DE19514740C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen ObjektesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines
dreidimensionalen Objektes nach dem Oberbegriff des Patentanspru
ches 1 bzw. ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspru
ches 16 bzw. 19.
Ein unter dem Namen "Selektives Lasersintern" bekanntes Verfahren
zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes und eine Vorrich
tung zur Durchführung des Verfahrens sind in der WO 88/02677 be
schrieben. Bei dem Verfahren wird ein dreidimensionales Objekt
durch aufeinanderfolgendes Verfestigen bzw. Sintern von Schichten
eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung ver
festigbaren Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des
Objektes entsprechenden Stellen hergestellt. Bei der bekannten
Vorrichtung ist eine rotierende Walze zum Verteilen und Glätten
des Pulvermaterials zum Bilden einer zu verfestigenden Schicht
vorgesehen.
Aus der DE-C-43 00 478 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch Lasersintern
bekannt, bei der das Pulver mittels eines Beschichters aufgetra
gen und geglättet wird.
Bei dem bekannten Verfahren tritt jedoch das Problem auf, daß
sich beim Sintern von Metallpulvern mittels eines Laserstrahles
aufgrund der hohen Oberflächenspannung des Pulvers eine unregel
mäßige, d. h. rauhe Oberfläche bildet. Dabei können gesinterte
Pulverpartikel so weit über die gerade mit dem Laserstrahl be
lichtete Schicht hinausragen, daß ein problemloses Auftragen der
nächsten Schicht nicht mehr möglich ist, da der zum Auftragen für
die Schicht verwendete Abstreifer an diesen Partikeln hängen
bleiben oder sie abreißen kann. Bei filigranen Strukturen kann
dies zu einem Abreißen des gesamten Teils führen. Ferner wird
durch solche herausstehenden Partikel auch die Oberflächenquali
tät der jeweiligen Schicht erheblich gemindert.
Aus der EP-A-0 361 847 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinanderfol
gendes Verfestigen von Schichten eines flüssigen, mittels elek
tromagnetischer Strahlung polymerisierbaren Materials bekannt.
Zum Glätten einer zu verfestigenden Schicht des Materials wird
hier ein starres Abstreifmesser verwendet. Das Abstreifmesser
weist an seiner Unterseite abgeschrägte Kanten mit einem Winkel
zwischen 5 und 8 Grad bezüglich der Flüssigkeitsoberfläche auf.
Durch die Abschrägung sollen Turbulenzen und Blasenbildung in der
Flüssigkeit unterhalb des Messers beim Glätten der Schicht ver
hindert werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren
zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes mittels Lasersin
tern herzustellen, bei der bzw. bei dem die Oberflächenqualität
einer bereits verfestigten Schicht bzw. des Objektes verbessert
wird und ein problemloses Auftragen der nächsten Schicht möglich
ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Patentan
spruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Patentanspruch 16 oder 19.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht der
Vorrichtung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Ausführungs
form des Beschichters;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer weiteren Aus
führungsform des Beschichters;
Fig. 4a-4e eine schematische Ansicht der Verfahrens
schritte mit einer vergrößerten Ansicht der
Schichtoberfläche; und
Fig. 5a-5e eine weitere schematische Ansicht der Verfah
rensschritte.
Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Vorrich
tung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes mittels La
sersintern einen an seiner Oberseite offenen Behälter 1 mit einer
Oberkante 2 auf. In dem Behälter ist ein Träger 3 mit einer im
wesentlichen ebenen und parallel zu der Oberkante 2 ausgerichte
ten Oberseite 4 zum Tragen eines zu bildenden Objektes 5 angeord
net. Auf der Oberseite des Trägers 3 befindet sich das Objekt 5,
das aus einer Mehrzahl von Schichten eines mittels elektromagne
tischer Strahlung verfestigbaren, pulverförmigen Aufbaumateriales
14, die sich jeweils parallel zur Oberseite 4 des Trägers er
strecken, in der später beschriebenen Weise aufgebaut wird. Der
Träger 3 ist über eine Höheneinstellvorrichtung 6 in vertikaler
Richtung, d. h. parallel zu den Behälterwänden und senkrecht zur
Oberseite 4 des Trägers verschiebbar. Damit kann die Position des
Trägers 3 relativ zu der Oberkante 2 des Behälters eingestellt
werden. Durch die Oberkante 2 des Behälters ist eine Arbeitsebene
7 definiert.
Oberhalb des Behälters 1 bzw. der Arbeitsebene 7 ist eine Vor
richtung 8 zum Verfestigen der an die Arbeitsebene 7 angrenzenden
obersten Schicht des zu bildenden Objektes vorgesehen. Die Vor
richtung weist eine Strahlungsquelle in Form eines Lasers auf,
der einen gebündelten Lichtstrahl 9 erzeugt. Etwa mittig oberhalb
des Behälters 1 ist ein Umlenkspiegel 10 angeordnet, der kar
danisch aufgehängt ist und von einer schematisch angedeuteten
Schwenkvorrichtung 11 so geschwenkt werden kann, daß der auf den
Spiegel 10 gerichtete Lichtstrahl 9 vom Spiegel 10 als reflek
tierter Lichtstrahl 12 an im wesentlichen jeder Stelle der Ar
beitsebene 7 positioniert werden kann.
Seitlich an dem Behälter 1 ist ein an seiner Oberseite offener
Vorratsbehälter 13 für das Aufbaumaterial 14 angebracht. An sei
ner an die Behälterwand angrenzenden Seite schließt der Vorrats
behälter mit seiner Oberkante 15 bündig mit der Oberkante 2 des
Behälters ab. Der Vorratsbehälter ist mit dem pulverförmigen Auf
baumaterial 14, welches insbesondere aus Metallpulver besteht,
stets etwas über seine an die Behälterwand angrenzenden Oberkante
15 hinaus gefüllt. Hierzu weist der Vorratsbehälter 13 einen in
Fig. 1 nicht dargestellten, in vertikaler Richtung verschiebbaren
Boden auf, der jeweils nach der Entnahme von Pulver zum Beschich
ten um ein Stück nach oben gefahren werden kann, so daß die Füll
höhe des Pulvers wieder über der Oberkante 15 liegt.
Oberhalb des Behälters 1 ist eine in Fig. 1 schematisch angedeu
tete Auftragevorrichtung, die einen Beschichter 16 umfaßt, ange
ordnet, der sich im wesentlichen quer über den offenen Bereich
des Behälters 1 erstreckt. Die Unterkante des Beschichters 16
liegt in der Arbeitsebene 7. Es ist eine Verschiebevorrichtung 17
zum Verschieben des Beschichters 16 in einer Ebene parallel zur
Arbeitsebene 7 bzw. parallel zu der Oberseite 4 des Trägers 3
vorgesehen. Die Verschiebevorrichtung 17 ist so ausgebildet, daß
sie eine Verschiebung des Beschichters 15 von einer Position P1
auf der dem Vorratsbehälter gegenüberliegenden Seite des Behäl
ters 1 in eine Position P2 über dem Vorratsbehälter und wieder
zurück mit einer einstellbaren, variablen Geschwindigkeit er
laubt.
Eine in Fig. 2 gezeigte erste Ausführungsform des Beschichters 16
weist eine erste Seitenfläche 20 und parallel dazu eine zweite
Seitenfläche 21 auf, welche sich im wesentlichen senkrecht zur
Oberseite 4 des Trägers 3 erstrecken, und eine Grundfläche 22
auf, welche sich parallel zu der Oberseite 4 des Trägers 3 er
streckt und in der Arbeitsebene 7 liegt. Die erste Seitenfläche
20 und die zweite Seitenfläche 21 weisen voneinander einen Ab
stand D von ungefähr 10 mm auf. Die erste Seitenfläche 20 und die
Grundfläche 22 definieren zwischen sich einen ersten Randab
schnitt 16a, welcher durch eine schräg zu diesen Flächen verlau
fende ebene Fläche 23 gebildet ist. Die Fläche 23 schließt mit
der Ebene, in der die Grundfläche 22 liegt, einen Winkel α₁ von
vorzugsweise etwa 60° ein. Die zweite Seitenfläche 21 und die
Grundfläche 22 definieren zwischen sich einen zweiten Randab
schnitt 16b, der durch eine ebene Fläche 24 gebildet wird, welche
mit der Ebene, in der die Grundfläche 22 liegt, einen Winkel α₂
von vorzugsweise 30° einschließt. Damit weist der Beschichter 16
in einer Ebene, senkrecht zur Arbeitsebene 7 und parallel zu sei
ner Verschieberichtung einen asymmetrischen Querschnitt auf, wo
bei durch den ersten Randabschnitt 16a eine definierte Beschich
tungskante mit einer Fase mit einem Winkel α₁ und durch den zwei
ten Randabschnitt 16b eine Glättkante mit einer zweiten Fase mit
einem Winkel α₂ gebildet sind. Dabei ist der Winkel α₁ größer als
der Winkel α₂.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform weist der Beschichter
18 ebenfalls eine erste Seitenfläche 30 und eine zweite Seiten
fläche 31 auf, die im wesentlichen parallel zueinander sind und
sich senkrecht zu der Verschieberichtung des Beschichters 18 er
strecken und ferner eine Grundfläche 32, welche sich parallel zu
der Oberseite 4 des Trägers erstreckt und in der Arbeitsebene 7
liegt. Bei dieser Ausführungsform weist der sich zwischen der
ersten Seitenfläche 30 und der Grundfläche 32 erstreckende erste
Randabschnitt 18a eine gekrümmte Fläche 33 mit einem Krümmungs
radius R₁ von vorzugsweise etwa 3 mm auf. Der durch die zweite
Seitenfläche 31 und die Grundfläche 32 gebildete Randabschnitt
18b weist eine gekrümmte Fläche 34 mit einem Krümmungsradius R₂
von vorzugsweise etwa 10 mm auf. Damit ist durch die erste ge
krümmte Fläche 33 eine definierte Beschichtungskante zum Auftra
gen des Materials und durch die gekrümmte Fläche 34 eine Glätt
kante zum Glätten und Verdichten des verfestigten Materials auf
einer Schicht definiert.
Der Beschichter 16, 18, ist aus einem starren Material, insbeson
dere aus Metall oder aus einem hitzebeständigen Kunststoff gebil
det.
Der Beschichter 16 bzw. 18 ist in der Vorrichtung von Fig. 1 so
angeordnet, daß der erste Randabschnitt 16a, 18a auf das dem Vor
ratsbehälter 13 gegenüberliegende Ende des Behälters 1 weist und
der zweite Randabschnitt 16b, 18b dem Vorratsbehälter 13 zuge
wandt ist.
Die Verschiebevorrichtung 17, die Höheneinstellvorrichtung 6 und
die Schwenkvorrichtung 11 sind mit einer zentralen Steuervorrich
tung 50 zur zentralen und koordinierten Steuerung dieser Vorrich
tungen verbunden. Die Steuerung 50 weist ferner einen Computer 60
auf.
Die Steuerung 50 ist so ausgebildet, daß sie die Verschiebevor
richtung 17 so steuert, daß der Beschichter 16 von der Position
P2 oberhalb des Vorratsbehälters 13 in Richtung seines ersten
Randabschnittes 16a über den Träger 3 bzw. eine zuvor verfestigte
Schicht zum Auftragen einer neuen Materialschicht bis an das dem
Vorratsbehälter 13 gegenüberliegende Ende des Behälters in die
Position P1 bewegt wird. Ferner ist die Steuerung 50 so ausgebil
det, daß nach dem Verfestigen einer Schicht des Objektes 5 der
Beschichter 16 wieder von der Position P1 in die Position P2 be
wegt wird, so daß er mit seinem zweiten Randabschnitt 16b über
die bereits verfestigte Schicht streicht.
Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtung sind möglich. Für den
Winkel α₁ sind Werte zwischen etwa 30° und etwa 90° möglich. Für
den Winkel α₂ sind Werte zwischen etwa 1° und etwa 60° möglich.
Ein bevorzugter Bereich für α₁ ist der Bereich zwischen 60° und
70°, und für α₂ der Bereich zwischen 20° und 30°. Für den Krüm
mungsradius R₁ können Werte zwischen nahezu 0 mm und etwa 3 mm ge
wählt werden, für den Krümmungsradius R₂ können Werte zwischen
etwa 1 mm und 10 mm gewählt werden. Ein bevorzugter Bereich für R₁
ist der Bereich zwischen 1 mm und 3 mm, für R2 zwischen 5 mm und
10 mm.
Auch Kombinationen zwischen einer abgerundeten Fläche für den
ersten Randabschnitt und einer abgeschrägten Fläche für den zwei
ten Randabschnitt bzw. umgekehrt sind möglich. Wesentlich ist,
daß der als Beschichtungskante definierte erste Randabschnitt
eine größere Steigung zur Grundfläche aufweist als der für die
Glättung und Verdichtung einer bereits verfestigten Schicht vor
gesehene zweite Randabschnitt.
Die Vorrichtung zum Verfestigen muß nicht notwendigerweise ein
Laser sein, auch jede andere Quelle für elektromagnetische Strah
lung bzw. eine Quelle für Teilchenstrahlung, mit der zur Sinte
rung des Pulvers entsprechenden Energie ist denkbar.
Das Verfahren zum Herstellen des dreidimensionalen Objektes mit
tels Lasersintern weist die folgenden Schritte auf.
Im Betrieb der Vorrichtung werden zunächst in dem mit der Steue
rung 50 gekoppelten Computer 60 aufgrund eines Konstruktionspro
gramms oder dergleichen Daten über die Form des Objektes 5
erstellt bzw. abgespeichert. Diese Daten werden für die Herstel
lung des Objektes 5 so aufbereitet, daß das Objekt in eine Viel
zahl von horizontalen, im Vergleich zur Objektdimension dünnen
Schichten mit einer Dicke von beispielsweise 0,1 bis 1 mm zerlegt
wird, und die Formdaten für jede Schicht bereitgestellt werden.
In einem ersten Schritt wird der Träger 3 derart in dem Behälter
1 verfahren, daß seine Oberseite 4 um eine Höhe h, die der ge
wünschten Schichtdicke entspricht, unterhalb der Oberkante 2 des
Behälters liegt. Der Beschichter befindet sich hierbei in seiner
Startposition P1 an der dem Vorratsbehälter gegenüberliegenden
Seite, von der aus er in die Position P2 über dem Vorratsbehälter
gefahren wird. Dann wird eine erste Schicht des Materials 14 mit
dem Beschichter 16 auf die Oberseite 4 des Trägers aufgebracht.
Dabei schiebt der Beschichter 16 von der Position P2 das Material
14 aus dem Vorratsbehälter 13 mit seinem ersten Randabschnitt 16a
in den zwischen der Oberseite 4 des Trägers 3 und der Oberkante 2
des Behälters befindlichen Raum. Nach Abschluß dieses ersten Be
schichtungsvorganges befindet sich der Beschichter in der Posi
tion P1 gegenüber dem Vorratsbehälter. Dann steuert die Steuerung
50 die Schwenkvorrichtung 11 derart, daß der abgelenkte Strahl 12
an den dem Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen der
Schicht auftrifft und dort das Material sintert bzw. verfestigt.
Die so verfestigte Schicht weist aufgrund der hohen Oberflächen
spannung des Pulvers eine unregelmäßige bzw. rauhe Oberfläche
auf. Die herausstehenden, verfestigten Pulverpartikel sind
schwach an die darunterliegende, bereits verfestigte poröse Ober
fläche gebunden.
Dann werden für jede folgende Schicht die in den Fig. 4a bis
4e bzw. 5a-5e schematisch gezeigten Schritte durchgeführt.
Den Ausgangspunkt bildet jeweils eine belichtete Schicht (Fig.
4a). Der Beschichter befindet sich in seiner Position P1 auf der
dem Vorratsbehälter gegenüberliegenden Seite (Fig. 5a).
Der Träger 3 wird nach dem Belichten um ein bestimmtes Maß d ab
gesenkt, das zwischen 0 und der Schichtdicke h liegen kann (Fig.
4b).
Zur Vorbereitung eines neuen Schichtauftrages wird der Beschich
ter von seiner dem Vorratsbehälter 13 gegenüberliegenden Position
P1 mit dem zweiten Randabschnitt voraus, d. h. mit der Seite, die
die größere Fase bzw. die stärkere Abrundung aufweist, über die
bereits belichtete Schicht wieder auf den Vorratsbehälter 13 zu
bewegt. Dabei wird die Oberfläche des verfestigten Pulvers ge
glättet und verdichtet (Fig. 4c, Fig. 5b). Der Beschichter löst
dabei die herausstehenden Partikel nicht komplett ab, sondern
verformt sie mechanisch so, daß eine ebene Oberfläche entsteht.
Die überstehenden Partikel werden in die unter ihnen befindlichen
Poren gepreßt, wodurch eine Verdichtung der Oberfläche stattfin
det.
Wie in Fig. 4d gezeigt ist, wird sodann der Träger 3 auf die vor
gesehene Schichtdicke h abgesenkt (Fig. 4d). Der verschiebbare
Boden des Vorratsbehälters wird soweit nach oben gefahren, daß
die Füllhöhe des Materials 14 wieder oberhalb der Oberkante des
Vorratsbehälters liegt (Fig. 5c).
Anschließend wird eine neue Schicht des Materials 14 mit dem Be
schichter 16 auf die zuvor gebildete Schicht aufgetragen, wobei
der Beschichter 16 bei seiner Fahrt das Material von dem Vorrats
behälter 13 mit seinem ersten Randabschnitt 16a über die bereits
verfestigte und geglättete Schicht schiebt (Fig. 4e). Danach wird
die Schicht an den dem Objekt entsprechenden Stellen belichtet
(Fig. 4a, Fig. 5e).
Die oben beschriebenen Schritte werden so oft wiederholt, bis das
Objekt 5 fertiggestellt ist. Anschließend wird der Träger soweit
aus dem Behälter herausgefahren, bis das Objekt abgenommen werden
kann. Dieses wird dann von anhaftenden Pulverresten gereinigt.
Claims (19)
1. Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
durch Lasersintern, bei welchem das Objekt (5) durch aufeinand
erfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mit
tels Strahlung verfestigbaren Aufbaumaterials (14) an den dem je
weiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen herge
stellt wird, mit:
einem höhenverstellbaren Träger (3) zum Tragen des zu bildenden Objektes (5) mit einer im wesentlichen ebenen Oberseite (4), einer Materialauftragevorrichtung (13, 16) zum Auftragen von Schichten des Aufbaumaterials (14) auf den Träger (3) oder auf eine zuvor gebildete Schicht, wobei die Materialauftragevorrich tung einen parallel zur Oberseite (4) des Trägers (3) verschieb baren Beschichter (16) umfaßt, und
einer Verfestigungseinrichtung (8) zum Verfestigen einer Schicht des Aufbaumaterials (14) mittels Strahlung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichter eine erste und eine zweite Seitenfläche (20, 30; 21, 31) und eine zu der Oberseite (4) des Trägers (3) parallele und dieser zugewandte Grundfläche (22; 32) aufweist, und daß zwischen der ersten Seitenfläche (20; 30) und der Grundfläche (22; 32) ein erster Randabschnitt (16a; 18b) mit einer ersten Steigung (α₁) bezüglich der Grundfläche und zwischen der zweiten Seitenfläche (21; 31) und der Grundfläche (22; 32) ein zweiter Randabschnitt (16b; 18b) mit einer zweiten Steigung (α₂) ausgebildet ist, wobei die erste Steigung größer als die zweite Steigung ist.
einem höhenverstellbaren Träger (3) zum Tragen des zu bildenden Objektes (5) mit einer im wesentlichen ebenen Oberseite (4), einer Materialauftragevorrichtung (13, 16) zum Auftragen von Schichten des Aufbaumaterials (14) auf den Träger (3) oder auf eine zuvor gebildete Schicht, wobei die Materialauftragevorrich tung einen parallel zur Oberseite (4) des Trägers (3) verschieb baren Beschichter (16) umfaßt, und
einer Verfestigungseinrichtung (8) zum Verfestigen einer Schicht des Aufbaumaterials (14) mittels Strahlung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichter eine erste und eine zweite Seitenfläche (20, 30; 21, 31) und eine zu der Oberseite (4) des Trägers (3) parallele und dieser zugewandte Grundfläche (22; 32) aufweist, und daß zwischen der ersten Seitenfläche (20; 30) und der Grundfläche (22; 32) ein erster Randabschnitt (16a; 18b) mit einer ersten Steigung (α₁) bezüglich der Grundfläche und zwischen der zweiten Seitenfläche (21; 31) und der Grundfläche (22; 32) ein zweiter Randabschnitt (16b; 18b) mit einer zweiten Steigung (α₂) ausgebildet ist, wobei die erste Steigung größer als die zweite Steigung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste und der zweite Randabschnitt (16a, 16b) jeweils eine
ebene Fläche (23, 24) umfassen, die unter einem der ersten bzw.
der zweiten Steigung entsprechenden Winkel (α₁, α₂) gegen die Ebe
ne der Grundfläche (22) geneigt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der der ersten Steigung entsprechende Winkel (α₁) im Bereich zwi
schen etwa 60° und 70° liegt und der der zweiten Steigung ent
sprechende Winkel (α₂) zwischen etwa 20° bis 30° liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß
der erste Winkel (α₁) etwa 60° beträgt und der zweite Winkel (α₂)
etwa 30° beträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste und der zweite Randabschnitt jeweils eine gekrümmte
Fläche (33, 34) umfassen, die mit einem der ersten bzw. der zwei
ten Steigung entsprechenden Krümmungsradius (R₁, R₂) zwischen der
Grundfläche (32) und der jeweiligen Seitenfläche (30, 31) verlau
fen, wobei der der ersten Steigung entsprechende erste Krümmungs
radius (R₁) kleiner als der der zweiten Steigung entsprechende
zweite Krümmungsradius (R₂) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Krümmungsradius (R₁) zwischen etwa 0 m bis etwa 3 mm
liegt und der zweite Krümmungsradius (R₂) zwischen etwa 5 mm bis
etwa 10 mm liegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Krümmungsradius (R₁) etwa 3 mm und der zweite Krümmungs
radius (R₂) etwa 10 mm betragen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Randabschnitt eine zwischen der Grundfläche (22, 32)
und der ersten Seitenfläche (20, 30) verlaufende gerade Fläche
(23) und eine zwischen der Grundfläche (22, 32) und der zweiten
Seitenfläche (21, 31) verlaufende gekrümmte Fläche (34) umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Randabschnitt eine zwischen der Grundfläche (22, 32)
und der ersten Seitenfläche (20, 30) verlaufende gekrümmte Fläche
(33) und der zweite Randabschnitt eine zwischen der Grundfläche
(22, 32) und der zweiten Seitenfläche (21, 31) verlaufende gerade
Fläche (24) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß
ein Vorratsbehälter (13) für das Aufbaumaterial (14) oberhalb des
Trägers (3) vorgesehen ist und der erste Randabschnitt (16a, 18a)
auf der dem Vorratsbehälter (13) abgewandten Seite des Beschich
ters (16, 18) liegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Randabschnitt (16b, 18b) auf der dem Vorratsbehälter
(13) zugewandten Seite des Beschichters liegt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich
net, daß
eine Steuerung (50, 17) zum Bewegen des Beschichters parallel zu
der Oberseite (4) des Trägers mit dem ersten Randabschnitt (16a,
18a) voraus von einer Position (P2) über dem Vorratsbehälter (13)
zum Auftragen von Material auf den Träger (3) bzw. eine zuvor
gebildete Schicht in eine dem Vorratsbehälter (13) gegenüberlie
gende Position (P1) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung (50, 17) so ausgebildet ist, daß der Beschichter
(16, 18) nach dem Verfestigen einer Schicht von seiner dem Vor
ratsbehälter gegenüberliegenden Position (P1) mit dem zweiten
Randabschnitt (16b, 18b) voraus über die bereits verfestigte
Schicht in die Position (P1) bewegbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß
der Beschichter (16, 18) aus einem starren Material, insbesondere
aus Metall gebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß
die erste und die zweite Seitenfläche (20, 30; 21, 31) im wesent
lichen senkrecht zur Grundfläche (22, 32) angeordnet sind.
16. Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
mittels Lasersintern mit einer Vorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß für jede auf die erste Schicht fol
gende Schicht die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- a) Glätten und Verdichten einer zuvor verfestigten Schicht durch Bewegen des Beschichters (16, 18) in einer durch den zweiten Randabschnitt (16b, 18b) definierten Richtung parallel zu der Oberseite (4) des Trägers (3) über die Schicht;
- b) Auftragen des Aufbaumaterials (14) auf die zuvor verfestigte Schicht, wobei der Beschichter (16, 18) in der durch den ersten Randabschnitt (16a, 18a) definierten Richtung parallel zu der Oberseite (4) des Trägers bewegt wird; und
- c) Verfestigen der aufgetragenen Schicht des Aufbaumaterials (14) an den dem jeweiligen Objektquerschnitt entsprechenden Stellen durch Bestrahlung.
17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch
den Schritt des Absenkens des Träger (3) vor dem Glätten und Ver
dichten um eine Höhe (d), welche zwischen 0 und der gewünschten
Schichtdicke (h) liegt.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch
einen Schritt des Absenkens des Trägers (3) vor dem Auftragen
einer Schicht auf eine der gewünschten Schichtdicke entsprechende
Höhe (h).
19. Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes,
bei dem das Objekt (5) durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von
Schichten eines pulverförmigen, mittels Strahlung verfestigbaren
Aufbaumaterials (14) an den dem jeweiligen Querschnitt des Objek
tes entsprechenden Stellen gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß für jede auf die erste Schicht fol
gende Schicht die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- a) Glätten und Verdichten der zuvor verfestigten Schicht;
- b) Auftragen des Aufbaumaterials (14) auf eine zuvor verfestigte Schicht des Objektes (5); und
- c) Verfestigen der aufgetragenen Schicht des Aufbaumaterials (14) an den dem jeweiligen Objektquerschnitt entsprechenden Stellen.
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