DE29624498U1 - Three=dimensional plastic layer item irradiation hardening appts. - comprises carrier with detachable plate on upper surface to support progressively-formed object and of same material, for reduced mfr. time - Google Patents

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Abstract

Equipment for forming a 3-d object (50) by hardening a specific cross-section of successive powdered material layers using electromagnetic or particle irradiation comprises: (a) a variable height carrier (2) for the progressively formed object; (b) a device (10) for applying material layers (11) onto the carrier (2) or a previously hardened layer; and (c) an irradiation unit (4); where: (i) an upper surface (2a) on the carrier (2) forms a temporary support plate for the object (50) and is made of a material onto which the hardenable material adheres. Also claimed is a mfg. process utilising the equipment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinander folgendes Verfestigen von Schichten durch Sintern eines pulverförmigen mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials an dem jeweiligen Querschnitt des Objekts entsprechenden Stellen.The invention relates to a device to create a three-dimensional object by one on top of the other subsequent solidification of layers by sintering a powdery medium solidify electromagnetic radiation or particle radiation Construction material corresponding to the respective cross section of the object Put.

Ein unter dem Namen Selektives Lasersintern bekanntes Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist aus der DE-C-4300 478 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird das zu bildende Objekt auf einer metallischen Plattform aufgebaut, die Teil der Vorrichtung ist. Die Sinterung bzw. Verfestigung der Schichten des Objektes kann jedoch nicht mit der ersten auf die Plattform aufgebrachten Pulverschicht beginnen, da die darin verfestigten Bereiche keinen seitlichen Halt haben und deshalb beim Aufbringen der nächsten Pulverschicht von dem das Pulver auftragenden Wischer auf der metallischen Plattform verschoben werden können. Deshalb werden üblicherweise zunächst mindestens eine, besser jedoch mehrere Pulverschichten durch den Laserstrahl vollständig verfestigt, um eine Grundlage für das Objekt zu bilden. Die vollständige Verfestigung der ersten auf die metallische Plattform aufgebrachten Schichten erfordert jedoch eine lange zusätzliche Bearbeitungszeit, welche die gesamte Bauzeit des Objektes erheblich verlängert.One called selective laser sintering known method for producing a three-dimensional object by successive solidification of layers of a powdery, Building material that can be solidified by means of electromagnetic radiation at the points corresponding to the respective cross section of the object and an apparatus for performing this method is out DE-C-4300 478 known. In the known device, the object to be formed built on a metallic platform that is part of the device is. The sintering or solidification of the layers of the object however, cannot be applied to the platform with the first one Powder layer begin because the areas solidified in it none have lateral support and therefore when applying the next layer of powder from the powder wiper on the metallic platform can be moved. That is why usually first at least one, but better several layers of powder through the Laser beam completely solidified to provide a basis for to form the object. The complete one Solidification of the first placed on the metallic platform However, shifts require a long additional machining time, which the entire construction time of the property was extended considerably.

Bei der in der US-A-4,752,498 offenbarten Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung, in der flüssiges Material verfestigt wird. Diese Vorrichtung weist keinen höhenverstellbaren Träger auf und weist demzufolge auch keine auf der Oberseite des höhenverstellbaren Trägers lösbar befestigte Unterlage auf.In the device disclosed in US-A-4,752,498 it is a device in which liquid material solidifies becomes. This device does not have a height-adjustable carrier and therefore has none on the top of the height adjustable carrier solvable attached pad.

Auch die in der DE-U-93 19 567 offenbarte Vorrichtung weist keine lösbar befestigte, vorgefertigte Unterlage auf. Vielmehr handelt es sich hier um eine Schicht, die zwar nicht unmittelbar Teil des zu bildenden Objektes ist, aber sehr wohl während des Herstellungsverfahrens hergestellt wird. Damit handelt es sich nicht um eine vorgefertigte Unterlage.Also the device disclosed in DE-U-93 19 567 has no detachable attached, prefabricated underlay. Rather it is here a layer that is not directly part of what is to be formed Object is, but very well during of the manufacturing process. So that's it not a pre-made document.

Bei der in der US-A-5,173,220 offenbarten Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung, in der flüssiges Material verfestigt wird. Zwar ist in dieser Vorrichtung eine Unterlage offenbart, es ist jedoch Spalte 4, Zeilen 11 bis 14 zu entnehmen, dass es sich hierbei nicht um eine vorgefertigte Unterlage im Sinne der vorliegenden Anmeldung handelt, sondern dass die Unterlage ähnlich wie die in der DE-U-93 19 567 gezeigte Unterlage während des Ablaufes des Verfahrens zur Herstellung des dreidimensionalen Objektes gebildet wird.The device disclosed in US-A-5,173,220 is a device in which liquid material is solidified. A base is disclosed in this device, but it is a column 4 , Lines 11 to 14 It can be seen that this is not a prefabricated underlay in the sense of the present application, but that the underlay is formed similarly to the underlay shown in DE-U-93 19 567 during the course of the process for producing the three-dimensional object.

Die WO 92/08592 ist nicht für die Gegenstände der Schutzansprüche 1, 10, 11 und 15 relevant. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Druckschrift keinen Träger offenbart, der eine Kühlvorrichtung aufweist.WO 92/08592 is not for the objects of the protection claims 1, 10, 11 and 15 relevant. It should be noted that this Documentation no carrier discloses a cooling device having.

In der Vorrichtung, die in der JP-A-02 128829 offenbart ist, wird eine Flüssigkeit verfestigt. Zwar weist diese Vorrichtung eine vorgefertigte Unterlage auf, diese Unterlage ist jedoch nicht aus einer stabilen Platte, sondern aus einem biegbaren Blatt gebildet. Dieses biegbare Blatt ist insbesondere dazu geeignet, die Nachbearbeitungszeit des dreidimensionalen Objektes zu verkürzen.In the device described in JP-A-02 128829, a liquid is solidified. Although points this device has a prefabricated base, this base is not made from a stable plate, but from a bendable one Leaf formed. This flexible sheet is particularly suitable for shorten the rework time of the three-dimensional object.

Auch in der in der US-A-5,011,635 offenbarten Vorrichtung wird ein dreidimensionales Objekt durch die Verfestigung einer Flüssigkeit gebildet. Den Figuren dieser Druckschrift ist entnehmbar, dass sich auf einem offensichtlich höhenverstellbaren Träger eine nicht näher durch ein Bezugszeichen gekennzeichnete Schicht befindet, auf der ein dreidimensionales Objekt gebildet ist. Dem Text der Druckschrift ist in Spalte 4, Zeilen 53 bis 60 entnehmbar, dass es sich auch hier um eine Schicht handelt, die beim Bilden des dreidimensionalen Objektes gebildet wird. Es handelt sich also nicht um eine lösbar befestigte, vorgefertigte Unterlage im Sinne der vorliegenden Anmeldung.Also in the device disclosed in US-A-5,011,635, a three-dimensional object is formed by solidifying a liquid. It can be seen from the figures in this publication that a layer, not identified by a reference number, on which a three-dimensional object is formed is located on an obviously height-adjustable support. The text of the publication is in column 4 , Lines 53 to 60 it can be seen that this is also a layer that is formed when the three-dimensional object is formed. It is therefore not a releasably attached, prefabricated document in the sense of the present application.

Die EP-A-O 426 364 offenbart eine Vorrichtung, in der thermoplastische Harze, geschmolzene Metalle, Zweikomponentenkleber etc. zur Bildung eines dreidimensionalen Objektes verwendet werden. Weder weist diese Vorrichtung einen höhenverstellbaren Träger auf, noch wird hier ein Material mittels einer Bestrahlungseinrichtung verfestigt. Es handelt sich hierbei um eine von dem Gegenstand der Erfindung grundsätzlich verschiedene Vorrichtung.EP-A-0 426 364 discloses one Device in which thermoplastic resins, molten metals, Two-component adhesive, etc. to form a three-dimensional object be used. Neither this device has a height adjustable carrier a material is still here by means of an irradiation device solidified. It is one of the subject of Invention in principle different device.

Bei der in der JP 5-008305 offenbarten Vorrichtung. handelt es sich um eine Vorrichtung, in der dreidimensionale Objekte durch die Verfestigung einer Flüssigkeit gebildet werden.The one disclosed in JP 5-008305 Contraption. it is a device in the three-dimensional Objects are formed by the solidification of a liquid.

In der in der US-A-5,156,700 offenbarten Vorrichtung werden dreidimensionale Objekte aus fließbaren Materialien (Spalte 1, Zeile 65) in einer geschichteten Anordnung von Stützmaterialien gebildet. Zwar offenbart diese Vorrichtung eine Platte, diese ist jedoch nicht aus einem Material gebildet, an dem das Aufbaumaterial anhaftet, vielmehr sind kegelförmige Stifte vorgesehen, die die entsprechenden Halteschichten verankern (Spalte 5, Zeilen 39 bis 53). Insgesamt lässt sich sagen, dass es sich bei dieser Vorrichtung um eine von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung grundsätzlich verschiedene Vorrichtung handelt.In the device disclosed in US-A-5,156,700, three-dimensional objects made of flowable materials (column 1 , Row 65 ) formed in a layered arrangement of support materials. Although this device discloses a plate, it is not formed from a material to which the building material adheres, rather conical pins are provided which anchor the corresponding holding layers (column 5 , Lines 39 to 53 ). Overall, it can be said that this device is fundamentally different from the object of the present invention.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes bereitzustellen, bei der die Herstellungszeit für das Objekt verkürzt wird.It is an object of the invention To provide a device for producing a three-dimensional object, where the manufacturing time for the Shortened object becomes.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Schutzanspruch 1, durch eine Vorrichtung nach Schutzanspruch 10, durch eine Vorrichtung nach Schutzanspruch 11 und durch eine Vorrichtung nach Schutzanspruch 15. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved by a device according to protection claim 1, by a device according to protection claim 10, by a device according to protection claim 11 and by a device according to protection claim 15. Useful developments of the invention are described in the dependent claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Von den Figuren zeigen:From the figures show:

1 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 a schematic cross-sectional view of the device according to the invention;

2 eine Draufsicht auf die Unterseite einer Ausführungsform des Objektträgers 2 von 1; und 2 a plan view of the underside of an embodiment of the slide 2 of 1 ; and

3 eine Querschnittsansicht des Objektträgers entlang der Linie I–I von 2. 3 a cross-sectional view of the slide along the line I-I of 2 ,

Wie am besten aus 1 ersichtlich ist, weist die Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes einen an seiner Oberseite offenen Behälter 1 auf, in dem ein Objektträger 2 in Form einer zu der Oberkante 1a des Behälters parallel ausgerichteten Platte zum Tragen eines zu bildenden Objektes 50 mittels einer Höheneinstellvorrichtung 3 in vertikaler Richtung verschiebbar ist. Der Objektträger 2 weist einen horizontalen Querschnitt auf, der etwas geringer ist, als der entsprechende Querschnitt des Innenraumes des Behälters 1, so dass der Objektträger 2 leicht in dem Behälter 1 verschoben werden kann. Der Zwischenraum zwischen dem Rand des Objektträgers 2 und der Innenwand des Behälters 1 ist durch eine an dem Rand des Objektträgers 2 umlaufend angebrachte flexible Dichtlippe 22 abgedichtet.How best to look 1 can be seen, the device for producing a three-dimensional object has a container open on its top 1 on in which a slide 2 in the form of one to the top edge 1a of the container parallel plate for carrying an object to be formed 50 by means of a height adjustment device 3 is displaceable in the vertical direction. The slide 2 has a horizontal cross section that is slightly smaller than the corresponding cross section of the interior of the container 1 so the slide 2 easily in the container 1 can be moved. The space between the edge of the slide 2 and the inner wall of the container 1 is by one on the edge of the slide 2 flexible sealing lip attached all around 22 sealed.

Auf der dem offenen Ende des Behälters 1 zugewandten Oberseite 2a des Objektträgers 2 ist eine vorgefertigte Platte 13 aus verfestigtem Aufbaumaterial angeordnet, die als Sockel für das zu bildende Objekt 50 dient und die über Schrauben 14 mit dem, Objektträger 2 verbunden ist. Dazu weist die Platte 13 an ihrer dem Objektträger 2 zugewandten Unterseite entsprechende Gewindelöcher auf. Der Querschnitt der Platte 13 entspricht dem Querschnitt des Objektträgers 2. Ferner ist die Platte 13 so auf dem Objektträger 2 justiert, dass sie parallel zur Oberkante 1a des Behälters ist.On the open end of the container 1 facing top 2a of the slide 2 is a prefabricated plate 13 Made of solidified construction material arranged as a base for the object to be formed 50 serves and that over screws 14 with the, slide 2 connected is. The plate points to this 13 on their the slide 2 corresponding threaded holes on the underside. The cross section of the plate 13 corresponds to the cross section of the slide 2 , Furthermore, the plate 13 so on the slide 2 adjusted that they are parallel to the top edge 1a of the container.

Wie am besten aus den 2 und 3 ersichtlich ist, weist der Objektträger 2 an seiner dem Behälterboden zugewandten Unterseite 2b einen in mäanderförmigen Windungen verlaufenden Kühlkanal 20 zur Aufnahme eines Kühlwasser führenden Kupferrohres auf. Ferner weist der Objektträger 2 eine Mehrzahl von Bohrungen 21 zum Hindurchführen der den Objektträger 2 mit der vorgesinterten Platte 13 zu verbindenden Schrauben 14 auf.How best from the 2 and 3 the slide shows 2 on its underside facing the container bottom 2 B a cooling channel running in meandering turns 20 to hold a copper pipe carrying cooling water. The slide also points 2 a plurality of holes 21 for passing the slide 2 with the presintered plate 13 screws to be connected 14 on.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Behälter 1, der Objektträger 2 und die vorgesinterte Platte 13 einen quadratischen Querschnitt auf. Der Querschnitt kann jedoch auch kreisförmig oder rechteckig sein oder jede beliebige Form aufweisen.In the described embodiment, the container 1 , the slide 2 and the presintered plate 13 a square cross section. However, the cross section can also be circular or rectangular or have any shape.

Der Objektträger 2 ist aus einem gut wärmeleitfähigen Metall, beispielsweise aus Aluminium, angefertigt. Die vorgesinterte Platte 13 ist aus demselben Aufbaumaterial gebildet, aus dem auch das Objekt 50 gebildet wird. Das Aufbaumaterial besteht bevorzugt aus Metallpulver, Keramikpulver, kunststoffummanteltem Metall- oder Keramikpulver oder kunstharzummanteltem Sand.The slide 2 is made of a highly thermally conductive metal, such as aluminum. The presintered plate 13 is made of the same construction material as the object 50 is formed. The building material preferably consists of metal powder, ceramic powder, plastic-coated metal or ceramic powder or resin-coated sand.

Oberhalb des Behälters 1 ist eine Bestrahlungseinrichtung 4 in Form eines Lasers angeordnet, die einen gerichteten Lichtstrahl 5 abgibt. Dieser wird über eine Ablenkeinrichtung 6, beispielsweise in Form eines Drehspiegels, als abgelenkter Strahl 7 auf die durch die Behälteroberkante 1a definierte Arbeitsebene 8 fokussiert. Eine Steuerung 9 steuert die Ablenkeinrichtung 6 derart, dass der abgelenkte Strahl 7 auf jede gewünschte Stelle innerhalb der Arbeitsebene 8 auftrifft.Above the container 1 is an irradiation facility 4 arranged in the form of a laser, which is a directed light beam 5 emits. This is via a deflection device 6 , for example in the form of a rotating mirror, as a deflected beam 7 on through the top of the container 1a defined working level 8th focused. One control 9 controls the deflector 6 such that the deflected beam 7 to any desired position within the working level 8th incident.

Eine Vorrichtung 10 zum Aufbringen einer gleichmäßigen Schicht eines pulverförmigen, durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Materiales 11, die beispielsweise als Vorratsbehälter mit Wischer zum Aufbringen und Glätten der Schicht ausgebildet ist, ist horizontal über die Arbeitsebene 8 und parallel zu dieser bewegbar.A device 10 for applying a uniform layer of a powdery material which can be solidified by the action of electromagnetic radiation 11 which is designed, for example, as a storage container with a wiper for applying and smoothing the layer, is horizontal over the working plane 8th and movable parallel to it.

Die Höheneinstellvorrichtung 3 und die Steuerung 9 für die Bestrahlungseinrichtung 4 sind jeweils mit einer zentralen Steuereinheit 12 in Form eines Computers zur koordinierten Steuerung dieser Vorrichtungen verbunden.The height adjustment device 3 and control 9 for the radiation device 4 are each with a central control unit 12 connected in the form of a computer for coordinated control of these devices.

Bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in einem ersten Schritt die Platte 13 durch Verfestigen bzw. Sintern des entsprechenden Aufbaumaterials mittels Wärmeeinwirkung in einem Ofen hergestellt.In the operation of the device according to the invention, the plate is in a first step 13 produced by solidifying or sintering the corresponding building material by means of heat in an oven.

In einem nächsten Schritt wird der Objektträger 2 aus dem Behälter 1 in Richtung des offenen Endes des Behälters soweit bis zu einem Anschlag herausbewegt, dass die vorgesinterte Platte 13 leicht an dem Objektträger 2 zu befestigen ist. Dann wird die Platte 13 an dem Objektträger 2 durch Verschrauben befestigt.The next step is the slide 2 from the container 1 in the direction of the open end of the container until it stops until the presintered plate 13 easily on the slide 2 to be fastened. Then the plate 13 on the slide 2 fixed by screwing.

In einem nächsten Schritt wird der Objektträger soweit nach unten gefahren, bis die Oberseite der vorgesinterten Platte 13 um eine: Schichtdicke unterhalb der Behälterkante 1a liegt. Dann wird mittels der Aufbringvorrichtung 10 eine erste Schicht des Materials 11 auf die Platte 13 aufgebracht und mit dem Wischer geglättet. Daraufhin steuert die Steuereinheit 14 die Ablenkeinrichtung 6 über deren Steuerung derart, dass der abgelenkte Lichtstrahl 7 an solchen Stellen der Schicht des Materiales 11 auftrifft, die entsprechend von in der Steuereinheit 14 gespeicherten Koordinaten des Objektes 50 verfestigt werden sollen. Dadurch wird an diesen Stellen das Material verfestigt bzw. gesintert. Bevorzugt wird die Belichtung der ersten Pulverschicht danach noch ein zweites Mal durchgeführt, damit eine feste Verbindung zwischen der vorgesinterten Platte 13 und der ersten Schicht des Objektes 50 erzeugt wird. Da die Platte 13 aus demselben Material wie das zu bildende Objekt 50 besteht, ergibt. sich bei der Verfestigung der ersten Schicht des Objektes eine optimal haftende Verbindung mit der Platte 13.In a next step, the slide is moved down until the top of the presintered plate 13 by one: layer thickness below the edge of the container 1a lies. Then by means of the application device 10 a first layer of the material 11 on the plate 13 applied and smoothed with the wiper. The control unit then controls 14 the deflector 6 over their control such that the deflected light beam 7 in such places of the layer of material 11 that occurs accordingly from in the control unit 14 saved coordinates of the object 50 should be solidified. As a result, the material is solidified or sintered at these points. Preferably, the exposure of the first powder layer is then carried out a second time, so that a firm connection between the presintered plate 13 and the first layer of the object 50 is produced. Because the plate 13 made of the same material as the object to be formed 50 exists. When the first layer of the object solidifies, an optimally adhesive connection with the plate 13 ,

In einem nächsten Schritt wird der Objektträger 2 um die Dicke der nächsten Schicht abgesenkt und erneut mittels der Aufbringvorrichtung 10 eine zweite Materialschicht aufgetragen und geglättet und erneut verfestigt.The next step is the slide 2 lowered by the thickness of the next layer and again using the applicator 10 applied and smoothed a second layer of material and solidified again.

Die Schritte Materialschicht aufbringen, Glätten und Verfestigen werden nun so oft durchgeführt, bis das herzustellende Objekt 50 vervollständigt ist. Da insbesondere beim Sintern von Metallpulver die erforderliche Laserleistung zwischen 100 und 200 Watt beträgt, findet eine erhebliche Erwärmung des Objektes 50 statt. Spitzentemperaturen von 900 DEG C am Sinterpunkt und durchschnittliche Temperaturen des Objektes um 200 DEG C sind möglich. Dies kann zur Oxidation des Aufbaumaterials führen. Deshalb wird während des gesamten Bauprozesses der Objektträger 2 gekühlt. Da das verwendete Aufbaumaterial im Allgemeinen eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, kann somit das Objekt 50 bzw. der gesamte Behälter 1 mit dem darin befindlichen Material 11 immer auf konstanter Temperatur gehalten werden.The steps of applying the material layer, smoothing and solidifying are now carried out until the object to be produced is repeated 50 is completed. Since the required laser power is between 100 and 200 watts, particularly when sintering metal powder, the object heats up considerably 50 instead of. Peak temperatures of 900 ° C at the sintering point and average temperatures of the object around 200 ° C are possible. This can lead to oxidation of the building material. Therefore, the slide will be used during the entire construction process 2 cooled. Since the construction material used generally has good thermal conductivity, the object can 50 or the entire container 1 with the material inside 11 are always kept at a constant temperature.

Nach der Beendigung des Bauprozesses wird der Objektträger 2 nach oben aus dem Behälter herausgefahren und die vorgesinterte Platte 13 zusammen mit dem darauf gebildeten Objekt 50 abgeschraubt. Anschließend wird das Objekt 50 mit einer Säge von der Platte 13 abgetrennt und nachbearbeitet.After the completion of the building process, the slide becomes 2 upwards out of the container and the pre-sintered plate 13 together with the object formed on it 50 unscrewed. Then the object 50 with a saw from the plate 13 separated and reworked.

Die Vorteile der Verwendung der vorgesinterten Platte 13 aus gesintertem Aufbaumaterial bestehen neben der Bauzeitverkürzung darin, dass eine stabile Basis für die ersten Objektschichten gegeben ist. Dies bedeutet, dass der Verzug bzw. die Verformung des Objektes reduziert wird.The advantages of using the presintered plate 13 In addition to the shortening of the construction time, sintered construction material also means that there is a stable basis for the first object layers. This means that the warpage or the deformation of the object is reduced.

Abwandlungen des beschriebenen Betriebs sind möglich. Typischerweise wird die beschriebene Metallsintervorrichtung zum Aufbau von Formeinsätzen verwendet. Falls der Formeinsatz eine ebene Grundfläche aufweist, wird die vorgesinterte Platte 13 zu einem Bestandteil des gesinterten Objektes. Die Platte 13 wird durch Nachbearbeitungsschritte an das jeweilige Objekt angepasst. Dies geschieht beispielsweise mit einer Stichsäge, wobei die Platte 13 auf das richtige Maß zurechtgesägt wird. In diesem Falle ist die vorgesinterte Platte für einen neuen Bauprozess verloren.Modifications to the described operation are possible. The metal sintering device described is typically used to build mold inserts. If the mold insert has a flat base, the pre-sintered plate 13 part of the sintered object. The plate 13 is adapted to the respective object through post-processing steps. This is done, for example, with a jigsaw, using the panel 13 is sawn to the right size. In this case the pre-sintered plate is lost for a new construction process.

Falls der herzustellende Formeinsatz keine ebene Grundfläche auf weist, wird auf der vorgesinterten Platte 13 zuerst eine Stützkonstruktion und anschließend daran das Objekt aufgebaut.If the mold insert to be produced does not have a flat base, the pre-sintered plate is used 13 first a support structure and then the object built on it.

Nach erfolgtem Bauprozess wird an der Stützkonstruktion das Objekt von der vorgesinterten Platte abgetrennt. Durch geeignete Wahl von Sollbruchstellen in der Stützkonstruktion kann das Trennen erleichtert werden. In diesem Falle ist die vorgesinterte Platte nach einer Vorbehandlung, die beispielsweise im Abfeilen der Oberfläche besteht, wieder für einen neuen Bauvorgang verwendbar.After the construction process is complete the support structure the object is separated from the presintered plate. By suitable Choosing predetermined breaking points in the support structure can separate be relieved. In this case, the presintered plate after pretreatment, which consists, for example, of filing the surface, again for a new construction process can be used.

Anstelle der nur aus verfestigtem Aufbaumaterial bestehenden Platte 13 kann die Platte auch als eine Metallplatte, insbesondere eine Stahlplatte, ausgebildet sein, auf die eine oder mehrere Schichten des verfestigbaren Materials aufgetragen und verfestigt bzw. aufgesintert worden sind.Instead of the plate consisting only of solidified construction material 13 the plate can also be designed as a metal plate, in particular a steel plate, to which one or more layers of the solidifiable material have been applied and solidified or sintered on.

Claims (15)

Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinander folgendes Verfestigen von Schichten durch Sintern eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials (11) an dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (50) entsprechenden Stellen, mit: einer Tragevorrichtung zum Tragen des Objektes (50) mit einem höhenverstellbaren Träger (2) mit einer dem Objekt (50) zugewandten Oberseite (2a), einer Aufbringvorrichtung (10) zum Aufbringen von Schichten des Materials (11) auf die Tragevorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht, und einer Bestrahlungseinrichtung (4) zum Bestrahlen von Schichten des Materials (11) an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (50) entsprechenden Stellen, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf der Oberseite (2a) des Trägers (2) lösbar befestigte vorgefertigte, aus einer stabilen Platte gebildete Unterlage (13) vorgesehen ist, die aus einem Material gebildet ist, an dem das Aufbaumaterial (11) beim Sintern anhaftet, wobei das Aufbaumaterial (11) Metallpulver, Keramikpulver, kunststoffummanteltes Metall- oder Keramikpulver oder kunstharzummantelten Sand umfasst.Device for producing a three-dimensional object by successively solidifying layers by sintering a powdered building material that can be solidified by means of electromagnetic radiation or particle radiation ( 11 ) on the respective cross section of the object ( 50 ) corresponding places, with: a carrying device for carrying the object ( 50 ) with a height-adjustable carrier ( 2 ) with an object ( 50 ) facing top ( 2a ), an application device ( 10 ) to apply layers of material ( 11 ) on the carrying device or a previously formed layer, and an irradiation device ( 4 ) to irradiate layers of the material ( 11 ) to the respective cross section of the object ( 50 ) corresponding points, characterized in that one on the top ( 2a ) of the carrier ( 2 ) detachably fastened prefabricated base made of a stable plate ( 13 ) is provided, which is formed from a material on which the building material ( 11 ) adheres during sintering, whereby the building material ( 11 ) Includes metal powder, ceramic powder, plastic-coated metal or ceramic powder or resin-coated sand. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (13) aus verfestigtem Aufbaumaterial (11) gebildet ist.Device according to claim 1, characterized in that the base ( 13 ) made of solid construction material ( 11 ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (13) als Platte ausgebildet ist, deren Querschnitt dem des Trägers (2) entspricht.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the base ( 13 ) is designed as a plate, the cross section of which is that of the carrier ( 2 ) corresponds. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) als Platte ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier ( 2 ) is designed as a plate. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) eine Kühlvorrichtung zum Abführen der bei dem Herstellungsprozess im Objekt (50) und in der Unterlage (13) auftretenden Wärme aufweist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier ( 2 ) a cooling device for removing the object from the manufacturing process ( 50 ) and in the document ( 13 ) occurring heat. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) an seiner dem Objekt abgewandten Seite (2b) Kühlkanäle (20) aufweist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the carrier ( 2 ) on its side facing away from the object ( 2 B ) Cooling channels ( 20 ) having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (13) über Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben (14) mit dem Träger (2) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the base ( 13 ) using fasteners, especially screws ( 14 ) with the carrier ( 2 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung (4) einen Laser umfasst .Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the irradiation device ( 4 ) includes a laser. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage als Metallplatte mit mindestens einer darauf verfestigten Schicht des Aufbaumaterials ausgebildet ist, wobei die Metallplatte der Oberseite (2a) des Trägers (2) zugewandt ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the base is designed as a metal plate with at least one layer of the building material solidified thereon, the metal plate of the top ( 2a ) of the carrier ( 2 ) is facing. Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes (50) durch aufeinander folgendes Verfestigen von Schichten durch Sintern eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials (11) an dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen, mit: einer auf einem Objektträger (2) lösbar befestigten vorgefertigten, aus einer stabilen Platte gebildeten Unterlage (13) zum Aufbauen des Objektes (50), wobei die Unterlage (13) aus einem Material gebildet ist, an dem das Aufbaumaterial (11) beim Sintern anhaftet, und wobei das Aufbaumaterial (11) Metallpulver, Keramikpulver, kunststoffummanteltes Metall- oder Keramikpulver oder kunstharzummantelten Sand umfasst.Device for producing a three-dimensional object ( 50 ) by successively solidifying layers by sintering a powdered building material that can be solidified by means of electromagnetic radiation or particle radiation ( 11 ) at the corresponding cross-section of the object, with: one on a slide ( 2 ) releasably fastened prefabricated underlay, formed from a stable plate ( 13 ) to build the object ( 50 ), the document ( 13 ) is formed from a material on which the building material ( 11 ) adheres during sintering, and the building material ( 11 ) Includes metal powder, ceramic powder, plastic-coated metal or ceramic powder or resin-coated sand. Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes (50) durch aufeinander folgendes Verfestigen von Schichten durch Sintern eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials (11) an dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen, mit: einer auf einem Objektträger (2) lösbar befestigten vorgefertigten, aus einer stabilen Platte gebildeten Unterlage (13) zum Aufbauen des Objektes (50), wobei die Unterlage (13) aus einem Material gebildet ist, an dem das Aufbaumaterial (11) beim Sintern anhaftet, derart dass die Unterlage (13) zum Bestandteil des Objekts (50) wird und durch Nachbearbeitungsschritte an das Objekt angepasst werden kann.Device for producing a three-dimensional object ( 50 ) by successively solidifying layers by sintering a powdered building material that can be solidified by means of electromagnetic radiation or particle radiation ( 11 ) at the corresponding cross-section of the object, with: one on a slide ( 2 ) releasably fastened prefabricated underlay, formed from a stable plate ( 13 ) to build the object ( 50 ), the document ( 13 ) is formed from a material on which the building material ( 11 ) adheres during sintering, such that the base ( 13 ) part of the object ( 50 ) and can be adapted to the object through post-processing steps. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (13) aus verfestigtem nach dem Verfestigen auf dem Objektträger befestigtem zur Herstellung des Objektes (50) verwendetem Aufbaumaterial (11) gebildet ist.Device according to claim 10 or 11, characterized in that the base ( 13 ) made of solidified after solidification on the slide to produce the object ( 50 ) used construction material ( 11 ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (13) aus mittels Wärmeeinwirkung in einem Ofen verfestigtem Aufbaumaterial (11) gebildet ist.Device according to claim 12, characterized in that the base ( 13 ) from building material solidified by the action of heat in an oven ( 11 ) is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage aus mindestens einer Schicht auf einer Metallplatte verfestigten Aufbaumaterials (11) gebildet ist.Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the base of at least one layer of solidified construction material on a metal plate ( 11 ) is formed. Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch aufeinander folgendes Verfestigen von Schichten durch Sintern eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials (11) an dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (50) entsprechenden Stellen, mit: einer Tragevorrichtung zum Tragen des Objektes (50) mit einem höhenverstellbaren Träger (2) mit einer dem Objekt (50) zugewandten Oberseite (2a), einer Aufbringvorrichtung (10) zum Aufbringen von Schichten des Materials (11) auf die Tragevorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht, und einer Bestrahlungseinrichtung (4) zum Bestrahlen von Schichten des Materials (11) an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (50) entsprechenden Stellen, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf der Oberseite (2a) des Trägers (2) lösbar befestigte vorgefertigte, aus einer stabilen Platte gebildete Unterlage (13) vorgesehen ist, die aus einem Material gebildet ist, an dem das Aufbaumaterial (11) beim Sintern anhaftet.Device for producing a three-dimensional object by successively solidifying layers by sintering a powdered building material which can be solidified by means of electromagnetic radiation or particle radiation ( 11 ) on the respective cross section of the object ( 50 ) corresponding places, with: a carrying device for carrying the object ( 50 ) with a height-adjustable carrier ( 2 ) with an object ( 50 ) facing top ( 2a ), an application device ( 10 ) to apply layers of material ( 11 ) on the carrying device or a previously formed layer, and an irradiation device ( 4 ) to irradiate layers of the material ( 11 ) to the respective cross section of the object ( 50 ) corresponding points, characterized in that one on the top ( 2a ) of the carrier ( 2 ) detachably fastened prefabricated base made of a stable plate ( 13 ) is provided, which is formed from a material on which the building material ( 11 ) attached during sintering.
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