DE4102260A1 - Vorrichtung zur herstellung beliebig geformter koerper - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung beliebig geformter koerper

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DE4102260A1
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Curt Dr Ing Kranz
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Artos Medizinische Produkte 1000 Berlin De GmbH
ARTOS MED PRODUKTE
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    • B29K2995/0073Roughness, e.g. anti-slip smooth

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Bekannt ist eine Vorrichtung zur Herstellung beliebig ge­ formter Körper, bestehend aus einer mit einer durch ener­ giereiche Strahlung aushärtbaren Flüssigkeit gefüllten Wanne, einer innerhalb der Flüssigkeit verschieblichen Halterung für den Körper und einer Strahlungsquelle für die energiereiche Strahlung, insbesondere einem Laser. Der Laser dient der örtlichen Aushärtung der Flüssigkeit und läßt sich dazu gezielt auf vorgegebene Flächenelemente der Flüssigkeitsoberfläche richten, so daß dort Schichten aus­ härtbar sind, deren Eindringtiefe in die Flüssigkeit von der Intensität und der Geschwindigkeit des Laserstrahls abhängt. Die Halterung taucht dabei, ausgehend von der Flüssigkeitsoberfläche schrittweise vertikal in die Flüs­ sigkeit ein und bewirkt somit, daß die bereits ausgehärte­ ten Schichten in die Flüssigkeit einsinken. Die Steuerung des Laserstrahls erfolgt in Abhängigkeit von den Oberflä­ chenkoordinaten des herzustellenden Körpers.

Diese Vorrichtung zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß auch sehr kompliziert geformte Körper einstückig erzeugbar sind.

Die bekannte Vorrichtung zur Herstellung beliebig geform­ ter Teile hat jedoch den Nachteil, daß die Oberfläche der aushärtbaren Flüssigkeit an eine Gasatmosphäre grenzt und mit dieser, insbesondere während des Aushärtungsprozesses reagiert, insbesondere oxidiert. Dadurch verändern sich in ungünstiger Weise die Flüssigkeitseigenschaften und somit auch die Aushärtungseigenschaften für den zu erzeugenden Körper.

Weiterhin erweist es sich als von Nachteil, daß durch Ein- bzw. Umfüllvorgänge der Flüssigkeit Gasblasen in die­ se eingebracht werden. Die Gasblasen bewegen sich durch Auftriebskräfte nach oben und werden beim Aushärtungspro­ zeß in den zu erzeugenden Körper eingebunden. Dies führt zu einer porösen Werkstoffstruktur. Hierbei wirken sich die Poren festigkeitsmindernd aus, wobei dadurch insbeson­ dere die Bruchfestigkeit des Körpers verringert wird.

Das Herstellungsverfahren für die zu erzeugenden Körper bzw. Teile mittels der bekannten Vorrichtung erweist sich weiterhin als sehr aufwendig und kompliziert. Jede erzeug­ te Schicht des herzustellenden Körpers reicht nach dem Aushärten bis zur Oberfläche und wird dann um die Höhe der nächsten auszuhärtenden Schicht abgesenkt. Die Flüssigkeit fließt dabei von den Seiten der bereits ausgehärteten Schicht nach. Erst wenn der bereits ausgehärtete Teil des zu erzeugenden Körpers im Aushärtebereich vollständig mit der Flüssigkeit überzogen ist, beginnt die Aushärtung der nächsten Schicht des auszuhärtenden Körpers durch die Strahlungsquelle. Die Nachfließgeschwindigkeit wird im we­ sentlichen durch die Zähigkeit der aushärtbaren Flüssig­ keit bestimmt, wobei durch die durch das Nachfließen be­ dingte Unterbrechung des Fertigungsablaufes kostenintensi­ ve Belegzeit der Vorrichtung verloren geht. Deshalb er­ weist sich die bekannte Vorrichtung als aufwendig sowie das mit der Vorrichtung mögliche Verfahren als kompliziert und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vor­ richtung der eingangs genannten Gattung unter Beseitigung der genannten Nachteile eine Konstruktion anzugeben, mit der der Einsatzbereich vergrößert sowie eine einfachere und schnellere Herstellung des zu erzeugenden Körpers er­ möglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch ei­ ne transparente, für energiereiche Strahlung durchlässige, an die Flüssigkeit angrenzende und diese bedeckende Wan­ dung, auf der zur Strahlungsquelle gerichteten Seite im Aushärtebereich Reaktionen der Flüssigkeit mit der Umge­ bung, wie beispielsweise Oxidationsprozesse, vermeidbar sind. Des weiteren ergeben sich durch die Anordnung der transparenten Wandung unmittelbar im Anschluß an die Flüs­ sigkeit zusätzliche konstruktive und verfahrenstechnische Möglichkeiten der Vorrichtung. Insbesondere kann die Wan­ dung und somit die Strahlungsquelle ober- bzw. unterhalb der Flüssigkeit angeordnet werden, wodurch beispielsweise eine vollautomatische Fertigung erleichtert wird. Beim Herstellungsprozeß des Körpers fließt hierbei unmittelbar und im wesentlichen unabhängig von der Zähigkeit der aus­ härtbaren Flüssigkeit diese in den Aushärtebereich hinein, wenn die Halterung mit dem Körper um eine Schichtdicke von der transparenten Platte wegbewegt wird. Das unmittelbare Nachfließen der Flüssigkeit in den Aushärtebereich wird durch den Unterdruck ermöglicht, der in Folge des Wegbewe­ gens der bereits hergestellten Schichten des Körpers von der transparenten Platte entsteht. Dadurch wird eine nahe­ zu kontinuierliche, also auch kostengünstige Fertigung des Körpers gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist dabei, daß erfindungsgemäß die transparente, insbesondere lasertransparente, Wandung sich unmittelbar an die aushärtbare Flüssigkeit anschließt, so daß die der aushärtbaren Flüssigkeit zugewandte Fläche ei­ ne Flüssigkeitsbegrenzung in Richtung auf die Strahlungs­ quelle bildet. Auf einfache Weise werden dadurch Reaktio­ nen mit der Umgebung verhindert und der Einsatzbereich der Vorrichtung vergrößert.

Insbesondere sind folgende vorteilhafte Weiterbildungen günstig:
Um einen gleichmäßigen Durchtritt der energiereichen Strahlung zu gewährleisten, ist die Wandung plattenförmig ausgebildet und weist eine glatte Oberfläche auf. Die glatte Oberfläche verhindert hierbei unerwünschte Streuef­ fekte der durch die Wandung durchtretenden energiereichen Strahlung, so daß eine gleichmäßige, kontinuierlich ausge­ härtete Schichtdicke nacheinander erzeugbar ist.

Der Körper ist weiterhin erfindungsgemäß von der Halterung nach unten gerichtet herstellbar. Dafür weist die Halte­ rung Befestigungsmittel auf, vorzugsweise solche, die sich in den zu erzeugenden Körper hinein erstrecken und diesen festhalten. Der bereits ausgehärtete Teil des Körpers wird während des Herstellungsprozesses so von den Befestigungs­ mitteln gehalten, daß der Körper nur noch über die Halte­ rung in vorbestimmter Weise bewegbar ist.

Als günstig erweist es sich, daß die Wandung Teil eines die aushärtbare Flüssigkeit enthaltenden Behälters ist.

Der Behälter kann somit einstückig ausgebildet werden und unterschiedliche Lagen im Raum einnehmen, ohne Rücksicht auf die transparente Wandung. Weiterhin entfallen mögliche Abdichtvorrichtungen an den Seitenbereichen der Platte.

Die Halterung ist des weiteren vorzugsweise senkrecht zur strahlungsdurchlässigen Wandung und/oder in vertikaler Richtung im Behälter geführt gelagert. Damit ist eine ein­ fache, unkomplizierte Bewegungsvorrichtung für die Halte­ rung ausreichend. Weiterhin sind hierbei die beim Bewegen der Halterung auftretenden Kräfte und Momente auf ein Mi­ nimum reduziert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist eine Gasaustrittsöffnung vor­ gesehen, die oberhalb des höchsten Flüssigkeitspegels an­ geordnet ist. Die mittels Auffüllvorgänge der aushärtbaren Flüssigkeit in den Behälter in die Flüssigkeit eingebrach­ ten Gasblasen können somit durch die Gasaustrittsöffnung entweichen. Die Gasblasen steigen dabei in Richtung des oberen Flüssigkeitspegels und entweichen anschließend über die Gasaustrittsöffnung. Damit wird ein den Körper in sei­ ner Festigkeit schädigender Einfluß der Gasblasen vermei­ den.

Insbesondere bei einer Anordnung der Strahlungsquelle oberhalb der Flüssigkeit und der entsprechenden Anordnung der transparenten Wandung, erweist es sich als günstig, daß der Behälter um eine horizontal gerichtete Achse schwenkbar ausgebildet ist. Die Wandung ist dadurch schräg sowie horizontal zur Strahlungsquelle ausrichtbar. Auf diese Weise steigen die Gasbläschen in Richtung auf den höchsten Pegelstand in der Flüssigkeit und bewegen sich bei Schrägstellung des Behälters sogar aus dem Aushärtebe­ reich heraus bzw. erst gar nicht in den Aushärtebereich hinein.

Bevorzugt ist die Wandung des weiteren derart klappbar am Behälter angeordnet, daß ein Aufschwenken der plattenför­ migen Wandung und somit ein ungehinderter Zugriff in das Innere des Behälters möglich ist. Dadurch wird auf einfa­ che Weise der Zugriff zur Halterung im Behälter ermög­ licht. Die Halterung ist dadurch einfach ausgetauschbar bzw. der erzeugte Körper bequem aus dem Behälter entnehm­ bar. Die klappbare Wandung schließt dabei dicht mit dem Behälter ab, so daß keine Flüssigkeit aus dem Behälter entweichen kann.

Gemäß einer günstigen Weiterbildung der Erfindung, ist die Halterung mit einer Transportvorrichtung und/oder einer Hubvorrichtung zum Bewegen in der Flüssigkeit sowie zum Entfernen des Körpers aus der Flüssigkeit verbunden, so daß der aus der Flüssigkeit ausgehärtete Körper aus dem Behälter mit der Hubvorrichtung herausbewegbar ist bzw. die Halterung in einer koordinierten Bewegung während des Herstellungsprozesses in der Flüssigkeit bewegbar ist. Durch die Transportvorrichtung ist die Halterung, vorzugs­ weise in horizontaler Richtung, transportierbar. Eine kon­ tinuierliche Fertigung, insbesondere in Form einer automa­ tischen Fertigungslinie wird damit ermöglicht, wodurch sich die Herstellungszeit und die Herstellungskosten verkürzen.

Um insbesondere einen gleichmäßigen Flüssigkeitspegel über die, vorzugsweise hintereinander ablaufenden Fertigungs­ prozesse zu ermöglichen, ist ein Zulauf und/oder ein Ab­ lauf für die aushärtbare Flüssigkeit vorgesehen. Mittels des Zulaufes wird die während des Herstellungsprozesses des Körpers verbrauchte Flüssigkeit ersetzt und mittels des Ablaufes der Pegel der Flüssigkeit, beispielsweise zum Justieren der Befestigungsmittel, verringert. Dafür ist der Zu- bzw. Ablauf mit einem Ventil, einer Pumpe und einem Flüssigkeitsspeicher verbunden, so daß ein geregelter Flüssigkeitspegel im Behälter einfach realisierbar ist.

Ein Verkleben der ausgehärteten Flüssigkeit mit der Wan­ dung wird insbesondere dadurch vermieden, daß die transpa­ rente Wandung auf der zur Flüssigkeit zugewandten Seite mit einer in der Flüssigkeit nichtlöslichen, für energie­ reiche Strahlung transparenten Trennschicht bedeckt ist. Die Trennschicht ist dabei auch derart ausgebildet, daß die durchtretende energiereiche Strahlung nicht beein­ trächtigt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu­ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, sowie

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein er­ stes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist dabei einen Laser 10, einen Behälter 11, eine Halterung 12, eine Zuleitung 13 mit einem Ventil 14, eine Hubvorrichtung 15 und eine Transportvorrichtung 16 auf.

Der hohlzylindrisch ausgebildete Behälter 11 ist nach oben offen ausgebildet, wobei sein Boden durch eine transparen­ te und für energiereiche Strahlung durchlässige Wandung 17 gebildet wird. Des weiteren ist der Behälter 11 mit einer mittels energiereicher Strahlung aushärtbaren Flüssigkeit 18 gefüllt. Die Flüssigkeit 18 fließt über die Zuleitung 13 in den Behälter 11, wobei der Zufluß der Flüssigkeit 18 durch das Ventil 14 gesteuert wird. Auf der Flüssigkeit 18 schwimmt ein die Oberfläche der Flüssigkeit 18 bedeckendes Abdeckelement 19, das sich bis zur Seitenwand des Behäl­ ters 11 erstreckt und somit die Flüssigkeit 18 nach oben begrenzt.

Konzentrisch zum Behälter 11 ist die hydraulisch ausgebil­ dete Hubvorrichtung 15 angeordnet, die an ihrem unteren Ende mit der Halterung 12 verbunden ist. Mittels der Hub­ vorrichtung 15 ist die Halterung 12 in vertikaler Richtung aus dem Behälter 11 heraus verfahrbar sowie während des Herstellungsverfahrens in der Flüssigkeit bewegbar. Das Abdeckelement 19 weist im mittleren Bereich eine der Hub­ vorrichtung 15 angepaßte Ausnehmung 191 auf, wobei die Hubvorrichtung 15 in der Ausnehmung 191 des Abdeckelements 19 frei beweglich ist. Mit nach oben Bewegen der Halterung 12 durch die Hubvorrichtung 15 stößt diese an das schwim­ mende Abdeckelement 19 an und hebt dieses mit weiteren Be­ wegen mit nach oben an. Dadurch ist Abdeckelement 19 durch die Halterung 12 bewegbar.

Die Hubvorrichtung 15 ist weiterhin mit der Transportvor­ richtung 16 zum horizontalen Verfahren verbunden, wobei die Transportvorrichtung 16 wiederum auf einer Schiene 20 aufgehängt ist. Die Schiene 20 erstreckt sich in horizon­ taler Richtung und ist mit weiteren Bearbeitungsstationen für den zu erzeugenden Körper bzw. mit Zwischenlagern ver­ bindbar.

Unterhalb des Behälters 11, seiner transparenten Wandung 17 ist der Laser 10 konzentrisch in bezug auf die Achse des Behälters 11 angeordnet, wobei der Laser 10 vorbestimmt auslenkbar sowie einschaltbar ausgebildet ist. Der Strahl 21 des Lasers 10 kann dabei in unterschiedlichen Winkeln auf die Wandung 17 gerichtet werden und tritt, aufgrund einer glatten Oberflächenausbildung gleichmäßig durch die Wandung 17 hindurch, so daß gleichmäßige Schichtdicken er­ zeugbar sind.

Die Halterung 12 ist als eine sich in horizontaler Rich­ tung erstreckende Platte ausgebildet und weist nach unten gerichtete Befestigungsmittel 22 auf, die in bereits aus der Flüssigkeit erzeugte Schichten eines herzustellenden Körpers 23 eingreifen und diesen festhalten. Die Schicht­ dicke ist hierbei abhängig von der Aushärtungstiefe des in die Flüssigkeit 18 eindringenden Laserstrahls 21.

Ein Verkleben der ausgehärteten Flüssigkeit mit der Wan­ dung 17 wird insbesondere dadurch vermieden, daß die transparente Wandung 17 auf der zur Flüssigkeit zugewand­ ten Seite mit einer in der Flüssigkeit nichtlöslichen, für energiereiche Strahlung transparenten Trennschicht bedeckt ist. Die Trennschicht ist dabei auch derart ausgebildet, daß die durchtretende energiereiche Strahlung nicht beein­ trächtigt wird.

Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung sind beliebig ge­ formte Teile bzw. Körper schnell und kostengünstig her­ stellbar. Der auf die transparente Wandung 17 und somit auf die Flüssigkeit 18 gerichtete Laserstrahl 21 wird beim Herstellungsprozeß entsprechend den Oberflächenkoordinaten des zu erzeugenden Körpers 23 in bekannter Weise einge­ schaltet und ausgelenkt. Aus der durch den Laserstrahl 21 aushärtbaren Flüssigkeit 18 werden, ausgehend von der an­ fänglich um eine Schichtdicke über der Wandung 17 angeord­ neten Halterung 12, nacheinander einzelne, den Querschnitt des Körpers 23 bildende Schichten erzeugt, wobei jeweils nach dem Aushärten einer Schicht durch den Laserstrahl 21 die Halterung 12 von der Hubvorrichtung 15 vertikal um ei­ ne Schichtdicke nach oben verfahren wird. Die Schichtdicke entspricht dabei im wesentlichen der Aushärtetiefe und ist abhängig von der Intensität und der Geschwindigkeit des Laserstrahls 21.

Mit dem Bewegen der Halterung 12 und des über die Befesti­ gungsmittel festverbundenen, bereits ausgehärteten Teils des Körpers 23 entsteht im Aushärtebereich der Flüssigkeit 18, zwischen Wandung 17 und der zuletzt ausgehärteten Schicht ein Unterdruck. Auf diese Weise strömt unmittelbar mit dem Bewegen der Halterung 12 die Flüssigkeit 18 zwi­ schen die zuletzt ausgehärtete Schicht des Körpers 23 und die transparente Wandung 17. Ohne Verzögerung ist dann die nächste Schicht des Körpers 23 aus der Flüssigkeit 18 durch den Laserstrahl 21 erzeugbar.

Mit Fertigstellen der letzten Schicht des Körpers 23 wird dieser mit samt der Halterung 12 von der Hubvorrichtung 15 aus dem Behälter 11 heraus gehoben, wobei mit dem Heraus­ bewegen der Halterung 12 die Abdeckplatte 19 mitgenommen wird. Anschließend wird die Hubvorrichtung 15 mit der Hal­ terung 12, dem soeben erzeugten Körper 23 über die Schiene 20 durch die Transportvorrichtung 16 wegtransportiert, während eine weitere Transportvorrichtung 16 mit einer Hubvorrichtung 15, einer Abdeckplatte 19 und einer Halte­ rung 12 an den Behälter 11 heranfährt. Die Halterung 12 der weiteren Transportvorrichtung 16 senkt sich dann in den Aushärtebereich ab, während die Abdeckplatte 19 mit dem Aufsetzen auf der Oberfläche der Flüssigkeit 18 auf dieser zum Schwimmen kommt.

Durch das Aushärten des Körpers 23 im unteren Bereich der Flüssigkeit 18 bzw. des Behälters 11 wird vorteilhaft eine porenfreie Herstellung ermöglicht, da sich alle möglicher­ weise in der Flüssigkeit befindlichen Gasblasen aufgrund der angreifenden Auftriebskräfte nach oben, also aus dem Aushärtebereich heraus, bewegen. Gleichzeitig wird durch die Anordnung der Abdeckplatte, der transparenten Wandung und des Aushärtebereichs im unteren Bereich ein Zusammen­ treffen des Laserstrahls 21, der Umgebungsluft sowie der aushärtbaren Flüssigkeit 18 und somit eine die Flüssigkeit 18 schädigende Reaktion vermieden.

Weiterhin wird durch dieses Ausführungsbeispiel eine auto­ matische Fertigung beliebig geformter Teile nacheinander, ohne großen Aufwand ermöglicht. Ein besonderer Vorzug der verwendeten Vorrichtung besteht dabei in ihrer ökonomisch günstigen Anwendbarkeit, da sparsamster Materialverbrauch, Unabhängigkeit von der Losgröße, schnelle Herstellungsver­ fahren und universelle Einsetzbarkeit typische Leistungs­ parameter darstellen.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung dargestellt, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung die wesentlichen Merkmale des anhand von Fig. 1 bereits beschriebenen Ausführungsbeispiels aufweist.

Der mit der aushärtbaren Flüssigkeit 18 gefüllte, einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Behälter 11 ist nach oben offen sowie in seinem oberen Bereich abgeschrägt aus­ gebildet. An seiner niedrigsten Seitenwandung 24 ist an deren Oberkante die transparente, strahlungsdurchlässige, dem Behälter 11 angepaßte Wandung 17 angelenkt, so daß diese entsprechend einem Deckel klappbar sowie mit dem Be­ hälter 11 flüssigkeitsdicht verschließbar ausgebildet ist.

Der Laser 10 ist oberhalb des Behälters 11 bzw. der ange­ lenkten Wandung 17 angeordnet. Der Laserstrahl 21 ist da­ bei auf die Wandung 17, also den Aushärtebereich der Flüs­ sigkeit 18 unmittelbar unterhalb der transparenten Wandung 17 gerichtet. An der Unterseite des Behälters 11 ist ein Zu- und Ablauf 25 mit Ventil 26 vorgesehen, wobei der Zu- und Ablauf 25 über eine Pumpe 27 mit einem Flüssig­ keitsspeicher 28 verbunden ist. Somit ist der Pegel der Flüssigkeit 18 im Behälter 11 den Verfahrensschritten ent­ sprechend regulierbar.

Die Hubvorrichtung 15 ist in einer Aussparung des Bodens 29 des Behälters 11 mittig angeordnet, wobei sich die Hub­ vorrichtung 15 von unten in den Behälter 11 hinein er­ streckt. Die Hubvorrichtung 15 ist im Boden 29 flüssig­ keitsdicht gelagert. An das freie Ende der Hubvorrichtung 15 schließt sich die Halterung 12 mit den senkrecht in be­ zug auf die Halterung 12 gerichteten Befestigungsmitteln 22 zum Festhalten des auszuhärtenden Körper 23 an. Dabei erstreckt sich die Halterung 12 parallel zu der den Behäl­ ter 11 nach oben verschließenden Wandung 17.

Im obersten Bereich des Behälters 11, an einer Seitenwan­ dung ist eine Gasaustrittsöffnung 30 vorgesehen, so daß die durch das Einfüllen der Flüssigkeit 18 möglicherweise mit eingebrachten Gasblasen entweichen können. Dadurch wird vermieden, daß diese in den zu erzeugenden Körper 23 beim Aushärten durch den Laserstrahl 21 mit eingebunden werden und die Festigkeit des Körpers 23 beeinträchtigt wird. Das günstige Entweichen aus dem Aushärtebereich der Gasblasen aufgrund der Auftriebskräfte in der Flüssigkeit 18 wird weiterhin auch durch die schräge Wandung 17 und dem sich über dem Aushärtebereich befindlichen Pegel der Flüssigkeit 18 erreicht.

Beim Herstellungsverfahren des Körpers 23 mit diesem Aus­ führungsbeispiel wird zunächst der Behälter 11 bis auf die Höhe der Seitenwandung 24 mit der Flüssigkeit 18 gefüllt. Durch Zuklappen der deckelförmigen Wandung 17 wird der Be­ hälter 11 verschlossen und anschließend verriegelt. Die Hubvorrichtung 15 bewegt die Halterung 12 so an die Wan­ dung 17 heran, daß der Abstand zwischen der Halterung 12 und der Wandung 17 einer Schichtdicke entspricht, während der Behälter 11 bis knapp unterhalb der Gasaustrittsöff­ nung 30 durch die Pumpe 28 mit Flüssigkeit 18 aufgefüllt wird. Das Ventil 26 wird mit dem Erreichen des vorbestimm­ ten Pegels der Flüssigkeit 18 verschlossen, so daß ein Ab­ fließen der Flüssigkeit 18 nach dem Aussetzen der Pumpe 27 verhindert wird. Danach werden die einzelnen Schichten des Körpers 23 durch den Laserstrahl 21 in der bereits be­ schriebenen Weise ausgehärtet und die Halterung 12 ent­ sprechend schichtweise durch die Hubvorrichtung 15 abge­ senkt. Nach dem Aushärten der letzten Schicht des Körpers 23 und somit nach dem Fertigstellen des Körpers 23 wird das Ventil 26 geöffnet, so daß die Flüssigkeit 18 in den Flüssigkeitsspeicher 28 ablaufen kann, und zwar bis der Pe­ gel der Flüssigkeit 18 bis auf die Höhe der Seitenwandung 24 abgesenkt ist. Anschließend wird die Wandung 17 zurück­ geklappt und vorzugsweise die Halterung 12 mit dem Körper 23 demontagegünstig nach oben verfahren, so daß die Befe­ stigungsmittel 22 gelöst sowie der Körper 23 bequem von der Halterung 12 genommen werden kann.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der schädigende Einfluß der Oxidationsvorgänge auf die Flüs­ sigkeit 18 und der festigkeitsmindernde Einfluß der Gas­ blasen verhindert.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung als eine Variante des anhand von Fig. 2 beschriebe­ nen Ausführungsbeispiels dargestellt.

Hierbei ist der einen ebenfalls rechteckigen Querschnitt aufweisende Behälter 11 in einer Schwenkvorrichtung 31 an­ geordnet. Die Schwenkvorrichtung 31 weist einen den Behäl­ ter 11 tragenden Rahmen 32 auf. Der Tragrahmen 32 ist um eine horizontale Achse schwenkbar in der Schwenkvorrich­ tung 31 gelagert, so daß der Behälter 11 aus der horizon­ talen Position in eine geschwenkte Position bewegbar ist.

Die Seitenwandungen des Behälters 11 weisen eine einheit­ liche Höhenerstreckung auf. An einer Seitenwandung ist die transparente Wandung 17 klappbar angelenkt und dem Behälter 11 angepaßt ausgebildet. Der Behälter 11 ist durch das Zu­ klappen der Wandung 17 flüssigkeitsdicht verschließbar und anschließend verriegelbar. Entsprechend dem anhand von Fi­ gur 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Hubvor­ richtung 15 und der Laser 10 angeordnet, wobei die Halte­ rung 12 sich ebenfalls parallel zur Wandung 17 erstreckt.

Die Gasaustrittsöffnung 30 ist im oberen Bereich derjenigen Seitenwandung des Behälters 11 angeordnet, die sich in Schwenkrichtung des Behälters 11 befindet, so daß sich in der Schwenkposition die Gasaustrittsöffnung im höchsten Bereich des Behälters 11 befindet.

Die Herstellung des Körpers 23 läuft dabei in folgenden Verfahrensschritten ab:
Die Schwenkvorrichtung 31 ist zunächst in ihrer Grundposi­ tion angeordnet, so daß der Boden 29 des Behälters 11 durch den schwenkbaren Tragrahmen 32 horizontal ausgerich­ tet ist. Der Behälter 11 ist dabei nahezu vollständig mit der aushärtbaren Flüssigkeit 18 gefüllt. Durch Zuklappen der Wandung 17 wird der Behälter 11 flüssigkeitsdicht ver­ schlossen, während die Halterung 12 durch die Hubvorrich­ tung 15 bearbeitungsgerecht an die transparente Wandung 17 heranfährt. Dann wird der Tragrahmen 32 der Schwenkvor­ richtung 31 um einen vorbestimmten Winkel zur Seite ge­ schwenkt, so daß der Aushärtebereich zwischen der transpa­ renten Wandung 17 und der Halterung 12 vollständig mit der Flüssigkeit 18 ausgefüllt ist und der Pegel der Flüssig­ keit 18 sich gerade unterhalb der Gasaustrittsöffnung 30 befindet. In der bereits beschriebenen Art und Weise er­ folgt das Aushärten des Körpers 23. Nach dem Erzeugen der letzten Schicht des Körpers 23 wird der Tragrahmen 32 mit dem Behälter 11 in die Grundposition geschwenkt, die Wan­ dung 17 zurückgeklappt, der Körper 23 entnommen und an­ schließend der Behälter 11 mit der Flüssigkeit 18 wieder aufgefüllt.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Herstellung beliebig geformter Teile, bestehend aus einer durch energiereiche Strahlung aushärt­ baren Flüssigkeit in vertikaler Richtung verschieblichen, insbesondere tablettartigen, Halterung für einen herzu­ stellenden Körper und einer Quelle für die energiereiche Strahlung, insbesondere eines Lasers, dessen Strahl auf die Flüssigkeitsoberfläche gerichtet und derart auslenkbar ist, daß in der flüssigen Phase im Bereich der Oberfläche Konturen aushärtbar sind, die schichtweise das Volumen des so zu erzeugenden Körpers bilden, wobei die Halterung in im wesentlichen der Aushärtungstiefe entsprechenden Schritten zunehmend tiefer in die Flüssigkeit eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß eine für die energiereiche Strahlung (21) durchlässi­ ge, insbesondere lasertransparente, Wandung (17) sich un­ mittelbar an die aushärtbare Flüssigkeit (18) anschließt, so daß die der aushärtbaren Flüssigkeit (18) zugewandte Fläche eine Flüssigkeitsbegrenzung in Richtung auf die strahlungsquelle (10) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandung (17) platten­ förmig ausgebildet ist und glatte Oberflächen aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung Befestigungsmittel (22) für den zu erzeugenden Körper (23) vorgesehen sind, vorzugsweise solche, die sich in diesen hinein erstrecken.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wan­ dung (17) Teil eines die aushärtbare Flüssigkeit (18) en­ thaltenden Behälters (11) ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hal­ terung (12) senkrecht zur strahlungsdurchlässigen Wandung (17) und/oder in vertikaler Richtung geführt gelagert ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasaustrittsöffnung (30) vorgesehen ist, die oberhalb des höchsten Flüssigkeitspegels angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine um eine hori­ zontal gerichtete Achse schwenkbare Ausbildung, so daß die Wandung (17) horizontal sowie schräg ausrichtbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandung (17) klappbar am Behälter (11) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hal­ terung (12) mit einer Transportvorrichtung (16) und/oder Hubvorrichtung (15) zum Bewegen in der Flüssigkeit (18) und insbesondere zum Entfernen des Körpers (23) aus der Flüssigkeit (18) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zu­ lauf (13, 25) und/oder ein Ablauf (25) für die aushärtbare Flüssigkeit (18) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zu- bzw. der Ablauf (13, 25) mit einem Ventil (14, 26), einer Pumpe (27) und einem Flüssigkeitsspeicher (28) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die transpa­ rente Wandung (17) die untere Wandung des Behälters (11) bildet, der Behälter (11) nach oben offen ausgebildet und ein die Flüssigkeit (18) bedeckendes, auf der Flüssigkeit (18) schwimmendes Abdeckelement (19) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Wandung (17) auf der zur Flüssigkeit (18) zugewandten Seite mit einer in der Flüssigkeit (18) nichtlös­ lichen, für energiereiche Strahlung transparenten Trenn­ schicht bedeckt ist.
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