DE102022000610A1 - Method for producing a component that is additively manufactured at least in some areas from a powder material - Google Patents

Method for producing a component that is additively manufactured at least in some areas from a powder material Download PDF

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Simon Raußmüller
Dominik Dierich
Ludovic Siebert
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest bereichsweise additiv gefertigten Bauteils (1) aus einem Pulvermaterial (3), wobei- ein Pulvermaterial (3) bereitgestellt wird, wobei- in einem ersten Pulverbereich (5.1) wenigstens ein Bauteilbereich (2) des Bauteils (1) hergestellt wird, wobei- in einem von dem ersten Pulverbereich (5.1) verschiedenen zweiten Pulverbereich (5.2) wenigstens eine erste Stützstruktur (7.1) gebildet wird, die das Bauteil (1) abstützt, wobei- die wenigstens eine erste Stützstruktur (7.1) und das Bauteil (1) derart erzeugt werden, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bauteil (1) und der wenigstens einen ersten Stützstruktur (7.1) vermieden wird.The invention relates to a method for producing a component (1) which is at least partially additively manufactured from a powder material (3), wherein - a powder material (3) is provided, wherein - in a first powder region (5.1) at least one component region (2) of the component (1) is produced, wherein- in a second powder area (5.2) different from the first powder area (5.1), at least one first supporting structure (7.1) is formed, which supports the component (1), wherein- the at least one first supporting structure (7.1 ) and the component (1) are produced in such a way that a material connection between the component (1) and the at least one first support structure (7.1) is avoided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest bereichsweise additiv gefertigten Bauteils aus einem Pulvermaterial.The invention relates to a method for producing a component that is additively manufactured, at least in some areas, from a powder material.

Bei additiv gefertigten Bauteilen, insbesondere bei Bauteilen, die mittels selektivem Laserschmelzverfahren (Selective Laser Melting - SLM) hergestellt werden, treten aufgrund des durch das Fertigungsverfahren bedingten Wärmeeintrags und das anschließend rasche Abkühlen ungewollte Eigenspannungen im Bauteil auf. Diese Eigenspannungen können zu einem Verzug des Bauteils führen. Aus der WO 2018/106371 A2 ist ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils bekannt, in welchem Stützstrukturen verwendet werden, die die Eigenspannungen bei der Herstellung des Bauteils aufnehmen und den Verzug des Bauteils minimieren. Die Stützstrukturen sind mit dem Bauteil stoffschlüssig verbunden und können bei zu hohen Eigenspannungen abreißen. Darüber hinaus ist es nötig, die Stützstrukturen nach Abschluss des additiven Fertigungsprozesses von dem Bauteil abzutrennen und die Verbindungsfläche der Stützstrukturen an dem Bauteil nachzuarbeiten, was sehr aufwendig ist.With additively manufactured components, especially components that are manufactured using the selective laser melting process (Selective Laser Melting - SLM), unwanted internal stresses occur in the component due to the heat input caused by the manufacturing process and the subsequent rapid cooling. These internal stresses can lead to distortion of the component. From the WO 2018/106371 A2 a method for the additive manufacturing of a component is known, in which support structures are used that absorb the internal stresses during the production of the component and minimize the distortion of the component. The support structures are materially connected to the component and can tear off if the internal stresses are too high. In addition, it is necessary to separate the support structures from the component after the additive manufacturing process is complete and to rework the connection surface of the support structures on the component, which is very expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest bereichsweise additiv gefertigten Bauteils aus einem Pulvermaterial zu schaffen, wobei die genannten Nachteile reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten.The invention is therefore based on the object of creating a method for producing a component that is additively manufactured at least in some areas from a powder material, with the disadvantages mentioned being reduced and preferably not occurring.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen.The object is achieved by providing the present technical teaching, in particular the teaching of the independent claims and the preferred embodiments disclosed in the dependent claims and the description.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest bereichsweise additiv gefertigten Bauteils aus einem Pulvermaterial geschaffen wird, wobei ein Pulvermaterial bereitgestellt wird, wobei in einem ersten Pulverbereich wenigstens ein Bauteilbereich des Bauteils hergestellt wird. In einem von dem ersten Pulverbereich verschiedenen zweiten Pulverbereich wird wenigstens eine erste Stützstruktur gebildet, die das Bauteil abstützt, wobei die wenigstens eine erste Stützstruktur und das Bauteil derart erzeugt werden, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bauteil und der wenigstens einen ersten Stützstruktur vermieden wird. Vorteilhafterweise kann so verhindert werden, dass die Stützstruktur bei zu hohen Eigenspannungen des Bauteils abreißt. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil das Bauteil und die Stützstruktur nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Somit ist es in gewissem Maße möglich, dass sich das Bauteil und die Stützstruktur relativ zueinander bewegen und durch die Bewegung vorhandene Eigenspannungen abgebaut werden, bevor es - wie bei einer mit dem Bauteil verbundenen konventionellen Stützstruktur - zum Bruch der Stützstruktur kommt. Vorteilhafterweise erfolgt so eine bessere Krafteinleitung in die Stützstruktur, da Eigenspannungen vorteilhaft in Richtung eines Normalenvektors der Bauteiloberfläche, also senkrecht zur Bauteiloberfläche, aufgenommen werden können, statt nur in Gravitationsrichtung oder Hochrichtung, wie bei konventionellen Stützstrukturen.The object is achieved in particular by creating a method for producing an at least partially additively manufactured component from a powder material, with a powder material being provided, with at least one component region of the component being produced in a first powder region. At least one first support structure, which supports the component, is formed in a second powder region that is different from the first powder region, wherein the at least one first support structure and the component are produced in such a way that an integral connection between the component and the at least one first support structure is avoided. Advantageously, this can prevent the support structure from tearing off if the internal stresses in the component are too high. This is possible in particular because the component and the support structure are not bonded to one another. It is therefore possible to a certain extent for the component and the support structure to move relative to one another and for the internal stresses present to be reduced by the movement before the support structure breaks—as is the case with a conventional support structure connected to the component. This advantageously results in a better introduction of force into the support structure, since internal stresses can advantageously be absorbed in the direction of a normal vector of the component surface, i.e. perpendicular to the component surface, instead of only in the gravitational direction or vertical direction, as with conventional support structures.

In einer Ausführungsform wird der wenigstens eine Bauteilbereich des Bauteils aus einem ersten Pulvermaterial hergestellt, wobei die wenigstens eine erste Stützstruktur aus einem von dem ersten Pulvermaterial verschiedenen zweiten Pulvermaterial gebildet wird. Es ist insbesondere möglich, dass sich das erste Pulvermaterial und das zweite Pulvermaterial in ihren mechanischen Eigenschaften, zum Beispiel in ihrer Bruchdehnung, unterscheiden. In einer Ausführungsform wird als erstes Pulvermaterial Stahl oder eine Stahllegierung verwendet, wobei alternativ oder zusätzlich als zweites Pulvermaterial Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet wird.In one embodiment, the at least one component area of the component is produced from a first powder material, with the at least one first support structure being formed from a second powder material that is different from the first powder material. In particular, it is possible for the first powder material and the second powder material to differ in their mechanical properties, for example in their elongation at break. In one embodiment, steel or a steel alloy is used as the first powder material, with aluminum or an aluminum alloy being used alternatively or additionally as the second powder material.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bauteil vermittelt über loses Pulvermaterial auf der wenigstens einen ersten Stützstruktur abgestützt wird. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine aufwändige Nacharbeit an der Oberfläche des Bauteils reduziert, insbesondere vermieden werden, da die Stützstruktur nicht von dem Bauteil gelöst werden muss, wobei sich zwischen der ersten Stützstruktur und dem Bauteil nicht aufgeschmolzenes und daher leicht zu entfernendes Pulvermaterial befindet. Vorteilhafterweise wird so die Nacharbeitszeit verringert, was wiederum Kosten und Ausschuss reduziert.According to a development of the invention, it is provided that the component is supported on the at least one first support structure via loose powder material. In this way, time-consuming rework on the surface of the component can advantageously be reduced, in particular avoided, since the support structure does not have to be detached from the component, with powder material that is not melted and therefore easy to remove being located between the first support structure and the component. The rework time is advantageously reduced in this way, which in turn reduces costs and rejects.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Pulvermaterial in dem ersten Pulverbereich unter Verwendung eines ersten thermischen Energieeintrags je Flächeneinheit aufgeschmolzen wird. Das Pulvermaterial wird in dem zweiten Pulverbereich unter Verwendung eines von dem ersten Energieeintrag verschiedenen zweiten thermischen Energieeintrag je Flächeneinheit derart beaufschlagt, dass das Pulvermaterial in dem zweiten Pulverbereich angesintert wird. Vorteilhafterweise wird so sichergestellt, dass das Pulvermaterial überwiegend, insbesondere nur in dem ersten Pulverbereich aufgeschmolzen wird, wohingegen das Pulvermaterial in dem zweiten Pulverbereich angesintert, insbesondere nur angesintert wird.According to a development of the invention, it is provided that the powder material is melted in the first powder region using a first thermal energy input per unit area. The powder material is acted upon in the second powder region using a second thermal energy input that is different from the first energy input per unit area in such a way that the powder material is partially sintered in the second powder region. Advantageously, this ensures that the powder material is predominantly melted, in particular only in the first powder area, whereas the powder material in the second powder area is partially sintered, in particular only partially sintered.

Dass das Pulvermaterial in dem zweiten Pulverbereich angesintert wird, bedeutet insbesondere, dass das Pulvermaterial in dem zweiten Pulverbereich nur angesintert, insbesondere nur bereichsweise angeschmolzen, insbesondere nur angeschmolzen wird. Die Schmelztemperatur, insbesondere der Schmelztemperaturbereich des Pulvermaterials wird somit in dem zweiten Pulverbereich nicht erreicht und/oder nicht überschritten, sodass das Pulvermaterial, insbesondere die einzelnen Pulverpartikel, nur angesintert, insbesondere nur bereichsweise angeschmolzen, insbesondere nur angeschmolzen werden. Insbesondere sind die einzelnen Pulverpartikel in dem zweiten Pulverbereich nur über lokale Materialbrücken, sogenannte Sinterhälse, miteinander verbunden.The fact that the powder material is partially sintered in the second powder area means in particular that that the powder material in the second powder region is only partially sintered, in particular only partially melted, in particular only partially melted. The melting temperature, in particular the melting temperature range of the powder material, is therefore not reached and/or not exceeded in the second powder region, so that the powder material, in particular the individual powder particles, is only partially sintered, in particular only partially melted, in particular only partially melted. In particular, the individual powder particles in the second powder area are connected to one another only via local material bridges, so-called sinter necks.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine erste Stützstruktur eine Stützfläche aufweist, die zumindest bereichsweise einer Außenkontor des Bauteils folgt. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine besonders tragfähige Stützstruktur hergestellt, die insbesondere dazu geeignet ist, um große Eigenspannungen des Bauteils aufzunehmen.According to a development of the invention, it is provided that the at least one first support structure has a support surface which at least partially follows an outer contour of the component. In this way, a particularly load-bearing support structure is advantageously produced, which is particularly suitable for absorbing large internal stresses in the component.

Dass die Stützfläche zumindest bereichsweise einer Außenkontur des Bauteils folgt, bedeutet insbesondere, dass die Stützfläche bereichsweise einer Oberfläche des Bauteils folgt. Die Stützfläche und die Oberfläche des Bauteils werden somit insbesondere bereichsweise korrespondierend, insbesondere bereichsweise parallel, hergestellt. Insbesondere folgt die Stützfläche einer Oberfläche des Bauteils, deren Normalenvektor in Richtung einer Bauplattform zeigt. Insbesondere folgt die Stützfläche derjenigen Oberfläche des Bauteils, die der Oberfläche einer Bauplattform zugewandt ist. Insbesondere handelt es sich bei der Stützfläche um ein bauteilkonturnahes Gebilde, welches unmittelbar in die Nähe der Bauteiloberfläche gesintert wird.The fact that the support surface at least partially follows an outer contour of the component means in particular that the support surface partially follows a surface of the component. The support surface and the surface of the component are thus produced in particular in a corresponding manner in certain areas, in particular parallel in certain areas. In particular, the support surface follows a surface of the component whose normal vector points in the direction of a construction platform. In particular, the support surface follows that surface of the component which faces the surface of a construction platform. In particular, the support surface is a structure close to the contour of the component, which is sintered directly in the vicinity of the component surface.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine von der ersten Stützstruktur verschiedene zweite Stützstruktur derart hergestellt wird, dass die zweite Stützstruktur die erste Stützstruktur abstützt. Vorteilhafterweise können so größere Bauteile, insbesondere Bauteile mit einer komplexen Form sicher abgestützt worden.According to a development of the invention, it is provided that at least one second support structure, which is different from the first support structure, is produced in such a way that the second support structure supports the first support structure. Advantageously, larger components, in particular components with a complex shape, can thus be securely supported.

Bei der zweiten Stützstruktur handelt es sich insbesondere um eine konventionelle Stützstruktur, insbesondere um eine Stützstruktur, deren Pulverpartikel bei der Herstellung aufgeschmolzen, insbesondere vollständig aufgeschmolzen wurden. Im Vergleich zur ersten Stützstruktur sind die Pulverpartikel der zweiten Stützstruktur nicht nur über Sinterhälse, sondern vollständig miteinander verbunden. Insbesondere ist die zweite Stützstruktur mit der ersten Stützstruktur - jedoch nicht mit dem Bauteil - verbunden.The second support structure is in particular a conventional support structure, in particular a support structure whose powder particles have been melted, in particular completely melted, during production. In comparison to the first support structure, the powder particles of the second support structure are not only connected via sinter necks, but are completely connected to one another. In particular, the second support structure is connected to the first support structure—but not to the component.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Wärmeleitungsstruktur hergestellt wird, die während der Herstellung des Bauteils Wärme aus dem Bauteil ableitet. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein gleichmäßiges Abkühlen des hergestellten Bauteils ermöglicht. Insbesondere kann über die Wärmeleitungsstruktur mehr Wärme aus dem Bauteil abgeleitet werden, als über lose und unverbundene Pulverpartikel des Pulvermaterials.According to a development of the invention, it is provided that at least one heat conduction structure is produced, which dissipates heat from the component during the production of the component. In this way, a uniform cooling of the manufactured component is advantageously made possible. In particular, more heat can be dissipated from the component via the heat conduction structure than via loose and unconnected powder particles of the powder material.

Insbesondere wird die eine Wärmeleitungsstruktur aus einem von dem ersten Pulvermaterial und dem zweiten Pulvermaterial verschiedenen dritten Pulvermaterial hergestellt. In einer Ausführungsform unterscheidet sich ein Wärmeleitkoeffizient des dritten Pulvermaterials von einem Wärmeleitkoeffizient des ersten und/oder des zweiten Pulvermaterials. Insbesondere wird zum Beispiel das Bauteil aus Stahl oder einer Stahllegierung und die Wärmeleitungsstruktur aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Es ist aber auch möglich, dass das Bauteil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und die Wärmeleitungsstruktur aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt wird.In particular, the one heat conduction structure is produced from a third powder material that is different from the first powder material and the second powder material. In one embodiment, a thermal conductivity coefficient of the third powder material differs from a thermal conductivity coefficient of the first and/or the second powder material. In particular, for example, the component is made of steel or a steel alloy and the heat conduction structure is made of aluminum or an aluminum alloy. However, it is also possible for the component to be made from aluminum or an aluminum alloy and for the heat conduction structure to be made from copper or a copper alloy.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Wärmeleitungsstruktur derart hergestellt wird, dass sie während der Herstellung des Bauteils Wärme aus der wenigstens einen ersten Stützstruktur und/oder aus der wenigstens einen zweiten Stützstruktur ableitet. Auf diese Weise kann vorteilhaft die Herstellungszeit des Bauteils reduziert werden, da verfahrensbedingt notwendige Abkühlzeiten verkürzt werden können.According to a development of the invention, it is provided that the at least one heat conduction structure is produced in such a way that it dissipates heat from the at least one first support structure and/or from the at least one second support structure during production of the component. In this way, the production time of the component can advantageously be reduced, since the cooling times required due to the process can be shortened.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Bauteile als das Bauteil auf einer Bauplattform hergestellt werden, wobei wenigstens eine erste Stützstruktur derart hergestellt wird, dass die wenigstens eine erste Stützstruktur die wenigstens zwei Bauteile relativ zueinander abstützt. Auf diese Weise werden vorteilhaft mehrere Bauteile auf einer Bauplattform erstellt, die sich gegenseitig, insbesondere über eine zwischen den Bauteilen liegende Stützstruktur, abstützen.According to a development of the invention, it is provided that at least two components are produced as the component on a construction platform, with at least one first support structure being produced in such a way that the at least one first support structure supports the at least two components relative to one another. In this way, a number of components are advantageously created on a construction platform, which mutually support one another, in particular via a support structure located between the components.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen das wenigstens zwei Bauteile in Aufbaurichtung übereinander auf der Bauplattform hergestellt werden. Vorteilhafterweise wird so das Bauvolumen in Aufbaurichtung übereinander möglichst volumeneffizient in einer Fertigungsanlage zum Herstellen von additiv gefertigten Bauteilen ausgenutzt.According to a development of the invention, it is provided that at least two components are produced one above the other in the construction direction on the construction platform. Advantageously, the construction volume in the direction of construction is used one above the other in the most volume-efficient way possible in a production plant for the production of additively manufactured components.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Bauteile in Aufbaurichtung nebeneinander auf der Bauplattform hergestellt werden. Vorteilhafterweise wird so das Bauvolumen in Aufbaurichtung nebeneinander möglichst volumeneffizient in einer Fertigungsanlage zum Herstellen von additiv gefertigten Bauteilen ausgenutzt. Auf diese Weise wird vorteilhaft die Fertigungsanlage wirtschaftlicher ausgenutzt.According to a development of the invention, it is provided that at least two components are produced next to one another in the direction of construction on the construction platform. Advantageously, the construction volume is next to one another in the construction direction volume-efficiently used in a production plant for the production of additively manufactured components. In this way, the production plant is advantageously used more economically.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1a eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3,
  • 1b eine vergrößerte schematische Darstellung eines mit dem Bezugszeichen 4 in 1a versehenen Bereichs des ersten Ausführungsbeispiels,
  • 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3,
  • 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3, und
  • 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. show:
  • 1a a schematic representation of a first exemplary embodiment of a method for producing an additively manufactured component 1 from a powder material 3,
  • 1b an enlarged schematic representation of one with the reference number 4 in 1a provided area of the first embodiment,
  • 2 a schematic representation of a second exemplary embodiment of a method for producing an additively manufactured component 1 from a powder material 3,
  • 3 a schematic representation of a third exemplary embodiment of a method for producing an additively manufactured component 1 from a powder material 3, and
  • 4 a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of a method for producing an additively manufactured component 1 from a powder material 3.

1a zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest bereichsweise additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3. In dem Verfahren wird ein Pulvermaterial 3 bereitgestellt, wobei in einem ersten Pulverbereich 5.1 wenigstens ein Bauteilbereich 2 des Bauteils 1 hergestellt wird. In einem von dem ersten Pulverbereich 5.1 verschiedenen zweiten Pulverbereich 5.2 wird wenigstens eine erste Stützstruktur 7.1 gebildet, die das Bauteil 1 abstützt. Die wenigstens eine erste Stützstruktur 7.1 und das Bauteil 1 werden derart erzeugt, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bauteil 1 und der wenigstens einen ersten Stützstruktur 7.1 vermieden wird. 1a 1 shows a method for producing a component 1 that is additively manufactured at least in regions from a powder material 3. In the method, a powder material 3 is provided, with at least one component region 2 of the component 1 being produced in a first powder region 5.1. At least one first support structure 7.1, which supports the component 1, is formed in a second powder area 5.2, which is different from the first powder area 5.1. The at least one first support structure 7.1 and the component 1 are produced in such a way that an integral connection between the component 1 and the at least one first support structure 7.1 is avoided.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Pulvermaterial 3 in dem ersten Pulverbereich 5.1 unter Verwendung eines ersten thermischen Energieeintrags je Flächeneinheit aufgeschmolzen wird. Das Pulvermaterial 3 wird in dem zweiten Pulverbereich 5.2 unter Verwendung eines von dem ersten Energieeintrag verschiedenen zweiten thermischen Energieeintrag je Flächeneinheit derart beaufschlagt, dass das Pulvermaterial 3 in dem zweiten Pulverbereich 5.2 angesintert wird.Provision is preferably made for the powder material 3 to be melted in the first powder region 5.1 using a first thermal energy input per unit area. The powder material 3 is applied in the second powder region 5.2 using a second thermal energy input that is different from the first energy input per unit area in such a way that the powder material 3 is partially sintered in the second powder region 5.2.

Dass das Pulvermaterial 3 in dem zweiten Pulverbereich 5.2 angesintert wird, bedeutet vorzugsweise, dass das Pulvermaterial 3 in dem zweiten Pulverbereich 5.2 nur angesintert, insbesondere nur bereichsweise angeschmolzen, insbesondere nur angeschmolzen wird. Die Schmelztemperatur, insbesondere der Schmelztemperaturbereich des Pulvermaterials 3 wird somit in dem zweiten Pulverbereich 5.2 nicht erreicht und/oder nicht überschritten, sodass das Pulvermaterial 3, insbesondere die einzelnen Pulverpartikel 3.1, nur angesintert, insbesondere nur bereichsweise angeschmolzen, insbesondere nur angeschmolzen werden. Insbesondere sind die einzelnen Pulverpartikel 3.1 in dem zweiten Pulverbereich 5.2 nur über Sinterhälse miteinander verbunden.The fact that the powder material 3 is partially sintered in the second powder region 5.2 preferably means that the powder material 3 is only partially sintered in the second powder region 5.2, in particular only partially melted, in particular only partially melted. The melting temperature, in particular the melting temperature range of the powder material 3, is therefore not reached and/or not exceeded in the second powder region 5.2, so that the powder material 3, in particular the individual powder particles 3.1, is only partially sintered, in particular only partially melted, in particular only partially melted. In particular, the individual powder particles 3.1 in the second powder region 5.2 are connected to one another only via sinter necks.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine erste Stützstruktur 7.1 eine Stützfläche 8 aufweist, die zumindest bereichsweise einer Außenkontur 10 des Bauteils 1 folgt.Provision is preferably made for the at least one first support structure 7.1 to have a support surface 8 which follows an outer contour 10 of the component 1 at least in some areas.

1b zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung eines mit dem Bezugszeichen 4 in 1a versehenen Bereichs des ersten Ausführungsbeispiels. 1b shows an enlarged schematic representation of a with the reference number 4 in 1a provided area of the first embodiment.

Dabei sind gleiche und funktionsgleiche Elemente in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.Elements that are the same and have the same function are provided with the same reference symbols in all figures, so that reference is made to the previous description in each case.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Bauteil 1 vermittelt über loses Pulvermaterial 3 auf der wenigstens einen ersten Stützstruktur 7.1 abgestützt wird.It is preferably provided that the component 1 is supported via loose powder material 3 on the at least one first support structure 7.1.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a method for producing an additively manufactured component 1 from a powder material 3.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine von der ersten Stützstruktur 7.1 verschiedene zweite Stützstruktur 7.2 derart hergestellt wird, dass die zweite Stützstruktur 7.2 die erste Stützstruktur 7.1 abstütztProvision is preferably made for the at least one second support structure 7.2, which is different from the first support structure 7.1, to be produced in such a way that the second support structure 7.2 supports the first support structure 7.1

Bei der zweiten Stützstruktur 7.2 handelt es sich vorzugsweise um eine konventionelle Stützstruktur, bevorzugt um eine Stützstruktur, deren Pulverpartikel 3.1 bei der Herstellung aufgeschmolzen, insbesondere vollständig aufgeschmolzen wurden. Im Vergleich zur ersten Stützstruktur 7.1 sind die Pulverpartikel 3.1 der zweiten Stützstruktur 7.2 nicht nur über Sinterhälse, sondern vollständig miteinander verbunden.The second support structure 7.2 is preferably a conventional support structure, preferably a support structure whose powder particles 3.1 have been melted, in particular completely melted, during production. In comparison to the first support structure 7.1, the powder particles 3.1 of the second support structure 7.2 are not only connected to each other via sinter necks, but completely.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3. 3 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a method for producing an additively manufactured component 1 from a powder material 3.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens eine Wärmeleitungsstruktur 11 hergestellt wird, die während der Herstellung des Bauteils 1 Wärme aus dem Bauteil 1 ableitet.It is preferably provided that at least one heat conduction structure 11 is produced heat is dissipated from the component 1 during the manufacture of the component 1.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Wärmeleitungsstruktur 11 derart hergestellt wird, dass sie während der Herstellung des Bauteils 1 Wärme aus der wenigstens einen ersten Stützstruktur 7.1 und/oder aus der wenigstens einen hier nicht dargestellten zweiten Stützstruktur 7.2 ableitet.Provision is preferably made for the at least one heat conduction structure 11 to be produced in such a way that it dissipates heat from the at least one first support structure 7.1 and/or from the at least one second support structure 7.2 (not shown here) during the production of the component 1.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines additiv gefertigten Bauteils 1 aus einem Pulvermaterial 3. 4 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of a method for producing an additively manufactured component 1 from a powder material 3.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Bauteile 1 als das Bauteil 1 auf einer Bauplattform 9 hergestellt werden, wobei wenigstens eine erste Stützstruktur 7.1 derart hergestellt wird, dass die wenigstens eine erste Stützstruktur 7.1 die wenigstens zwei Bauteile 1 relativ zueinander abstützt.Provision is preferably made for at least two components 1 to be produced as component 1 on a construction platform 9, with at least one first support structure 7.1 being produced in such a way that the at least one first support structure 7.1 supports the at least two components 1 relative to one another.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Bauteile 1 in einer mit dem Pfeil A gekennzeichneten Aufbaurichtung übereinander auf der Bauplattform 9 hergestellt werden.Provision is preferably made for at least two components 1 to be produced one above the other on the construction platform 9 in a construction direction indicated by the arrow A.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Bauteile 1 als das Bauteil 1 in einer mit dem Pfeil B gekennzeichneten in Aufbaurichtung nebeneinander auf der Bauplattform 9 hergestellt werden.Provision is preferably made for at least two components 1 to be produced as the component 1 next to one another on the construction platform 9 in the direction of construction indicated by the arrow B.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2018/106371 A2 [0002]WO 2018/106371 A2 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen eines zumindest bereichsweise additiv gefertigten Bauteils (1) aus einem Pulvermaterial (3), wobei - ein Pulvermaterial (3) bereitgestellt wird, wobei - in einem ersten Pulverbereich (5.1) wenigstens ein Bauteilbereich (2) des Bauteils (1) hergestellt wird, wobei - in einem von dem ersten Pulverbereich (5.1) verschiedenen zweiten Pulverbereich (5.2) wenigstens eine erste Stützstruktur (7.1) gebildet wird, die das Bauteil (1) abstützt, wobei - die wenigstens eine erste Stützstruktur (7.1) und das Bauteil (1) derart erzeugt werden, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bauteil (1) und der wenigstens einen ersten Stützstruktur (7.1) vermieden wird.A method for producing an at least partially additively manufactured component (1) from a powder material (3), wherein - A powder material (3) is provided, wherein - At least one component area (2) of the component (1) is produced in a first powder area (5.1), wherein - In a second powder region (5.2) different from the first powder region (5.1), at least one first support structure (7.1) is formed, which supports the component (1), wherein - The at least one first support structure (7.1) and the component (1) are produced in such a way that a material connection between the component (1) and the at least one first support structure (7.1) is avoided. Verfahren nach Anspruch 1, wobei - das Bauteil (1) vermittelt über loses Pulvermaterial auf der wenigstens einen ersten Stützstruktur (7.1) abgestützt wird.procedure after claim 1 , wherein - the component (1) is supported on the at least one first support structure (7.1) via loose powder material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Pulvermaterial (3) in dem ersten Pulverbereich (5.1) unter Verwendung eines ersten thermischen Energieeintrags je Flächeneinheit aufgeschmolzen wird, wobei - das Pulvermaterial (3) in dem zweiten Pulverbereich (5.2) unter Verwendung eines von dem ersten Energieeintrag verschiedenen zweiten thermischen Energieeintrag je Flächeneinheit derart beaufschlagt wird, dass - das Pulvermaterial (3) in dem zweiten Pulverbereich (5.2) angesintert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein - The powder material (3) in the first powder region (5.1) is melted using a first thermal energy input per unit area, wherein - The powder material (3) in the second powder region (5.2) is applied using a different from the first energy input second thermal energy input per unit area such that - The powder material (3) is sintered in the second powder area (5.2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die wenigstens eine erste Stützstruktur (7.1) eine Stützfläche (8) aufweist, die zumindest bereichsweise einer Außenkontor (10) des Bauteils (1) folgt.Method according to one of the preceding claims, wherein - The at least one first support structure (7.1) has a support surface (8) which at least partially follows an outer contour (10) of the component (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - wenigstens eine von der ersten Stützstruktur (7.1) verschiedene zweite Stützstruktur (7.2) derart hergestellt wird, dass die zweite Stützstruktur (7.2) die erste Stützstruktur (7.1) abstützt.Method according to one of the preceding claims, wherein - at least one second support structure (7.2) different from the first support structure (7.1) is produced in such a way that the second support structure (7.2) supports the first support structure (7.1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - wenigstens eine Wärmeleitungsstruktur (11) hergestellt wird, die während der Herstellung des Bauteils (1) Wärme aus dem Bauteil (1) ableitet.Method according to one of the preceding claims, wherein - At least one heat conduction structure (11) is produced, which dissipates heat from the component (1) during the production of the component (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die wenigstens eine Wärmeleitungsstruktur (11) derart hergestellt wird, dass sie während der Herstellung des Bauteils (1) Wärme aus der wenigstens einen ersten Stützstruktur (7.1) und/oder aus der wenigstens einen zweiten Stützstruktur (7.2) ableitet.Method according to one of the preceding claims, wherein - the at least one heat conduction structure (11) is produced in such a way that it dissipates heat from the at least one first support structure (7.1) and/or from the at least one second support structure (7.2) during the production of the component (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - wenigstens zwei Bauteile (1) als das Bauteil (1) auf einer Bauplattform (9) hergestellt werden, wobei - wenigstens eine erste Stützstruktur (7.1) derart hergestellt wird, dass die wenigstens eine erste Stützstruktur (7.1) die wenigstens zwei Bauteile (1) relativ zueinander abstützt.Method according to one of the preceding claims, wherein - At least two components (1) are produced as the component (1) on a construction platform (9), wherein - At least one first support structure (7.1) is produced in such a way that the at least one first support structure (7.1) supports the at least two components (1) relative to one another. Verfahren nach Anspruch 8, wobei - wenigstens zwei Bauteile (1) in Aufbaurichtung übereinander auf der Bauplattform (9) hergestellt werden.procedure after claim 8 , wherein - at least two components (1) are produced one above the other in the construction direction on the construction platform (9). Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei - wenigstens zwei Bauteile (1) in Aufbaurichtung nebeneinander auf der Bauplattform (9) hergestellt werden.procedure after claim 8 or 9 , wherein - at least two components (1) are produced next to one another in the direction of construction on the construction platform (9).
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