DE102022111416A1

DE102022111416A1 - Method for operating a system for the additive manufacturing of three-dimensional components

Info

Publication number: DE102022111416A1
Application number: DE102022111416.3A
Authority: DE
Inventors: Dominik Maurer; Bernhard Gutmann; Youssef Gouddi
Original assignee: Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Current assignee: Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-11-09

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen durch schichtweises Aufschmelzen eines Pulvers, wobei ein Modell des Bauteils aus einer Folge von in einer Aufbaurichtung (z) übereinander angeordneten Schichten (N bis N+5) erstellt wird und für jede Schicht (N bis N+5) der Umriss der Schicht (N bis N+5) sowie Steuerungsparameter für eine Strahlungsquelle und eine Strahlführungseinrichtung ermittelt und an eine Steuereinheit der Anlage übergeben werden, wobei für Schichten (N+1 bis N+5) mit einem Überhang zur vorherigen Schicht ein Überhangsbereich (DS) in der x-y-Ebene entlang des Überhangumrisses dieser Schicht (N+1 bis N+5) definiert wird, dessen Breite (b) unabhängig von der tatsächlichen Breite des Überhangs der Schicht (N+1 bis N+5) gegenüber der vorherigen Schicht (N bis N+4) ist und der mit überhangsspezifischen Steuerungsparametern für die Strahlungsquelle und/oder Strahlführungseinrichtung gefertigt wird, die ebenfalls von der tatsächlichen Breite des Überhangs unabhängig sind.A method for operating a system for the additive manufacturing of three-dimensional components by melting a powder layer by layer, wherein a model of the component is created from a sequence of layers (N to N+5) arranged one above the other in a construction direction (z) and for each layer ( N to N+5) the outline of the layer (N to N+5) as well as control parameters for a radiation source and a beam guidance device are determined and transferred to a control unit of the system, for layers (N+1 to N+5) with an overhang to the previous layer, an overhang region (DS) is defined in the x-y plane along the overhang outline of this layer (N+1 to N+5), the width (b) of which is independent of the actual width of the overhang of the layer (N+1 to N +5) compared to the previous layer (N to N+4) and which is manufactured with overhang-specific control parameters for the radiation source and/or beam guidance device, which are also independent of the actual width of the overhang.

Description

Für die additive Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen wie das Laserschmelzen, Lasersintern oder Elektronenstrahlschmelzen wird für das Bauteil ein Schichtenmodell erstellt und anschließend das Bauteil aus einem Pulver Schicht für Schicht gemäß dieses Modells aufgebaut, wobei das Pulver für jede der Schichten selektiv durch Bestrahlung verfestigt wird.For the additive manufacturing of three-dimensional components such as laser melting, laser sintering or electron beam melting, a layer model is created for the component and the component is then built up from a powder layer by layer according to this model, with the powder for each of the layers being selectively solidified by irradiation.

Die additive Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen, die Schichten aufweisen, die jeweils über die darunter liegende Schicht überstehen, erfordert dabei spezielle Fertigungsparameter in den Überhangbereichen, die auch als Downskin bezeichnet werden. Dort wird die überhängende Schicht nicht von einer darunterliegenden verfestigten Schicht unterstützt, sondern ruht auf losem Pulver. Überhangbereiche sind daher kritische Bereiche, die häufig nur mit Abschlägen in der Formtreue und Qualität herstellbar sind. In der EP 3 127 635 A1 wird vorgeschlagen, die Überhangbereiche beispielsweise mit einer geringeren Strahlungsleistung oder Energiedichte zu fertigen als die Kernbereiche, um diesen Problemen zu begegnen. In bestimmten Fällen kann jedoch auch eine höhere Strahlungsleistung für die Fertigung der Überhangbereiche sinnvoll sein.The additive manufacturing of three-dimensional components that have layers that protrude over the underlying layer requires special manufacturing parameters in the overhang areas, which are also referred to as downskin. There the overhanging layer is not supported by an underlying solidified layer, but rests on loose powder. Overhang areas are therefore critical areas that can often only be produced with reductions in shape accuracy and quality. In the EP 3 127 635 A1 It is proposed to manufacture the overhang areas, for example, with a lower radiation power or energy density than the core areas in order to address these problems. In certain cases, however, a higher radiation output can also make sense for the production of the overhang areas.

Der Überhang einer Schicht kann seine Breite in der x-y-Pulverauftragsebene sowie seinen Verlauf oder seine Richtung in dieser Ebene ändern, insbesondere dann, wenn die überhängende Schicht einen deutlich unterschiedlichen Umriss im Vergleich zu der darunterliegenden Schicht aufweist. Die Modellierung eines Bauteils mit überhängenden Schichten und die Ansteuerung der Anlage zur Fertigung eines solchen Bauteils erfordert daher die Definition einer Vielzahl von unterschiedlichen Bearbeitungssektoren mit jeweils unterschiedlichen Steuerungsparametern für die Strahlungsquelle und/oder Strahlführungseinrichtung.The overhang of a layer can change its width in the x-y powder application plane as well as its slope or direction in that plane, particularly if the overhanging layer has a significantly different outline compared to the layer below. The modeling of a component with overhanging layers and the control of the system for producing such a component therefore requires the definition of a large number of different processing sectors, each with different control parameters for the radiation source and/or beam guidance device.

Auch die Kantenbearbeitung eines Überhangbereichs erfordert Anpassungen. Die Kante einer Schicht wird in der Regel durch eine einzelne Strahlspur, die als Kontur bezeichnet wird, nachbearbeitet. Die Kontur dient dazu, die Kante erneut aufzuschmelzen, um Rauigkeiten des Materials auszugleichen. Konturen werden dabei häufig in einem Überhangbereich ebenfalls mit anderen Steuerungsparametern hergestellt als in Abschnitten ohne Überhang der Schicht. In einem überhängenden Abschnitt der Schicht wird von der Anlagensteuerung in der Regel zusätzlich auch die Herstellung einer Kernbereichskontur gefordert, die den Kernbereich gegenüber dem Übergangsbereich abgrenzt.Edge processing of an overhang area also requires adjustments. The edge of a layer is typically finished by a single jet trace called a contour. The contour is used to melt the edge again to compensate for roughness in the material. Contours are often produced in an overhang area with different control parameters than in sections without an overhang of the layer. In an overhanging section of the layer, the system control usually also requires the creation of a core area contour that delimits the core area from the transition area.

Es ist jedoch auch möglich, den Überhangbereich ohne Kontur zu fertigen. Die Strahlspuren zur Fertigung des Überhangbereichs werden in diesem Fall bis an die Kante der Bauteilschicht herangeführt.However, it is also possible to produce the overhang area without a contour. In this case, the beam tracks for producing the overhang area are brought up to the edge of the component layer.

Häufig wird außerdem der eigentliche Überhang für die Definition eines Überhangbereichs mit eigenen Steuerungsparametern in den Kernbereich einer Schicht hinein ausgedehnt. Dieser Übergangsbereich wird auch als „offset into inskin“ bezeichnet und wird mit denselben Steuerungsparametern gefertigt wie der eigentliche Überhang. Zwischen dem Kernbereich und diesem Offset-Bereich kann ebenfalls eine Kontur angebracht werden, sodass eine Schicht mehrere innenliegende Konturen aufweisen kann. Diese innerhalb der äußeren Kante der Schicht liegenden Konturen sind allerdings häufig aus optischen Gründen nicht erwünscht und/oder sie können den weiteren Aufbau des Bauteils erschweren.In addition, the actual overhang is often extended into the core area of a layer to define an overhang area with its own control parameters. This transition area is also referred to as “offset into inskin” and is manufactured with the same control parameters as the actual overhang. A contour can also be applied between the core area and this offset area, so that a layer can have several internal contours. However, these contours located within the outer edge of the layer are often not desirable for optical reasons and/or they can make further construction of the component more difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Überhangbereichen von Bauteilen bei der additiven Fertigung hinsichtlich der Modellierung und der Ansteuerung der Strahlungsquelle und/oder der Strahlführungseinrichtung einfacher zu gestalten.The invention is based on the object of making the production of overhang areas of components easier in additive manufacturing with regard to modeling and the control of the radiation source and/or the beam guidance device.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen durch schichtweises Aufschmelzen eines Pulvers, wobei ein Modell des Bauteils aus einer Folge von in einer Aufbaurichtung z übereinander angeordneten Schichten erstellt wird und für jede Schicht der Umriss der Schicht sowie Steuerungsparameter für eine Strahlungsquelle und eine Strahlführungseinrichtung ermittelt und an eine Steuereinheit der Anlage übergeben werden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass für Schichten mit einem Überhang zur vorherigen Schicht ein Überhangsbereich einheitlicher Breite in der x-y-Ebene entlang des Überhangumrisses dieser Schicht definiert wird, wobei diese Breite unabhängig von der tatsächlichen Breite des Überhangs der Schicht gegenüber der vorherigen Schicht ist und wobei dieser Überhangsbereich mit überhangsspezifischen Steuerungsparametern für die Strahlungsquelle und/oder die Strahlführungseinrichtung gefertigt wird, die ebenfalls von der tatsächlichen Breite des Überhangs unabhängig sind.The task is solved by a method for operating a system for the additive manufacturing of three-dimensional components by melting a powder layer by layer, a model of the component being created from a sequence of layers arranged one above the other in a construction direction z and the outline of the layer as well as for each layer Control parameters for a radiation source and a beam guidance device are determined and transferred to a control unit of the system, which is characterized in that for layers with an overhang to the previous layer, an overhang area of uniform width is defined in the xy plane along the overhang outline of this layer, this Width is independent of the actual width of the overhang of the layer compared to the previous layer and this overhang area is manufactured with overhang-specific control parameters for the radiation source and / or the beam guidance device, which are also independent of the actual width of the overhang.

Die Steuerungsparameter sind nun für den gesamten Überhangbereich einheitlich, unabhängig davon, wie weit die Schicht lokal tatsächlich über die darunterliegende Schicht übersteht bzw. unabhängig vom Winkel des Überhangs, den die Verbindungslinie zwischen der Unterkante der überhängenden Schicht und der Unterkante der darunterliegenden Schicht und die Horizontale zwischen sich einschlie-ßen. Der gesamte Überhangsbereich wird dabei mit denselben Steuerungsparametern gefertigt. Dies erleichtert die Modellierung der einzelnen Schichten und damit die Programmierung der Ansteuerung der Anlage erheblich. Mit Ausnahme des einheitlich definierten Überhangsbereichs können alle anderen Bereiche der Schicht mit den Steuerungsparametern für den Kernbereich gefertigt werden.The control parameters are now uniform for the entire overhang area, regardless of how far the layer actually protrudes locally over the underlying layer or regardless of the angle of the overhang, which is the connecting line between the lower edge of the overhanging layer and the lower edge of the underlying layer and the horizontal enclose between them. The entire overhang area is controlled with the same control parameters meters manufactured. This makes modeling the individual layers and thus programming the control of the system much easier. With the exception of the uniformly defined overhang area, all other areas of the layer can be manufactured with the control parameters for the core area.

Es muss auch kein Übergangsbereich (offset into inskin) definiert werden, sodass auch Überhangbereiche ohne Kontur im Kernbereich hergestellt werden können. There is also no need to define a transition area (offset into inskin), so that overhang areas can also be created without a contour in the core area.

Als Steuerungsparameter kommen vorzugsweise zumindest die Strahlungsleistung und die Strahlgeschwindigkeit in Frage. Auch weitere Parameter wie Strahldurchmesser oder das Strahlspurenmuster können im Überhangbereich abweichend vom Kernbereich definiert werden.The possible control parameters are preferably at least the radiation power and the jet speed. Other parameters such as beam diameter or the beam trace pattern can also be defined in the overhang area differently from the core area.

Es ist auch möglich, die Breite des Überhangbereichs als 0 mm zu definieren, wodurch keine Konturen innerhalb des Kernbereichs entstehen und nur eine Kontur an der äußeren Kante der Schicht mit den für den Überhangbereich definierten Steuerungsparametern erzeugt wird. Alternativ kann auch auf eine Kontur an der Außenkante der Schicht verzichtet werden. Die Strahlspuren zur Fertigung des Kernbereichs werden in diesem Fall über den Überhangbereich hinweg bis an die Außenkante der Schicht verlängert.It is also possible to define the width of the overhang region as 0 mm, which creates no contours within the core region and only creates a contour on the outer edge of the layer with the control parameters defined for the overhang region. Alternatively, a contour on the outer edge of the layer can be dispensed with. In this case, the jet tracks for producing the core area are extended over the overhang area to the outer edge of the layer.

Eine weitere Vereinfachung der Modellierung der Schichten und der Erzeugung von Steuerungsparametern ergeben sich, wenn für alle Schichten, die einen Überhang gegenüber der vorherigen Schicht aufweisen, Überhangbereiche identischer Breite definiert werden. Zusätzlich können auch die überhangsspezifischen Parameter der Strahlungsquelle und/oder Strahlführungseinrichtung für alle Schichten, die einen Überhang gegenüber der vorherigen Schicht aufweisen, identisch gewählt werden.The modeling of the layers and the generation of control parameters are further simplified if overhang areas of identical width are defined for all layers that have an overhang compared to the previous layer. In addition, the overhang-specific parameters of the radiation source and/or beam guidance device can also be selected identically for all layers that have an overhang compared to the previous layer.

Weiter ist es möglich, die Schichten, die keinen Überhang zur vorherigen Schicht aufweisen ebenfalls mit den Kern-Steuerungsparametern der Schichten mit einem Überhang zu fertigen. Für das gesamte Bauteil sind somit nur zwei verschiedenen Sätze von Steuerungsparametern anzugeben: ein erster Satz für die Kernbereiche der Schichten und ein zweiter Satz für Überhangbereiche. Insbesondere, wenn alle Schichten dieselbe Dicke aufweisen, ist eine solche Vereinheitlichung der Steuerungsparameter sinnvoll. Es lassen sich jedoch auch für die Überhangbereiche anhängig von deren Überhangwinkeln verschiedene Sätze von Steuerungsparametern definieren und nur die Parameter für die Kernbereiche aller Schichten vereinheitlichen.It is also possible to produce the layers that do not have an overhang on the previous layer using the core control parameters of the layers with an overhang. This means that only two different sets of control parameters need to be specified for the entire component: a first set for the core areas of the layers and a second set for overhang areas. In particular, if all layers have the same thickness, such a standardization of the control parameters makes sense. However, different sets of control parameters can also be defined for the overhang areas depending on their overhang angles and only the parameters for the core areas of all layers can be standardized.

Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, Schichten unterschiedlicher Dicke vorzusehen und einzelne Schichten mit abweichenden Steuerungsparametern für den Kernbereich und/oder einen Überhangbereich zu fertigen, wenn die Anforderungen an die Materialeigenschaften des zu fertigenden Bauteils dies erfordern sollten. Auch die Definition spezieller Steuerungsparameter für die Fertigung von Schichtbereichen, die nicht von einer darüber liegenden Schicht abgedeckt werden, sogenannten Upskin-Bereichen, kann zur Erzielung einer hohen Bauteilqualität erforderlich sein. Dünnwandige Abschnitte eines Bauteils oder spitze Ecken an einem Bauteil können ebenfalls mit gegenüber dem Kernbereich oder Überhangbereich abweichenden Steuerungsparameter gefertigt werden.Of course, it is also possible to provide layers of different thicknesses and to produce individual layers with different control parameters for the core area and/or an overhang area if the requirements for the material properties of the component to be manufactured require this. The definition of special control parameters for the production of layer areas that are not covered by a layer above, so-called upskin areas, may also be necessary to achieve high component quality. Thin-walled sections of a component or sharp corners on a component can also be manufactured with control parameters that differ from the core area or overhang area.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Entwurfseinrichtung für eine Anlage zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen durch schichtweises Aufschmelzen eines Pulvers, die ein Modell des Bauteils (20) aus einer Folge von in einer Aufbaurichtung (z) übereinander angeordneten Schichten (N bis N+5) erstellt und für jede Schicht (N bis N+5) den Umriss der Schicht (N bis N+5) sowie Steuerungsparameter für eine Strahlungsquelle und eine Strahlführungseinrichtung ermittelt und an eine Steuereinheit der Anlage übergibt, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu ausgelegt ist, für Schichten (N+1 bis N+5) des Modells mit einem Überhang zur vorherigen Schicht einen Überhangsbereich (DS) in der x-y-Ebene entlang des Überhangumrisses dieser Schicht (N+1 bis N+5) zu definieren, dessen Breite (b) unabhängig von der tatsächlichen Breite des Überhangs der Schicht (N+1 bis N+5) gegenüber der vorherigen Schicht (N bis N+4) ist, und für diesen Überhangbereich (DS) überhangsspezifische Steuerungsparameter für die Strahlungsquelle und/oder Strahlführungseinrichtung der Anlage festzulegen, die ebenfalls von der tatsächlichen Breite des Überhangs unabhängig sind.The invention also relates to a design device for a system for the additive manufacturing of three-dimensional components by melting a powder layer by layer, which creates a model of the component (20) from a sequence of layers (N to N+5) arranged one above the other in a construction direction (z). and for each layer (N to N+5) the outline of the layer (N to N+5) as well as control parameters for a radiation source and a beam guidance device are determined and transferred to a control unit of the system, characterized in that it is designed for layers (N+1 to N+5) of the model with an overhang to the previous layer to define an overhang region (DS) in the x-y plane along the overhang outline of this layer (N+1 to N+5), the width of which (b) is independent of the actual width of the overhang of the layer (N+1 to N+5) compared to the previous layer (N to N+4), and for this overhang area (DS) to determine overhang-specific control parameters for the radiation source and/or beam guidance device of the system, which are also independent of the actual width of the overhang.

Mit dieser Entwurfseinrichtung lassen sich auch die in den Verfahrensansprüchen 2 bis 9 angegebenen Merkmale zum Betreiben der Anlage zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen programmieren und an die Steuereinheit der Anlage übergeben. Die Entwurfseinrichtung kann integraler Bestandteil der Anlage zur additiven Fertigung von Bauteilen sein oder eine separate Einrichtung, deren Entwurfsdaten von der Steuereinheit der Anlage ausgelesen werden können. With this design device, the features specified in method claims 2 to 9 for operating the system for the additive manufacturing of three-dimensional components can also be programmed and transferred to the control unit of the system. The design device can be an integral part of the system for the additive manufacturing of components or a separate device whose design data can be read by the control unit of the system.

Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 a, b eine schematische Draufsicht und einen Schnitt durch ein Bauteil mit überhängenden Schichten, das mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik gefertigt wird;
2 a, b eine der 1 entsprechende Draufsicht und Schnittdarstellung durch ein Bauteil, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt wird.

A method according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show:

1a, b a schematic plan view and a section through a component with overhanging layers, which is manufactured using a method according to the prior art;
2a, b one of the 1 Corresponding top view and sectional view through a component that is manufactured using a method according to the invention.

Die 1a und 2a zeigen jeweils ein zylindrisches Bauteil 10, 20, die einen Überhang aufweisen. Der Überhang des Bauteils 10 wird dabei von vier Schichten N+1 bis N+5 gebildet. Jede dieser Schichten N+1 bis N+5 steht unterschiedlich weit über die darunterliegende Schicht N bis N+4 über, wie 1b verdeutlicht. Nach den Fertigungsverfahren nach dem Stand der Technik wird daher für diese Schichten N+1 bis N+5 jeweils ein in einer x-y-Ebene unterschiedlich breiter Überhangbereich DS definiert. Die Breite der Überhangbereiche DS entspricht dem tatsächlichen Überhang der jeweiligen Schicht N+1 bis N+5 gegenüber der jeweils darunterliegenden Schicht N bis N+4. Wie 1a verdeutlicht, ist die Breite der Überhangbereiche DS dabei in der x-y-Ebene nicht konstant. Da das Bauteil 10 zylindrisch ist, sind die Überhangbereich DS in einem mittleren Bereich breiter als in den Randbereichen des Überhangs.The 1a and 2a each show a cylindrical component 10, 20, which have an overhang. The overhang of the component 10 is formed by four layers N+1 to N+5. Each of these layers N+1 to N+5 protrudes to different extents over the underlying layer N to N+4, as 1b clarified. According to the manufacturing processes according to the prior art, an overhang area DS of different widths in an xy plane is therefore defined for these layers N+1 to N+5. The width of the overhang areas DS corresponds to the actual overhang of the respective layer N+1 to N+5 compared to the underlying layer N to N+4. How 1a clarified, the width of the overhang areas DS is not constant in the xy plane. Since the component 10 is cylindrical, the overhang areas DS are wider in a central area than in the edge areas of the overhang.

Nach dem in 1 gezeigten Verfahren nach dem Stand der Technik wird außerdem für alle überhängenden Schichten N+1 bis N+5 ein Übergangsbereich OS definiert, der sich bis in einen Kernbereich IS hinein erstreckt, in dem die Schichten N+1 bis N+5 jeweils von den darunter liegenden Schichten N bis N+4 unterstützt werden. Dieser Übergangsbereich OS weist eine konstante Breite auf. Zwischen Kernbereich IS und Übergangsbereich OS sowie zwischen Übergangsbereich OS und Überhangbereich DS werden in der Regel Konturen gefertigt, ebenso an der äußeren Kante des Überhangbereichs DS.After the in 1 According to the method shown according to the prior art, a transition area OS is also defined for all overhanging layers N+1 to N+5, which extends into a core area IS, in which the layers N+1 to N+5 are each separated from the ones below lying layers N to N+4 are supported. This transition area OS has a constant width. Contours are usually produced between the core area IS and the transition area OS as well as between the transition area OS and the overhang area DS, as well as on the outer edge of the overhang area DS.

Nach dem in 2 a, b gezeigten erfindungsgemäßen Verfahren, werden für alle überhängenden Schichten N+1 bis N+5 Überhangbereiche DS einheitlicher Breite b definiert, wobei diese Breite b unabhängig von der tatsächlichen Größe des Überhangs bzw. der Größe eines Überhangwinkels oc ist, den Verbindungslinie zwischen der Unterkante einer überhängenden Schicht N+1 bis N+5 und der Unterkante der darunterliegenden Schicht N bis N+4 und die Horizontale zwischen sich einschlie-ßen (2b). Die Breite b ist im gesamten Überhang konstant und ändert ihren Wert nicht zwischen einem zentralen Bereich des Überhangs und seinen Randbereichen, wie 2a verdeutlicht. Somit sind beim erfindungsgemäßen Verfahren die Steuerungsparameter für die Herstellung des Überhangs nicht von der tatsächlichen Größe des Überhangs bzw. seines Winkels ∝ oder seines Verlaufs abhängig. Es ergeben sich konstante Bedingungen für die Fertigung des Überhangbereichs DS, die vorzugsweise über alle Schichten N+1 bis N+5 beibehalten werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch nicht notwendig, einen Übergangsbereich OS zu definieren. Die Steuerungsparameter für den Kernbereich IS können vielmehr für alle Bereiche außer dem Überhangbereich DS verwendet werden, was die Überhangbaubarkeit weiter verbessert und vereinheitlicht. Außerdem lassen sich Überhänge mit genau einer oder genau zwei Konturen je Schicht herstellen.After the in 2a, b In the method according to the invention shown, overhang regions DS of uniform width b are defined for all overhanging layers N+1 to N+5, this width b being independent of the actual size of the overhang or the size of an overhang angle oc, the connecting line between the lower edge of an overhanging layer Layer N+1 to N+5 and the lower edge of the underlying layer N to N+4 and include the horizontal between them ( 2 B) . The width b is constant throughout the overhang and does not change its value between a central area of the overhang and its peripheral areas, such as 2a clarified. Thus, in the method according to the invention, the control parameters for producing the overhang are not dependent on the actual size of the overhang or its angle ∝ or its course. This results in constant conditions for the production of the overhang area DS, which are preferably maintained across all layers N+1 to N+5. In the method according to the invention it is also not necessary to define a transition region OS. Rather, the control parameters for the core area IS can be used for all areas except the overhang area DS, which further improves and unifies the overhang buildability. In addition, overhangs can be created with exactly one or exactly two contours per layer.

Selbstverständlich ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren jedoch auch möglich, verschieden dicke Schichten herzustellen, die jeweils einen unterschiedlich breiten Überhangbereich DS aufweisen. Auch die Definition eines Übergangsbereichs OS zwischen dem Kernbereich IS und dem Überhangbereich DS ist erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen, wenn auch nicht notwendig.Of course, with the method according to the invention, it is also possible to produce layers of different thicknesses, each of which has an overhang area DS of different widths. The definition of a transition area OS between the core area IS and the overhang area DS is not excluded according to the invention, although not necessary.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3127635 A1 [0002]

Claims

Method for operating a system for the additive manufacturing of three-dimensional components by melting a powder layer by layer, wherein a model of the component (20) is created from a sequence of layers (N to N+5) arranged one above the other in a construction direction (z) and for each Layer (N to N+5), the outline of the layer (N to N+5) as well as control parameters for a radiation source and a beam guidance device are determined and transferred to a control unit of the system, characterized in that for layers (N+1 to N+ 5) with an overhang to the previous layer, an overhang region (DS) is defined in the xy plane along the overhang outline of this layer (N+1 to N+5), the width of which (b) is independent of the actual width of the layer's overhang ( N+1 to N+5) compared to the previous layer (N to N+4) and which is manufactured with overhang-specific control parameters for the radiation source and/or beam guidance device, which are also independent of the actual width of the overhang.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that at least the radiation power and the beam speed are specified as control parameters for the radiation source and the beam guidance device.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that a width (b) of the overhang area (DS) of 0mm can be specified.

Procedure according to Claim 3 , characterized in that when defining a width (b) of 0mm, beam traces are brought up to the outer edge of the layer (N+1 to N+5) to produce a core area of the layer (N+1 to N+5).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that overhang areas (DS) of identical width (b) are defined for all layers (N+1 to N+5) which have an overhang compared to the previous layer (N to N+4). become.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the overhang-specific parameters of the radiation source and/or beam guidance device are identical for all layers (N+1 to N+5) that have an overhang compared to the previous layer (N to N+4). to get voted.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the layers (N+1 to N+5), which have an overhang to the previous layer (N to N+4), have a core in all areas other than the overhang areas (DS). -Control parameters for the radiation source and/or the beam guidance device are manufactured.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the layers (N) that have no overhang from the previous layer are also manufactured with the core control parameters for the radiation source and / or the beam guidance device.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that all layers (N to N+5) have the same thickness.

Design device for a system for the additive manufacturing of three-dimensional components by melting a powder layer by layer, which creates a model of the component (20) from a sequence of layers (N to N+5) arranged one above the other in a construction direction (z) and for each layer ( N to N+5) determines the outline of the layer (N to N+5) as well as control parameters for a radiation source and a beam guidance device and transfers them to a control unit of the system, characterized in that it is designed for layers (N+1 to N+5) of the model with an overhang to the previous layer to define an overhang region (DS) in the xy plane along the overhang outline of this layer (N+1 to N+5), the width (b) of which is independent of the actual width of the Overhang of the layer (N+1 to N+5) compared to the previous layer (N to N+4), and for this overhang area (DS) overhang-specific control parameters for the radiation source and / or beam guidance device of the system are to be determined, which also depend on the actual Width of the overhang are independent.