DE102022003677A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils - Google Patents

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Bernd Schietinger
Arnd Bressel
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (1).Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- ein Bauteilrohling (3) mittels pulverbettbasiertem Schmelzen aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial (4) derart additiv gefertigt wird, dass er einen äußeren Bauteilabschnitt (5) und mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) aufweist, zwischen denen mindestens ein Hohlraum (6) ausgebildet ist, wobei der mindestens eine innere Bauteilabschnitt (2) mit dem äußeren Bauteilabschnitt (5) ausschließlich über mindestens eine die beiden Bauteilabschnitte (2, 5) nach außen überragende Verbindungsstruktur (7) fest verbunden ist, die mindestens eine Zugangsöffnung (8) zu dem mindestens einen Hohlraum (6) aufweist,- das pulverförmige Ausgangsmaterial (4) aus dem mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt (5) und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) ausgebildeten Hohlraum (6) des Bauteilrohlings (3) entfernt wird,- der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt (5) und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) ausgebildete Hohlraum (6) des Bauteilrohlings (3) zumindest abschnittsweise mit einem zumindest in einem Endzustand elastischen Füllmaterial (11) gefüllt wird, und- die mindestens eine Verbindungsstruktur (7) entfernt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mittels des Verfahrens hergestelltes Bauteil.
  • Aus dem Stand der Technik sind, wie in der US 2016/0303800 A1 beschrieben, Metallobjekte bekannt, die innere Hohlräume in durch additive Fertigung hergestellten Strukturen überspannen. Eine dreidimensionale elektronische, biologische, chemische, Wärmemanagement- und/oder elektromechanische Vorrichtung wird konfiguriert, indem eine oder mehrere Schichten einer dreidimensionalen Struktur auf einem Substrat abgeschieden werden. Die dreidimensionale Struktur umfasst einen oder mehrere innere Hohlräume. Zur Herstellung wird ein additives Fertigungssystem verwendet, das durch eine Reihe von sekundären Einbettungsprozessen verbessert wird. Die dreidimensionale Struktur wird zudem mit strukturell integrierten Metallobjekten konfiguriert, die die mit Luft gefüllten oder evakuierten inneren Hohlräume der dreidimensionalen Struktur überspannen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Bauteil anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass, insbesondere in einem ersten Verfahrensschritt, ein Bauteilrohling mittels pulverbettbasiertem Schmelzen aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial derart additiv gefertigt wird, dass er einen äußeren Bauteilabschnitt und mindestens einen inneren Bauteilabschnitt aufweist, zwischen denen mindestens ein Hohlraum ausgebildet ist, wobei der mindestens eine innere Bauteilabschnitt mit dem äußeren Bauteilabschnitt ausschließlich über mindestens eine die beiden Bauteilabschnitte nach außen überragende Verbindungsstruktur fest verbunden ist, die mindestens eine Zugangsöffnung zu dem mindestens einen Hohlraum aufweist.
  • Das pulverförmige Ausgangsmaterial ist beispielsweise Kunststoff oder Metall oder ein Gemisch aus Kunststoff und Sand, Keramik oder Metall. Eine Energieeinbringung zum Schmelzen des pulverförmigen Ausgangsmaterials in den Bereichen, in denen der Bauteilrohling ausgebildet werden soll, erfolgt beispielsweise durch Laser, LED, Elektronenstrahl oder Wärmestrahlung. In den Bereichen, in denen das pulverförmige Ausgangsmaterial nicht geschmolzen wird, bleibt es in seinem pulverförmigen Zustand erhalten. Im hier beschriebenen Verfahren füllt es somit den mindestens einen Hohlraum zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt aus, denn zur Ausbildung dieses Hohlraums wird dort dieses pulverförmige Ausgangsmaterial nicht geschmolzen.
  • Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt, das pulverförmige Ausgangsmaterial aus dem mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt ausgebildeten Hohlraum des Bauteilrohlings entfernt wird, beispielsweise durch Ausschütten, Aussaugen, Ausblasen und/oder Evakuieren. Das Entfernen des pulverförmigen Ausgangsmaterials aus dem mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt ausgebildeten Hohlraum erfolgt dabei über die mindestens eine Zugangsöffnung in der mindestens einen Verbindungsstruktur. Die Entfernung des pulverförmigen Ausgangsmaterials erfolgt dabei vollständig oder zumindest überwiegend vollständig. Nach dem Entfernen des pulverförmigen Ausgangsmaterials aus dem mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt ausgebildeten Hohlraum wird der mindestens eine innere Bauteilabschnitt mittels der mindestens einen Verbindungsstruktur weiterhin in seiner Relativposition zum äußeren Bauteilabschnitt gehalten. Dadurch bleibt insbesondere auch der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt ausgebildete Hohlraum erhalten.
  • Zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt, der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt ausgebildete Hohlraum des Bauteilrohlings zumindest abschnittsweise mit einem zumindest in einem Endzustand elastischen Füllmaterial gefüllt wird. Dies erfolgt über die mindestens eine Zugangsöffnung in der mindestens einen Verbindungsstruktur. Das Füllmaterial ist beispielsweise ein Elastomer, ein Polymer, ein elastischer Schaum, ein Polyurethan, ein Kautschuk, ein Silikonkautschuk und/oder ein Flüssigdichtungsmaterial oder umfasst eine oder mehrere der genannten Komponenten.
  • Beispielsweise kann hierfür, insbesondere zur Vermeidung von Lufteinschlüssen, vorgesehen sein, dass der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt ausgebildete Hohlraum des Bauteilrohlings vor dem Befüllen mit dem Füllmaterial evakuiert wird und/oder das Füllmaterial druckbeaufschlagt in den mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt ausgebildeten Hohlraum des Bauteilrohlings eingefüllt wird.
  • Um die Befüllung mit dem Füllmaterial zu erleichtern, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Bauteilrohling einen zusätzlichen Einfüllstutzen aufweist. D. h. der Bauteilrohling wird mittels pulverbettbasiertem Schmelzen aus dem pulverförmigen Ausgangsmaterial derart additiv gefertigt, dass an der mindestens einen Verbindungsstruktur ein mit der mindestens einen Zugangsöffnung verbundener Einfüllstutzen ausgebildet ist.
  • Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt, die mindestens eine Verbindungsstruktur entfernt wird. Dadurch ist das Bauteil fertiggestellt. Der mindestens eine innere Bauteilabschnitt ist somit nicht mehr fest mit dem äußeren Bauteilabschnitt verbunden, sondern er ist nun über das Füllmaterial stoffschlüssig und/oder formschlüssig elastisch und dadurch schwingungsdämpfend mit dem äußeren Bauteilabschnitt verbunden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Herstellung, insbesondere additive Fertigung, von Bauteilen mit einem oder mehreren schwingungsdämpfenden Teilbereichen, denn durch das Füllmaterial, beispielsweise eine Elastomerlage, ist der mindestens eine oder jeweilige Teilbereich weitgehend schwingungsgedämpft mit dem restlichen Bauteilvolumen verbunden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere eine vereinfachte Darstellung komplexer Innengeometrien mit weitgehender Schwingungsreduktion zum äußeren Bauteilabschnitt. Es ermöglicht dadurch beispielsweise eine schwingungsgedämpfte Anbringung von hochbelasteten Bauteilen, insbesondere im Bereich von Elektromotoren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere eine kostengünstige Darstellung schwingungsreduziert ausgeführter und bauraumoptimierter Teile mit additiven Verfahren und eine Vermeidung von Beschädigung der komplex aufgebauten additiv gefertigten Bauteile durch Schaffung leicht flexibler Anbindungsbereiche. Gegebenenfalls ist eine Kompensation der gegebenenfalls fertigungsbedingt auftretenden geringeren Dauer- und Schlagfestigkeit erforderlich.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht zudem eine Schwingungsentkopplung komplexer innerer Bauteilabschnitte, beispielsweise zur Durchführung vibrationsbelasteter Leitungen, ohne die Notwendigkeit mehrteiliger Konstruktionen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht des Weiteren ein Ausbilden verliersicherer Anbindungspunkte durch die mit klassischen Methoden nicht darstellbare Umfassung des schwingungsdämpfenden inneren Bauteilabschnitts durch den äußeren Bauteilabschnitt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft zur Herstellung von Bauteilen für technische Produkte, insbesondere im Bereich der Elektromobilität, denn hier ist die Darstellung komplexer, in sich verschachtelter Bauteile mit Strukturen zur Führung von elektrischen Strömen, elektromagnetischen Feldern und/oder Kühlmedien notwendig. Diese Bauteile erzeugen bzw. übertragen hierbei über Anbindungspunkte Schwingungen/Vibrationen. Bisher müssen sie daher aufwändig durch äußere Dämpfungselemente, die zu einer deutlichen Vergrößerung des Bauraums führen, an benachbarten Strukturen befestigt werden. Dies ist durch die erfindungsgemäße Lösung nicht mehr erforderlich, da mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Bauteile hergestellt werden können, die mindestens einen schwingungsgedämpft in einem äußeren Bauteilabschnitt angeordneten inneren Bauteilabschnitt aufweisen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines in einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils additiv gefertigten Bauteilrohlings, wobei ein Hohlraum im Bauteilrohling noch mit einem pulverförmigen Ausgangsmaterial gefüllt ist,
    • 2 schematisch eine Draufsicht auf den Bauteilrohling aus 1,
    • 3 schematisch eine Schnittdarstellung des Bauteilrohlings nach einem Entfernen des pulverförmigen Ausgangsmaterials aus dem Hohlraum,
    • 4 schematisch eine Draufsicht auf den Bauteilrohling aus 3,
    • 5 schematisch eine Schnittdarstellung des Bauteilrohlings nach einem Befüllen des Hohlraums mit einem Füllmaterial,
    • 6 schematisch eine Draufsicht auf den Bauteilrohling aus 5,
    • 7 schematisch eine Schnittdarstellung des hergestellten Bauteils mit einer von diesem entfernten Verbindungsstruktur,
    • 8 schematisch eine Schnittdarstellung des hergestellten Bauteils,
    • 9 schematisch eine Draufsicht auf das Bauteil aus 8,
    • 10 schematisch eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines hergestellten Bauteils,
    • 11 schematisch eine Draufsicht auf das Bauteil aus 10,
    • 12 schematisch eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines hergestellten Bauteils mit von diesem entfernten Verbindungsstrukturen, und
    • 13 schematisch eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines hergestellten Bauteils mit daran befestigten Anschlussstutzen.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Anhand der 1 bis 13 wird im Folgenden ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils 1 beschrieben, welches die Herstellung eines additiv gefertigten Bauteils 1 mit einem oder mehreren schwingungsgedämpften inneren Bauteilabschnitten 2 ermöglicht.
  • In diesem Verfahren wird, insbesondere in einem ersten Verfahrensschritt, ein Bauteilrohling 3 mittels pulverbettbasiertem Schmelzen aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial 4 derart additiv gefertigt, dass er einen äußeren Bauteilabschnitt 5 und mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 aufweist, zwischen denen mindestens ein Hohlraum 6 ausgebildet ist, wobei der mindestens eine innere Bauteilabschnitt 2 mit dem äußeren Bauteilabschnitt 5 ausschließlich über mindestens eine die beiden Bauteilabschnitte 2, 5 nach außen überragende Verbindungsstruktur 7 fest verbunden ist, die mindestens eine Zugangsöffnung 8 zu dem mindestens einen Hohlraum 6 aufweist.
  • Dieser Verfahrensschritt, genauer gesagt ein daraus resultierender Endzustand des Bauteilrohlings 3, ist in den 1 und 2 in einer Schnittansicht bzw. in einer Draufsicht gezeigt.
  • Das pulverförmige Ausgangsmaterial 4 ist beispielsweise Kunststoff oder Metall oder ein Gemisch aus Kunststoff und Sand, Keramik oder Metall. Eine Energieeinbringung zum Schmelzen des pulverförmigen Ausgangsmaterials 4 in den Bereichen, in denen der Bauteilrohling 3 ausgebildet werden soll, erfolgt beispielsweise durch Laser, LED, Elektronenstrahl oder Wärmestrahlung. In den Bereichen, in denen das pulverförmige Ausgangsmaterial 4 nicht geschmolzen wird, bleibt es in seinem pulverförmigen Zustand erhalten. Im hier beschriebenen Verfahren füllt es somit den mindestens einen Hohlraum 6 zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt 5 und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 aus, denn zur Ausbildung dieses Hohlraums 6 wird dort dieses pulverförmige Ausgangsmaterial 4 nicht geschmolzen.
  • Im dargestellten Beispiel ist zudem im inneren Bauteilabschnitt 2 eine Schraubausnehmung 9 mit einem Innengewinde durch diese additive Fertigung ausgebildet. Auch hier wird zur Ausbildung dieser Schraubausnehmung 9 pulverförmiges Ausgangsmaterial 4, welches sich innerhalb dieser Schraubausnehmung 9 befindet, nicht geschmolzen. Die Schraubausnehmung 9 ist für eine Anbindung des fertig hergestellten Bauteils 1 an eine andere Komponente vorgesehen. Die Schraubausnehmung 9 ist optional und nicht zwingend vorgesehen.
  • Der mindestens eine innere Bauteilabschnitt 2 ist somit in diesem Stadium der Herstellung des Bauteils 1 ausschließlich über die mindestens eine Verbindungsstruktur 7, insbesondere eine Domstruktur, oder mehrere solche Verbindungsstrukturen 7 mit dem äußeren Bauteilabschnitt 5 fest verbunden, wobei dies nur eine temporäre Verbindung ist, denn sie wird im weiteren Verfahrensablauf entfernt, wie später noch beschrieben wird. Diese Verbindungsstruktur 7 oder die jeweilige Verbindungsstruktur 7 ist insbesondere außerhalb einer finalen Kontur des Bauteils 1 ausgebildet, so dass sie im späteren Verlauf des Verfahrens auf einfache Weise entfernt werden kann.
  • Die mindestens eine oder die jeweilige Verbindungsstruktur 7 weist die bereits erwähnte mindestens eine Zugangsöffnung 8 zu dem mindestens einen Hohlraum 6 auf. Dies wird beispielsweise durch ausgebildete Unterbrechungen der Verbindung zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt 5 und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 erreicht, wodurch im dargestellten Beispiel mehrere Verbindungsbrücken 10 und zwischen diesen mehrere Zugangsöffnungen 8 ausgebildet sind. Wie oben beschrieben, ist der Hohlraum 6 in diesem Stadium des Verfahrens noch mit dem pulverförmigen Ausgangsmaterial 4 gefüllt, so dass der innere Bauteilabschnitt 2 von dem pulverförmigen Ausgangsmaterial 4 umgeben ist. Bis zur Ausbildung der mindestens einen oder der jeweiligen Verbindungsstruktur 7 ist somit der sich durch die additive Fertigung ausbildende innere Bauteilabschnitt 2 durch das pulverförmige Ausgangsmaterial 4 relativ zum sich durch die additive Fertigung ausbildenden äußeren Bauteilabschnitt 5 abgestützt.
  • Die mindestens eine oder jeweilige Verbindungsstruktur 7 dient somit insbesondere einem Halten des mindestens einen inneren Bauteilabschnitts 2 in seiner Relativposition zum äußeren Bauteilabschnitt 5 für nachfolgende Verfahrensschritte bis zur Fertigstellung des Bauteils 1, insbesondere nach einem Entfernen des pulverförmigen Ausgangsmaterials 4 aus dem Hohlraum 6, denn in dem Verfahren wird nun, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt, das pulverförmige Ausgangsmaterial 4 vollständig oder zumindest überwiegend vollständig aus dem mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt 5 und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 ausgebildeten Hohlraum 6 des Bauteilrohlings 3 entfernt. Dabei wird im hier dargestellten Beispiel zudem auch das pulverförmige Ausgangsmaterial 4 aus der Schraubausnehmung 9 entfernt.
  • Dieser Verfahrensschritt, genauer gesagt ein daraus resultierender Endzustand des Bauteilrohlings 3 mit entleertem Hohlraum 6 und im dargestellten Beispiel auch mit entleerter Schraubausnehmung 9, ist in den 3 und 4 in einer Schnittansicht bzw. in einer Draufsicht gezeigt. Nach dem Entfernen des pulverförmigen Ausgangsmaterials 4 aus dem mindestens einen Hohlraum 6 wird der mindestens eine innere Bauteilabschnitt 2 mittels der mindestens einen Verbindungsstruktur 7 weiterhin in seiner Relativposition zum äußeren Bauteilabschnitt 5 gehalten. Dadurch bleibt insbesondere auch der mindestens eine Hohlraum 6 erhalten.
  • Das Entfernen des pulverförmige Ausgangsmaterials 4 aus dem mindestens einen Hohlraum 6 und im dargestellten Beispiel auch aus der Schraubausnehmung 9 kann beispielsweise durch Auskippen, Aussaugen, Ausblasen und/oder Evakuieren und/oder auf andere geeignete Weise erfolgen. Das Entfernen des pulverförmigen Ausgangsmaterials 4 aus dem mindestens einen Hohlraum 6 erfolgt hierbei über die mindestens eine Zugangsöffnung 8 oder, im dargestellten Beispiel, über die mehreren Zugangsöffnungen 8 in der mindestens einen Verbindungsstruktur 7.
  • In dem Verfahren wird nun, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt, der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt 5 und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 ausgebildete Hohlraum 6 des Bauteilrohlings 3 zumindest abschnittsweise mit einem zumindest in einem Endzustand elastischen Füllmaterial 11 gefüllt. Das Füllmaterial 11 ist beispielsweise ein Elastomer, ein Polymer, ein elastischer Schaum, ein Polyurethan, ein Kautschuk, ein Silikonkautschuk und/oder ein Flüssigdichtungsmaterial oder umfasst eine oder mehrere der genannten Komponenten.
  • Dieser Verfahrensschritt, genauer gesagt ein daraus resultierender Endzustand des Bauteilrohlings 3 mit dem Hohlraum 6, der mit dem Füllmaterial 11 gefüllt ist, ist in den 5 und 6 in einer Schnittansicht bzw. in einer Draufsicht gezeigt.
  • Beispielsweise kann hierfür, insbesondere zur Vermeidung von Lufteinschlüssen, vorgesehen sein, dass der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt 5 und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 ausgebildete Hohlraum 6 des Bauteilrohlings 3 vor dem Befüllen mit dem Füllmaterial 11 evakuiert wird und/oder das Füllmaterial 11 druckbeaufschlagt in den mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt 5 und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 ausgebildeten Hohlraum 6 des Bauteilrohlings 3 eingefüllt wird.
  • Um die Befüllung mit dem Füllmaterial 11 zu erleichtern, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Bauteilrohling 3 einen zusätzlichen Einfüllstutzen aufweist. D. h. der Bauteilrohling 3 wird mittels pulverbettbasiertem Schmelzen aus dem pulverförmigen Ausgangsmaterial 4 derart additiv gefertigt, dass an der mindestens einen Verbindungsstruktur 7 ein mit der mindestens einen Zugangsöffnung 8 verbundener Einfüllstutzen ausgebildet ist.
    Die mindestens eine Verbindungsstruktur 7 dient im hier beschriebenen Verfahren lediglich als Hilfsstütze, um den mindestens einen inneren Bauteilabschnitt 2 in seiner Relativposition zum äußeren Bauteilabschnitt 5 zu halten, bis sie über das Füllmaterial 11 miteinander verbunden sind.
  • Daher wird nun, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt, die mindestens eine Verbindungsstruktur 7 entfernt, wodurch das Bauteil 1 fertiggestellt ist. Der mindestens eine innere Bauteilabschnitt 2 ist somit nicht mehr fest mit dem äußeren Bauteilabschnitt 5 verbunden, sondern er ist nun über das Füllmaterial 11 stoffschlüssig und/oder formschlüssig elastisch und dadurch schwingungsdämpfend mit dem äußeren Bauteilabschnitt 5 verbunden. Des Weiteren weist das Bauteil 1 nun seine vorgesehene Außenkontur auf.
  • 7 zeigt das auf diese Weise fertiggestellte Bauteil 1 und die entfernte Verbindungsstruktur 7 in einer Schnittansicht. Die 8 und 9 zeigen das fertiggestellte Bauteil 1 in einer Schnittansicht bzw. in einer Draufsicht.
  • Mittels des hier beschriebenen Verfahrens kann durch eine Anpassung einer Innenkontur des mindestens einen Hohlraums 6 ein Bewegungsbereich des vom Füllmaterial 11 umfassten mindestens einen inneren Bauteilabschnitts 2 selektiv gewählt werden. Beispielsweise kann, wie in 10 und 11 in einer Schnittansicht bzw. einer Draufsicht gezeigt, durch eine Kugelstruktur des inneren Bauteilabschnitts 2 eine weitgehend richtungsunabhängige Beweglichkeit des inneren Bauteilabschnitts 2, welcher beispielsweise als Verbindungselement verwendet wird, erzeugt werden. Optional kann beispielsweise durch eine gezielte Einbringung von Verzahnungselementen 12 auf einer dem Füllmaterial 11 zugewandten Innenseite des äußeren Bauteilabschnitts 5, wie in 10 gezeigt, und/oder auf einer dem Füllmaterial 11 zugewandten Außenseite des mindestens einen inneren Bauteilabschnitts 2, eine stärkere Verzahnung und somit bessere Verbindung des jeweiligen Bauteilabschnitts 2, 5 mit dem Füllmaterial 11 erreicht werden. Dadurch können mechanische Eigenschaften des Bauteils 1 selektiv eingestellt werden.
  • 12 zeigt in einer Schnittansicht ein weiteres Beispiel eines mittels des Verfahrens hergestellten Bauteils 1 bzw. eines Bauteilrohlings 3 des Verfahrens. Dargestellt sind hier das fertiggestellte Bauteil 1 und die entfernten Verbindungsstrukturen 7. Im dargestellten Beispiel sind mehrere solche Verbindungsstrukturen 7 vorgesehen. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei komplexen und/oder voluminösen Strukturen, insbesondere bei komplexen und/oder voluminösen inneren Bauteilabschnitten 2. Durch die mehreren Verbindungsstrukturen 7 kann insbesondere eine optimierte Stabilisierung des inneren Bauteilabschnitts 2 relativ zum äußeren Bauteilabschnitt 5 während des Verfahrens und/oder eine vereinfachte Entleerung und Befüllung des mindestens einen Hohlraums 6 erreicht werden.
  • 13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines mittels des Verfahrens hergestellten Bauteils 1. In diesem Beispiel sind am Bauteil 1 Anschlussstutzen 13 angeordnet, die beispielsweise jeweils als elektrische Kupplung und/oder Fluidkupplung ausgebildet sind, je nach Funktion des schwingungsentkoppelten inneren Bauteilabschnitts 2. Das Bauteil 1 dient hier beispielsweise zur Bereitstellung von schwingungsgedämpften elektrischen oder fluidischen Leitungssystemen. Beispielsweise werden hierfür im Verfahren zur Herstellung des Bauteils 1 im inneren Bauteilabschnitt 2, wie oben beschrieben, entsprechende Schraubausnehmungen 9 mit Innengewinde oder andere Anbindungsstrukturen ausgebildet, mittels welchen die Anschlussstutzen 13 am Bauteil 1 befestigt werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20160303800 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (1), dadurch gekennzeichnet, dass - ein Bauteilrohling (3) mittels pulverbettbasiertem Schmelzen aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial (4) derart additiv gefertigt wird, dass er einen äußeren Bauteilabschnitt (5) und mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) aufweist, zwischen denen mindestens ein Hohlraum (6) ausgebildet ist, wobei der mindestens eine innere Bauteilabschnitt (2) mit dem äußeren Bauteilabschnitt (5) ausschließlich über mindestens eine die beiden Bauteilabschnitte (2, 5) nach außen überragende Verbindungsstruktur (7) fest verbunden ist, die mindestens eine Zugangsöffnung (8) zu dem mindestens einen Hohlraum (6) aufweist, - das pulverförmige Ausgangsmaterial (4) aus dem mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt (5) und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) ausgebildeten Hohlraum (6) des Bauteilrohlings (3) entfernt wird, - der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt (5) und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) ausgebildete Hohlraum (6) des Bauteilrohlings (3) zumindest abschnittsweise mit einem zumindest in einem Endzustand elastischen Füllmaterial (11) gefüllt wird, und - die mindestens eine Verbindungsstruktur (7) entfernt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (11) umfasst oder ausgebildet ist als: - ein Elastomer, - ein Polymer, - ein elastischer Schaum, - ein Polyurethan, - ein Kautschuk, - ein Silikonkautschuk, und/oder - ein Flüssigdichtungsmaterial.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt (5) und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) ausgebildete Hohlraum (6) des Bauteilrohlings (3) vor dem Befüllen mit dem Füllmaterial (11) teilweise oder vollständig evakuiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (11) druckbeaufschlagt in den mindestens einen zwischen dem äußeren Bauteilabschnitt (5) und dem mindestens einen inneren Bauteilabschnitt (2) ausgebildete Hohlraum (6) des Bauteilrohlings (3) eingefüllt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilrohling (3) mittels pulverbettbasiertem Schmelzen aus dem pulverförmigen Ausgangsmaterial (4) derart additiv gefertigt wird, dass an der mindestens einen Verbindungsstruktur (7) ein mit der mindestens einen Zugangsöffnung (8) verbundener Einfüllstutzen ausgebildet ist.
  6. Bauteil, hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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