsweise auf das Baumaterial 6 aufgerakelt oder auch mittels eines an sich bekannten Rieselrecoaters auf das Baumaterial 6 aufgebracht werden.According to a simple and cost-effective first embodiment of the invention, the additive 10 is present as powder dust in a gaseous medium and is applied to the powder-based building material 6 in a “powder cloud”, so to speak. The gaseous medium can be ambient air or an inert gas or process gas such as nitrogen, argon or helium, which is already used in additive manufacturing processes and is used in particular to maintain or specifically adjust component properties. Such process-inherent process gases are therefore used to maintain or selectively adjust the component properties and as a carrier for powdered additive 10. Alternatively, the powder dust can also be applied to the building material 6 in some other way, for example scraped onto the building material 6 or also by means of a trickle recoater known per se the building material 6 are applied.

Der Zusatzstoff 10 wird mittels einer dritten Auftragseinheit 11, umfassend beispielsweise eine zweite Düseneinheit 12, selektiv, d.h. auf die die Bereiche der Bauteile 2 umgebenden Bereiche des Pulverbettes aufgetragen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist die dritte Auftragseinheit 11 integraler Bestandteil der verfahrbaren zweiten Auftragseinheit 7 zum Auftragen des Bindemittels 8. Alternativ kann die dritte Auftragseinheit 11 auch als selbständig über die Fertigungsplattform 3 verfahrbare dritte Auftragseinheit 11 ausgebildet sein (nicht zeichnerisch dargestellt).The additive 10 is applied selectively, ie to the areas of the powder bed surrounding the areas of the components 2, by means of a third application unit 11, comprising, for example, a second nozzle unit 12. According to the embodiment after 1 the third application unit 11 is an integral part of the moveable second application unit 7 for applying the binding agent 8. Alternatively, the third application unit 11 can also be designed as a third application unit 11 that can be moved independently over the production platform 3 (not shown in the drawing).

Gemäß einer alternativen, zweiten Ausführung der Erfindung kann der Zusatzstoff 10 wie bereits oben beschrieben auch nach einer an sich bekannten physikalischen oder chemischen Gasphasenabscheidung auf das pulverbasierte Baumaterial 6 aufgetragen werden. Die entsprechenden Einrichtungen zur Gasphasenabscheidung sind in diesem Fall in die Vorrichtung 1 integriert (nicht zeichnerisch dargestellt).According to an alternative, second embodiment of the invention, the additive 10, as already described above, can also be applied to the powder-based Bauma after a physical or chemical vapor deposition known per se material 6 are applied. In this case, the corresponding devices for gas phase deposition are integrated into the device 1 (not shown in the drawing).

Gemäß einer alternativen, dritten Ausführung der Erfindung kann der zumindest eine Zusatzstoff auch in einer Flüssigkeit vorliegen und eine Suspension ausbilden, welche auf die Schicht 5 pulverbasierten Baumaterials 6 appliziert wird, wobei die Flüssigkeit sich gegebenenfalls nach der Applikation verflüchtigt oder infolge Wärmeeintrages verdunstet (nicht zeichnerisch dargestellt).According to an alternative, third embodiment of the invention, the at least one additive can also be present in a liquid and form a suspension, which is applied to layer 5 of powder-based building material 6, with the liquid possibly volatilizing after application or evaporating as a result of heat input (not shown in the drawing shown).

Zweites Ausführungsbeispiel (nicht zeichnerisch dargestellt):

  • Gemäß eines zweiten, nicht zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist der Zusatzstoff 10 bezüglich der Reflexion der Wärmestrahlung ausgewählt aus einer Gruppe Feststoff-Partikel, welche im Verhältnis zum Reflexionsgrad der Schicht 5 aus pulverbasiertem Baumaterial 6 einen niedrigeren Reflexionsgrad aufweisen. Hierdurch ist es ermöglicht, selektiv den Wärmeeintrag in das Baumaterial 6 definiert zu erhöhen.
Second embodiment (not shown in the drawing):
  • According to a second exemplary embodiment of the invention, not shown in the drawing, the additive 10 is selected from a group of solid particles with regard to the reflection of the thermal radiation, which have a lower degree of reflection in relation to the degree of reflection of the layer 5 made of powder-based building material 6 . This makes it possible to selectively increase the heat input into the building material 6 in a defined manner.

Beispielsweise kann in diesem Fall selektiv der Bestandteil des Pulverbettes, der letztlich das zu bauende dreidimensionale Bauteil 2 ergibt, einen solchen, sozusagen Wärmeenergie absorbierenden Auftrag an Zusatzstoff 10 aufweisen. Dies ermöglicht, die Wärmestrahlung derart zu minimieren, dass zwar eine Verfestigung der relevanten Bereiche des Pulverbettes zum zu bauenden Bauteil 2 gewähreistet ist, jedoch die das zu bauende Bauteil 2 umgebenden Bereiche des Pulverbettes (loses Pulver) keiner erhöhten Wärmestrahlung unterliegen, die zu einer thermischen Alterung des losen Pulvers führen würden. Das lose Baumaterial 6 wäre auch in diesem Fall zur Wiederverwendung geeignet.In this case, for example, the component of the powder bed that ultimately results in the three-dimensional component 2 to be built can selectively have such an application of additive 10 that absorbs thermal energy, so to speak. This makes it possible to minimize the thermal radiation in such a way that although solidification of the relevant areas of the powder bed to form the component 2 to be built is guaranteed, the areas of the powder bed (loose powder) surrounding the component 2 to be built are not subject to increased thermal radiation, which could lead to thermal Aging of the loose powder would lead. The loose building material 6 would also be suitable for reuse in this case.

Im Hinblick darauf können die Feststoff-Partikel ausgewählt sein aus einer Gruppe bestehend aus dunklen oder dunkel eingefärbten oder beschichteten Glaspartikeln, Kunststoffpartikel oder Holzpartikeln, welche vorteilhaft Wärmeenergie absorbieren.In view of this, the solid particles can be selected from a group consisting of dark or dark-colored or coated glass particles, plastic particles or wood particles, which advantageously absorb thermal energy.

Was den Zusatzstoff 10 weiter anbelangt, kann dieser in Richtung und Betrag derart auf die Schicht 5 pulverbasierten Baumaterials 6 aufgetragen werden, dass der Zusatzstoff 10 in Abhängigkeit der lokal gewünschten thermischen Belastung einen Wärmegradienten erzeugt. So kann durch diese Maßnahme beispielsweise vorgegeben werden, in welche Richtung eine Temperaturänderung am größten ist und in welcher Richtung keine Temperaturänderung stattfindet.As far as the additive 10 is concerned, it can be applied to the layer 5 of powder-based building material 6 in the direction and amount in such a way that the additive 10 generates a thermal gradient depending on the locally desired thermal load. For example, this measure can be used to specify in which direction a temperature change is greatest and in which direction no temperature change takes place.

Eine Kombination der beiden vorgeschlagenen Maßnahmen zur Veränderung des Reflexionsgrades des Baumaterials 6 ist durch die Erfindung selbstverständlich mit erfasst.A combination of the two proposed measures for changing the degree of reflection of the building material 6 is of course also covered by the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11
Vorrichtungcontraption
22
Bauteilcomponent
33
Fertigungsplattformmanufacturing platform
44
erste Auftragseinheitfirst order unit
55
Schichtlayer
66
Baumaterialbuilding material
77
zweite Auftragseinheitsecond order unit
88th
Bindemittelbinder
99
erste Düseneinheitfirst nozzle unit
1010
Zusatzstoffadditive
1111
dritte Auftragseinheitthird order unit
1212
zweite Düseneinheitsecond nozzle unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 112014006185 T5 [0004]DE 112014006185 T5 [0004]
  • WO 2027131757 A1 [0006]WO 2027131757 A1 [0006]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (2), welches Verfahren folgendes umfasst: - Ausbildung einer Schicht (5) aus einem pulverbasierten Baumaterial (6), - selektives Auftragen eines Bindemittels (8) auf das Baumaterial (6), - selektives Auftragen zumindest eines Zusatzstoffes (10) auf das Baumaterial (6), welcher Zusatzstoff (10) befähigt oder dazu angepasst ist, den Reflexionsgrad des Baumaterials (6) bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung zu verändern, und - Aufbringen von Wärme in Form von Wärmestrahlung auf die Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6) samt Bindemittel (8) und dem zumindest einen den Reflexionsgrad des Baumaterials (6) bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung verändernden Zusatzstoff (10) derart, dass in Abhängigkeit des Reflexionsgrades eine selektiv unterschiedliche Wärmeaufnahme der Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6) samt Bindemittel (8) und dem zumindest einen Zusatzstoff (10) zu verzeichnen ist.A method for producing a three-dimensional component (2), which method comprises: - formation of a layer (5) from a powder-based building material (6), - selective application of a binder (8) to the building material (6), - selective application of at least one additive (10) to the building material (6), which additive (10) enables or is adapted to change the degree of reflection of the building material (6) with respect to thermal radiation impinging on the same, and - Application of heat in the form of thermal radiation to the layer (5) of powder-based building material (6) together with the binder (8) and the at least one additive (10) that changes the degree of reflection of the building material (6) with regard to thermal radiation striking the same, such that in Depending on the degree of reflection, a selectively different heat absorption of the layer (5) made of powder-based building material (6) together with the binder (8) and the at least one additive (10) is recorded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schicht (5) pulverbasierten Baumaterials (6) ein Kunststoffpulver verwendet wird, das zur Ausbildung des dreidimensionalen Bauteils (2) auf eine Temperatur erwärmt wird, die geeignet ist, ein Erweichen und Binden des pulverbasierten Baumaterials (6) zu dem dreidimensionalen Bauteil (2) zu bewirken.procedure after claim 1 , characterized in that a plastic powder is used as the layer (5) of powder-based building material (6), which is heated to a temperature to form the three-dimensional component (2) that is suitable for softening and binding of the powder-based building material (6). to effect the three-dimensional component (2). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzstoff (10) Feststoff-Partikel verwendet werden.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that solid particles are used as the additive (10). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - der zumindest eine Zusatzstoff (10) als Pulverstaub in einem gasförmigen Medium vorliegt und auf das pulverbasierte Baumaterial (6) aufgetragen wird, wobei das gasförmige Medium Umgebungsluft oder ein Schutzgas oder Prozessgas ist, oder dass - der zumindest eine Zusatzstoff (10) nach einer physikalischen oder chemischen Gasphasenabscheidung auf das pulverbasierte Baumaterial (6) aufgetragen wird, oder dass - der zumindest eine Zusatzstoff (10) in einer Flüssigkeit vorliegt, welche auf die Schicht (5) pulverbasierten Baumaterials (6) appliziert wird, wobei die Flüssigkeit sich gegebenenfalls nach der Applikation verflüchtigt oder verdunstet.procedure after claim 3 , characterized in that - the at least one additive (10) is present as powder dust in a gaseous medium and is applied to the powder-based building material (6), the gaseous medium being ambient air or a protective gas or process gas, or that - the at least one additive (10) is applied to the powder-based building material (6) after physical or chemical vapor deposition, or that - the at least one additive (10) is present in a liquid which is applied to the layer (5) of powder-based building material (6), wherein the liquid may volatilize or evaporate after application. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zusatzstoff (10) bezüglich der Reflexion der Wärmestrahlung ausgewählt ist aus einer Gruppe Feststoff-Partikel, welche im Verhältnis zum Reflexionsgrad der Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6) einen höheren Reflexionsgrad aufweisen.procedure after claim 3 or 4 , characterized in that the at least one additive (10) with regard to the reflection of the thermal radiation is selected from a group of solid particles which have a higher degree of reflection in relation to the degree of reflection of the layer (5) made of powder-based building material (6). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zusatzstoff (10) ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Glaspartikeln oder aus glasgefüllten Partikeln, bei denen Glaspartikel mit einem Kunststoff ummantelt sind, oder aus hell oder weiß eingefärbten Partikeln aus einem Kunststoff, oder aus Partikeln aus einem Kunststoff, die eine Aluminium-, Perlmutt- oder Perlexbeschichtung aufweisen, oder aus Partikeln, die aus einem Holzwerkstoff bestehen.procedure after claim 5 , characterized in that the at least one additive (10) is selected from a group consisting of glass particles or glass-filled particles in which glass particles are coated with a plastic, or light or white colored particles made of a plastic, or particles made of a Plastic that has an aluminum, mother-of-pearl or Perlex coating, or particles that consist of a wood-based material. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zusatzstoff (10) bezüglich der Reflexion der Wärmestrahlung ausgewählt ist aus einer Gruppe Feststoff-Partikel, welche im Verhältnis zum Reflexionsgrad der Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6) einen niedrigeren Reflexionsgrad aufweisen.procedure after claim 3 or 4 , characterized in that the at least one additive (10) with regard to the reflection of the thermal radiation is selected from a group of solid particles which have a lower degree of reflection in relation to the degree of reflection of the layer (5) made of powder-based building material (6). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoff-Partikel ausgewählt sind aus einer Gruppe bestehend aus dunklen oder dunkel eingefärbten oder beschichteten Glaspartikeln, Kunststoffpartikel oder Holzpartikeln.procedure after claim 7 , characterized in that the solid particles are selected from a group consisting of dark or dark colored or coated glass particles, plastic particles or wood particles. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zusatzstoff (10) in Richtung und Betrag derart auf die Schicht (5) pulverbasierten Baumaterials (6) aufgetragen wird, dass der Zusatzstoff (10) in Abhängigkeit der lokal gewünschten thermischen Belastung einen Wärmegradienten erzeugt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one additive (10) is applied to the layer (5) of powder-based building material (6) in the direction and amount such that the additive (10) depends on the locally desired thermal load creates a thermal gradient. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche aufweist: - eine Fertigungsplattform (3), - eine über die Fertigungsplattform (3) verfahrbare erste Auftragseinheit (4) zur Aufbringung einer Schicht (5) aus einem pulverbasierten Baumaterial (6) auf die Fertigungsplattform (3), - eine über die Fertigungsplattform (3) verfahrbare zweite Auftragseinheit (7) zum selektiven Auftragen eines Bindemittels (8) auf die Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6), - eine dritte Auftragseinheit (11) zum selektiven Auftragen zumindest eines Zusatzstoffes (10) auf das Baumaterial (6), welcher Zusatzstoff (10) befähigt oder dazu angepasst ist, den Reflexionsgrad des Baumaterials (6) bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung zu verändern, - wobei die dritte Auftragseinheit (11) integraler Bestandteil der verfahrbaren zweiten Auftragseinheit (7) ist oder als selbständige dritte, gegebenenfalls über die Fertigungsplattform (3) verfahrbare Auftragseinheit (11) ausgebildet ist, und - Mittel zum Aufbringen von Wärme in Form von Wärmestrahlung auf die Schicht (5) aus pulverbasiertem Baumaterial (6) samt Bindemittel (8) und dem zumindest einen den Reflexionsgrad des Baumaterials (6) bezüglich auf dasselbe auftreffender Wärmestrahlung verändernden Zusatzstoff (10).Device (1) for carrying out the method according to one of the preceding claims, which has: - a production platform (3), - a first application unit (4) which can be moved over the production platform (3) for applying a layer (5) of a powder-based building material ( 6) on the production platform (3), - a second application unit (7) that can be moved over the production platform (3) for selectively applying a binding agent (8) to the layer (5) of powder-based building material (6), - a third application unit (11 ) for the selective application of at least one additive (10) to the building material (6), which additive (10) enables or is adapted to change the degree of reflection of the building material (6) with regard to thermal radiation impinging on the same, - the third application unit (11 ) integral part of the movable second orders unit (7) or is designed as an independent third application unit (11) that can optionally be moved over the production platform (3), and - means for applying heat in the form of thermal radiation to the layer (5) of powder-based building material (6) including binder (8) and the at least one additive (10) that changes the degree of reflection of the building material (6) with regard to thermal radiation striking the same.
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