DE602005001972T2

DE602005001972T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen und Nivellieren eines deponierten Pulverhaufens

Info

Publication number: DE602005001972T2
Application number: DE602005001972T
Authority: DE
Inventors: Tae Mark Chung; Daniel Alfonso Delgado
Original assignee: 3D Systems Inc
Current assignee: 3D Systems Inc
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2025-04-08
Also published as: DE102005015986B4; EP1600282A1; US20050263934A1; JP2005335392A; EP1600282B1; DE602005001972D1; DE102005015986A1; JP4146454B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung im Gebiet der Freiformfertigung ist insbesondere auf die Fertigung von dreidimensionalen Gegenständen durch selektives Lasersintern gerichtet.
Das Gebiet der Freiformfertigung von Bauteilen hat in den letzten Jahren signifikante Verbesserungen erfahren bei der Bereitstellung von hochfesten, hochdichten Teilen zur Verwendung beim Design und der Prototypenproduktion von vielen nützlichen Gegenständen. Die Freiformfertigung bezieht sich im Allgemeinen auf die Herstellung von Gegenständen in einer automatisierten Art und Weise direkt aus Computer-Aided-Design (CAD) Datenbanken, anstatt durch konventionelle Bearbeitung von Prototypengegenständen nach technischen Zeichnungen. Als ein Ergebnis wurde die Zeit, die benötigt wird, um Prototypengegenstände von Ingenieursentwürfen herzustellen, von einigen Wochen auf einige Stunden verringert.
Als Hintergrundinformation für ein Beispiel einer Freiformfertigungstechnik dient der selektive Lasersintervorgang, der in Systemen durchgeführt wird, die von 3D Systems Inc. erhältlich sind und in denen Gegenstände aus laserverschmelzbarem Pulver in einer schichtartigen Weise hergestellt werden. Gemäß diesen Verfahren wird eine dünne Schicht von Pulver ausgegeben und dann durch Laserenergie verschmolzen, geschmolzen oder gesintert, welche auf jede Bereiche des Pulvers gerichtet wird, die einem Querschnitt des Gegenstandes entsprechen. Konventionelle Lasersintersysteme wie beispielsweise das Vanguard System das von 3D Systems Inc. erhältlich ist, positionieren den Laserstrahl mittels eines optischen Spiegelsystems unter Verwendung von galvanometergetriebenen Spiegeln, welches den Laserstrahl ablenkt. Die Ablenkung des Laserstrahls wird in Kombinati on mit der Modulation des Lasers selbst gesteuert, um die Laserenergie auf jene Gebiete der verschmelzbaren Pulverlage zu richten, die dem Querschnitt des zu bildenden Gegenstandes in dieser Schicht entsprechen. Das computerbasierte Steuerungssystem ist mit Informationen programmiert, die den gewünschten Grenzen einer Mehrzahl von Querschnitten des herzustellenden Teils entsprechen. Der Laser kann über das Pulver in einer rasterartigen Weise gescannt werden, wobei eine Modulation des Lasers in Kombination mit dem Rasterscannen durchgeführt wird, oder der Laser kann in einer vektorartigen Weise gerichtet werden. In einigen Anwendungen werden Querschnitte des Gegenstandes in einer Pulverlage gebildet durch Verschmelzen von Pulver entlang der Außenlinie des Querschnittes in einer vektorartigen Weise, entweder bevor oder nach einem Rasterscan, welcher das Gebiet innerhalb der mit Vektoren gezeichneten Außenlinie „füllt". In jedem Fall wird nach dem selektiven Verschmelzen von Pulver in einer gegebenen Schicht eine zusätzliche Schicht von Pulver ausgegeben und der Vorgang wird wiederholt, wobei verschmolzene Bereiche der späteren Schichten mit geschmolzenen Bereichen von früheren Schichten verschmelzen, wie es für den Gegenstand notwendig ist, bis der Gegenstand fertig gestellt ist.
Eine detaillierte Beschreibung der Lasersintertechnologie kann in den US Patenten mit der Nummer 4,863,538, US Patent mit der Nummer 5,132,143 und dem US Patent mit der Nummer 4,944,817 gefunden werden, die alle dem Board of Regents der Universität von Texas System zugewiesen sind und in dem US Patent mit der Nummer 4,247,508 von Housholder.
Die selektive Lasersintertechnologie ermöglicht die direkte Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen mit einer hohen Auflösung und Dimensionsgenauigkeit aus einer Vielzahl von Materialien, umfassend Polystyrol, einige Nylonarten, andere Kunststoffe und Verbundmaterialien, wie polymerbeschichtete Metalle oder Keramiken. Polystyrolteile können verwendet werden bei der Herstellung von Werkzeugen auf dem Wege des gut bekannten „Wachsausschmelz"-Verfahrens. Zusätzlich kann das Lasersintern für die direkte Herstellung von Formen aus einer CAD Datenbankdarstellung des Objektes verwendet werden, welches in den hergestellten Formen geformt wird. In diesem Fall invertieren Computeroperationen die CAD Datenbankdarstellung des zu formenden Objektes, um direkt die negative Form aus dem Pulver zu bilden.
Die 1 zeigt als Hintergrundinformation eine Darstellung eines konventionellen selektiven Lasersinterssystems welches im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet wird und welches gegenwärtig von 3D Systems Inc. aus Valencia/Kalifornien vertrieben wird. 1 ist eine Darstellung, die zu Zwecken der Klarheit ohne Türen dargestellt ist. Ein Kohlendioxidlaser 108 und sein zugehöriges Scansystem 114 werden in einer Einheit oberhalb einer Prozesskammer 102 montiert dargestellt, welche eine obere Schicht eines Pulverbettes 132 zeigt, zwei angetriebene Zuführsysteme 124, 126 und eine Verteilrolle 130. Die Prozesskammer hält die geeignete Temperatur und atmosphärische Zusammensetzung (typischerweise eine inerte Atmosphäre wie beispielsweise Stickstoff) für die Herstellung des Gegenstandes aufrecht.
Ein Betrieb dieses konventionellen selektiven Lasersintersystems 100 ist in 2 in einer Frontansicht des Vorgangs dargestellt, wobei zu Zwecken der Klarheit keine Türen gezeigt sind. Ein Laserstrahl 104 wird durch einen Laser 108 erzeugt und auf ein Zielgebiet 110 durch ein optisches Spiegelscansystem 114 gerichtet, welches im Allgemeinen galvanometergetriebene Spiegel aufweist, welche den Laserstrahl ablenken. Der Laser und die Galvanometersysteme sind von der heißen Prozesskammer 102 durch ein Laserfenster 116 isoliert. Das Laserfenster 116 ist zwischen Strahlungsheizelementen 120 angeordnet, welches das darunter liegende Zielgebiet 110 und das Pulverbett 132 aufheizen. Diese Heizelemente 120 können ringförmig geformte Paneele (rechteckig oder kreisförmig) sein oder Strahlungsheizstäbe, welche das Laserfenster umgeben. Die Ablenkung des Laserstrahls wird in Kombination mit der Modulation des Lasers 108 selbst gesteuert, um die Laserenergie auf jene Orte der schmelzbaren Pulverschicht zu richten, die den Querschnitten des bildenden Gegenstandes in dieser Schicht entsprechen.
Das Scansystem 114 kann den Laserstrahl über das Pulver in einer Rasterscanweise oder in einer Vektorweise scannen. Ein Scannen ermöglicht dem Laserstrahl 104 sich mit der Pulveroberfläche in dem Zielgebiet 110 zu schneiden.
Zwei Zuführsysteme 124, 126 führen Pulver in das System mittels eines nach oben drückenden Kolbensystems zu. Das Zielgebiet 110 empfängt das Pulver von den zwei Zuführsystemen wie im Folgenden beschrieben. Das Zuführsystem 126 drückt zunächst eine abgemessene Menge des Pulvers nach oben und eine gegenläufig rotierende Rolle 130 nimmt das Pulver auf und verteilt es über das Pulverbett 132 in einer gleichmäßigen An und Weise. Die gegenläufig rotierende Rolle 130 bewegt sich komplett über das Zielgebiet 110 und das Pulverbett 132 und dann entsorgt sie jegliches verbleibendes Pulver in einen Überlaufbehälter 136. Näher an der Oberseite der Kammer sind Strahlungsheizelemente 122 angeordnet, die das zugeführte Pulver vorheizen, und ein ringförmiges oder rechteckig geformtes Strahlungsheizelement 120 zum Heizen der Oberfläche des Pulverbettes 132. Das Element 120 besitzt eine zentrale Öffnung die es einem Laserstrahl ermöglichst durch das Laserfenster oder das optische Element 116 hindurch zu gelangen. Nach der Überquerung der gegenläufigen Rolle 130 über das Pulverbett 132, verschmelzt der Laser 108 selektiv die gerade ausgegebene Schicht. Die Rolle 130 kehrt vom Bereich des Überlaufbehälters zurück, der Zuführkolben 125 drückt eine vorbestimmte Menge von Pulver nach oben, die Rolle 130 verteilt das Pulver über das Zielgebiet 110 in entgegengesetzter Richtung und die Rolle 130 bewegt sich weiter bis zu dem anderen Überlaufbehälter 138, um jegliches überschüssiges Pulver abzugeben. Bevor die Rolle jede Überquerung des Systems beginnt, bewegt sich der Kolben des zentralen Teilebettes 128 um die gewünschte Schichtdicke nach unten, um Platz für zusätzliches Pulver zu schaffen.
Das Pulverzuführsystem im System 100 umfasst Zuführkolben 125 und 127, welche durch Motoren (nicht dargestellt) gesteuert werden, um eine Menge von Pulver in die Kammer 102 nach oben zu bewegen und anzuheben wenn sie angesteuert werden. Der Teilebettkolben 128 wird durch einen Motor gesteuert (nicht dar gestellt), um sich um einen kleinen Betrag, z. B. 0,125 mm unterhalb des Bodens der Kammer nach unten zu bewegen, um die Dicke jeder Schicht von Pulver die verarbeitet werden soll, zu definieren. Die Rolle 130 ist eine gegenläufig rotierende Rolle, die Pulver von den Zuführkolben 125 und 127 auf das Zielgebiet 110 fördert. Wenn sie sich in jede Richtung bewegt, trägt die Rolle 130 jegliches überschüssiges Pulver, welches nicht auf das Zielgebiet abgelegt wurde in die Überlaufbehälter 136, 138 an jedem Ende der Prozesskammer 102. Das Zielgebiet 110 bezieht sich für die Zwecke dieser Beschreibung auf die obere Oberfläche des durch Wärme schmelzbaren Pulvers (inklusive von Bereichen die vorher gesintert worden sind, wenn vorhanden) das über den Teilekolben 128 abgelagert wurde. Das gesinterte und ungesinterte Pulver das auf dem Teilebettkolben 128 abgelagert wurde, wird als Teilekuchen 106 (part cake) bezeichnet. Das System 100 der 2 erfordert auch Strahlungsheizer 122 über den Zuführkolben um die Pulver vorzuheizen, um jeglichen thermischen Schock zu minimieren, wenn frisches Pulver über das zuletzt gesinterte und heiße Zielgebiet 110 verteilt wird. Diese Art des doppelten nach oben drückenden Kolbenzuführsystems, welches frisches Pulver von unterhalb des Zielgebietes bereitstellt, zusammen mit Heizelementen für sowohl die Zuführbetten als auch das Teilebett oder das Zielgebiet ist kommerziell in dem selektiven Lasersintersystem implementiert, welches von 3D Systems Inc. aus Valencia/Kalifornien vertrieben wird.
Ein anderes bekannte Pulverzufuhrsystem, wie es in der US 5,567,931 offenbart ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14, verwendet Überkopfzuführtrichter um Pulver von oben und von jeder Seite des Zielgebietes 110 vor eine Zuführvorrichtung wie beispielsweise einen Schieber oder eine Streichklinge zuzuführen. Die US 5,908,569 offenbart eine Mehrzahl von geraden Strahlungsheizern zum Aufheizen einer Pulverlage eines Lasersintergerätes.
Es gibt Vorteile und Nachteile von jedem dieser Systeme. Beide erfordern eine Anzahl von Mechanismen, entweder nach oben drückende Kolben oder Überkopftrichtersysteme mit messenden Zuführern, um effektiv abgemessene Mengen von Pulver zu jeder Seite des Zielgebietes und vor den Verteilmechanismus (entweder eine Rolle oder eine Streichklinge) zuzuführen.
Obwohl ein Design wie das System 100 bewiesen hat das es effektiv sowohl Pulver als auch thermische Energie auf eine präzise und effektive Art und Weise zuführt, gibt es einen Bedarf dies in einer kosteneffizienteren Art und Weise zu tun, indem die Anzahl der Mechanismen verringert wird und das Vorheizen von frischem Pulver, zur Durchführung des selektiven Lasersintervorgangs, zu verbessern. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorheizen von frischem Pulver um dies zu tun, sind in der EP-A-1690281 dargestellt.
Kurz gesagt, stellt diese gleichzeitig eingereichte ebenfalls anhängige Anmeldung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit mit einem Ablagerungsschritt für frisches Pulver, wobei der Ablagerungsschritt umfasst das zumindest alles Pulver, welches für zwei aufeinanderfolgende Schichten benötigt wird, an der ersten Seite des Zielgebietes in der Prozesskammer abgelagert wird, wobei gleichzeitig das Pulver für die erste aufeinanderfolgende Schicht verteilt wird, während das Pulver für die zweite aufeinanderfolgende Schicht zu der gegenüberliegenden zweiten Seite des Zielgebietes transportiert wird. Die Vorrichtung umfasst einen Pulverzuführtrichter, der oberhalb und an der ersten Seite des Zielgebietes angeordnet ist, um die gewünschten Mengen von Pulver zuzuführen, ein Mittel zum Verteilen einer ersten Schicht von Pulver über das Zielgebiet, während sie eine zweite Menge von Pulver zu der zweiten Seite des Zielgebietes trägt, welche für eine zweite Schicht von Pulver benötigt wird, und ein Mittel zum Ablagern der zweiten Menge von Pulver an der gegenüberliegenden zweiten Seite des Zielgebietes.
Die 3 und 4 zeigen eine geparkte Pulverwelle 184 die zunächst von einem Überkopfzuführmechanismus abgelagert wurde und nachfolgend neben das Zielgebiet 186 während des Laserscannens des Zielgebietes positioniert wurde. Die geparkte Pulverwelle 184 wird so platziert, um die Pulverwelle der Strahlungsenergie der Heizer 160 auszusetzen. Dies ermöglicht dass die Strahlungsheizer 160, welche die richtige Temperatur des Zielgebietes 186 beibehalten, auch die Pulverwelle 184 vorheizen, welche in der nächsten Schicht verwendet wird, um die Notwendigkeit zu verringern oder auszuschließen dass die nächste Pulverschicht separat vorgeheizt werden muss. Diese Technik leidet, obwohl sie effektiv ist, aufgrund der schlechten thermischen Leitfähigkeit von Polymerpulvern und aufgrund ihres Effektes auf den Wall von Pulver in der geparkten Welle, welche folglich langsamer aufheizt als gewünscht, was in einer längeren als gewünschten Verzögerung resultiert, bevor die nächste Schicht verteilt werden kann. Zusätzlich kann in diesem Ansatz, wenn Pulver von kleiner Partikelgröße zugeführt werden, die Möglichkeit bestehen dass eine Staubwolke erzeugt wird, wenn beim Bilden der geparkten Pulverwelle 184 Pulver von dem Zuführmechanismus 164 direkt von dem Zuführmechanismus auf den Boden der Prozesskammer fällt.
Es gibt daher die Notwendigkeit, den Vorgang des Aufheizens der geparkten Pulverwelle zu beschleunigen, ohne die Temperatur der Strahlungsheizer 160 zu erhöhen, was die Temperatur des Zielgebietes 180 nachteilig beeinträchtigen würde. Es gibt weiterhin eine Notwenigkeit signifikant die Möglichkeit zu verringern, dass die Pulver, welche von dem Zuführmechanismus 164 auf den Boden der Prozesskammer fallen, Staub erzeugen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, um schnell die geparkte frische Pulverwelle aufzuheizen.
Es ist auch ein Aspekt der vorliegenden Erfindung das Potenzial von Staub zu verringern, der erzeugt wird, wenn Pulver von einem Überkopfzufuhrmechanismus auf den Boden der Prozesskammer fällt.
Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die Abdeckung oder die Verkleidung die über dem Rollenmechanismus angebracht ist, sich ausreichend weit in Richtung der Pulverbettoberfläche erstreckt, um die Welle oder den Berg von frischem Pulver, der benachbart zu dem Zielgebiet abgelagert wurde, einzuebnen oder abzuflachen.
Es ist ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die Abdeckung oder die Verkleidung, die über dem Rollenmechanismus angebracht ist, an gegenüberliegenden Seiten abgewinkelt ist, um zu ermöglichen, dass frisches Pulver auf ihr zu dem Pulverbett abgleitet.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die frische Pulverwelle auf der Pulverbettoberfläche abgelagert wird und abgeflacht wird durch die Abdeckung oder die Verkleidung, die über dem Rollenmechanismus angebracht ist.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bilden eines dreidimensionalen Gegenstandes durch Lasersintern, welches zumindest die folgenden Schritte umfasst: Ablagern einer Menge von Pulver an einer ersten Seite eines Zielgebiets; Einebnen der ersten Menge von Pulver an der ersten Seite des Zielgebiets; Verteilen des Pulvers mit einem Verteilungsmechanismus, um eine erste glatte Oberfläche zu bilden; Richten eines Energiestrahls über das Zielgebiet, um zu bewirken, dass das Pulver eine zusammenhängende Schicht bildet; Ablagern einer zweiten Menge von Pulver an einer zweiten Seite des Zielgebiets; Einebnen der zweiten Menge von Pulver an der zweiten Seite des Zielgebiets; Verteilen des Pulvers mit dem Verteilungsmechanismus um eine zweite glatte Oberfläche zu bilden; Richten des Energiestrahls über das Zielgebiet, um zu bewirken, dass das Pulver eine zweite zusammenhängende Schicht bildet, die an die erste zusammenhängende Schicht anhaftend ist; und Wiederholen der Schritte, um zusätzliche Schichten zu bilden, die integral an benachbarten Schichten anhaften, um so einen dreidimensionalen Gegenstand zu bilden, wobei der Ablagerungsschritt zumindest umfasst: das Ablagern von dem gesamten Pulver, das für zwei aufeinanderfolgende Lagen erforderlich ist, an der ersten Seite des Zielgebiets und gleichzeitiges Verteilen des Pulvers für die erste zusammenhängende Lage, während das Pulver für die zweite zusammenhängende Lage zu der zweiten Seite des Zielgebiets transportiert wird.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Teilen aus einem Pulver aufweisend eine Kammer mit einem Zielgebiet, bei dem ein additiver Prozess durchgeführt wird, wobei das Zielgebiet eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist; ein Mittel zum Verschmelzen von ausgewählten Bereichen einer Schicht von Pulver bei dem Zielgebiet; einen Pulverzuführtrichter, der oberhalb und an der ersten Seite des Zielgebiets angeordnet ist, um gewünschte Mengen des Pulvers zuzuführen; ein Mittel zum Einebnen einer ersten Menge von Pulver an der ersten Seite des Zielgebiets; ein Mittel zum Ausbreiten einer ersten Schicht von Pulver über das Zielgebiet, wobei eine zweite Menge von Pulver zu der zweiten Seite des Zielgebiets gefördert wird, die verwendet wird für eine zweite Schicht von Pulver; ein Mittel zum Ablagern der zweiten Menge von Pulver an der zweiten Seite des Zielgebiets, ein Mittel zum Einebnen der zweiten Menge von Pulver an der zweiten Seite des Zielgebiets und ein Mittel zum Verteilen der zweiten Menge von Pulver über dem Zielgebiet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden ersichtlich werden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung betrachtet wird, insbesondere wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gesehen wird, wobei:
1 ist eine diagrammartige Ansicht einer konventionellen selektiven Lasersintermaschine des Standes der Technik;
2 ist eine diagrammartige Vorderansicht einer konventionellen Lasersintermaschine gemäß dem Stand der Technik, wobei einige der verwendeten Mechanismen dargestellt sind;
3 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der gleichzeitig anhängigen Anmeldung, wobei das Dosieren des Pulvers vor der Rolle dargestellt ist;
4 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der parallel anhängigen Patentanmeldung, dass die Zurückziehen des Rollenmechanismus zeigt und das Parken desselben unter dem Zuführmechanismus, während der Laser selektiv das Zielgebiet aufheizt und die Heizstrahler die geparkte Pulverwelle vorheizen;
5 ist eine partielle diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, dass einen Designaspekt einer modifizierten Abdeckung des Rollenmechanismus zeigt;
6 ist eine partielle diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, welche das Ablagern von Pulver unter Verwendung der Abdeckung des Rollenmechanismus zeigt;
7 ist eine partielle diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Parken der ersten Menge an Pulver in der Nähe des Teilebetts zeigt;
8 ist eine partielle diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Verfahren des Einebnens der geparkten Pulverwelle zeigt;
9 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Abmessen der ersten Menge von Pulver zeigt;
10 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Parken der Pulverwelle in der Nähe des Teilebetts zeigt;
11 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Zurückziehen des Verteilmechanismus zeigt, das Einebnen der geparkten Pulverwelle und das Parken des Verteilungsmechanismus unter dem Zuführmechanismus, während der Laser selektiv das Zielgebiet aufheizt und der Heizstrahler die eingeebnete geparkte Pulverwelle vorheizt;
12 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die die Ausgabe der zweiten Schicht von Pulver auf die Oberseite des Rollenmechanismus zeigt und zeigt, dass der Heizstrahler die eingeebnete geparkte Pulverwelle vorheizt;
13 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die die erste Pulverschicht zeigt, die über das Zielgebiet verteilt wurde und die die zweite Pulverschicht zeigt, welche auf der Oberseite des Rollenmechanismus zu der gegenüberliegenden zweiten Seite des Zielgebiets getragen wird;
14 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Ablagern der zweiten Pulverschicht vor der Rolle zeigt und das Ablagern von überschüssigem Pulver von der ersten Schicht in den Überlaufbehälter zeigt;
15 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Parken der zweiten Pulverwelle in der Nähe des Zielgebiets zeigt;
16 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die das Parken der Rolle an der Seite zeigt und das Einebnen der zweiten geparkten Pulverwelle zeigt, während der Laser selektiv das Zielgebiet aufheizt und der Heizstrahler die eingeebnete geparkte Pulverwelle vorheizt;
17 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die die zweite Pulverschicht zeigt, welche über das Zielgebiet verteilt wird;
18 ist eine diagrammartige Vorderansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, die die Rolle zeigt, die einen Zyklus vervollständigt in dem sie überschüssiges Pulver in den Überlaufbehälter abgibt; und
19 ist eine diagrammartige Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform des Systems der vorliegenden Erfindung, die eine zweite feststehende Klinge zeigt zum Entfernen und Abgeben der ersten Pulverschicht vor die Rolle, an der, der ersten feststehenden Klinge gegenüberliegenden Seite des Zielgebiets.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das Konzept der vorliegenden Erfindung umfasst ein Re-design der abdeckenden Struktur oder Verkleidung, die den Rollenmechanismus abdeckt. In Bezug auf 5 wird die gesamte neue Rollenanordnung mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet. Über dem Rollenmechanismus 180 befindet sich eine flache obere Pulverhalte- oder Tragestruktur 208, die von dem Verfahren verwendet wird, um die Pulvermenge, die für die zweite Seite der Kammer benötigt wird, zu tragen. Eine Abdeckung 204 wird zu der Struktur hinzufügt, welche an jeder Seite nach außen abgewinkelt ist, um einen ausreichenden Freiraum für die Pulverwelle bereitzustellen, die durch die Rolle erzeugt wurde. Die Abdeckung 204 erstreckt sich an gegenüberliegenden Seiten mit einem Winkel nach unten, wobei ein kleiner Freiraum zwischen der Rolle in dem Rollenmechanismus 180 und dem Boden 206 der Prozesskammer 152 verbleibt. Im Betrieb, wie in 6 dargestellt, beginnt das Verfahren damit, dass der Rollenmechanismus 180 unterhalb und leicht zur Seite des Überkopfzuführmechanismus 164 geparkt wird. Die erste Pulvermenge wird abgegeben, um auf das äußere der Abdeckung 204 zu fallen und nach unten zu rutschen, wobei eine Pulverwelle 184 auf dem Boden 206 benachbart zu dem Rollenmechanismus 180 gebildet wird. In dem das Pulver auf diese Weise auf die äußere Abdeckung des Rollenmechanismus fallen gelassen wird, wird die Erzeugung einer Staubwolke wesentlich verringert. Das Pulver fällt eine kürzere Distanz bevor sein vertikaler Fall, verglichen zu früher, unterbrochen wird in dem es unter einem Winkel die Abdeckung 204 streift, wobei seine Endgeschwindigkeit verringert wird und es sachte nach unten auf den Boden 206 der Prozesskammer 152 rutscht. Die abgelagerte Menge von Pulver wird als eine geparkte Pulverwelle bezeichnet.
Im nächsten Schritt, wie in 7 zu sehen, wird der Rollenmechanismus 180 aktiviert und bewegt sich, um die Pulverwelle 184 zu schieben und sich an der Kante des Zielgebiets 186 zu Parken. Die Pulverwelle 184 wird durch die führende Kante der Rollenabdeckung 204 eingeebnet, während sie sich über die Pulverwelle bewegt, aber sie wird durch den Betrieb des Rollenmechanismus 180 wieder aufgebaut. Wenn der Rollenmechanismus 180 jedoch seine Richtung umkehrt, (siehe 8) und zu seiner Position unter dem Zuführmechanismus 164 zurückkehrt, ebnet die innere Kante der Rollenabdeckung 204 die Pulverwelle 184 sauber zu einer dünneren Welle ein, welche es ermöglicht, dass die geparkte Pulverwelle 184 wesentlich schneller durch die Heizstrahler 160 aufheizt. Dieses Design und Verfahren verringert die Heizzeit für die Pulverwelle 184 vor den nachfolgenden Prozessschritten, welche das Bewegen des Rollenmechanismus 180 über das Zielgebiet 186 umfasst, um die nächste Lage von vorgeheiztem Pulver über das Zielgebiet zu verteilen.
Die gleiche Folge von Schritten wird an der gegenüberliegenden zweiten Seite der Prozesskammer 102 die geparkte Pulverwelle an dieser Seite der Prozesskammer einebnen, wenn die zweite Pulverwelle von der oberen Pulverhalte- oder Trageoberfläche 208 entfernt wird, wie später erklärt wird. Obwohl der beschriebene Rollenmechanismus 180 ein bevorzugter ist, sollte es klar sein, dass eine Anzahl von Variationen der Form des Rollenmechanismus 200 die doppelten Ziele erreichen können, nämlich ein sanftes Landen des abgegebenen Pulvers bereitzustellen und ein Einebnen der Pulverwelle bereitzustellen, bevor die Welle vorgeheizt wird.
Ein Lasersintersystem, das die vorliegende Erfindung verwendet, ist in 9 dargestellt und im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnet. Die Prozesskammer ist bei 152 dargestellt. Der Laserstrahl 154 gelangt von dem Laser 108 durch das optische Spiegelscannsystem 114, tritt in die Kammer 152 durch ein Laserfenster 156 ein, welches den Laser und die Optik (nicht dargestellt) von der Hochtemperaturumgebung der Prozesskammer 152 isoliert. Das optische Spiegelscannsystem 114 ist ähnlich zu demjenigen, das im Stand der Technik beschrieben ist, aber jedes geeignete Design kann verwendet werden. Strahlungsheizelemente 160 stellen Wärme für das Zielgebiet 186 bereit und für das Pulver in Gebieten unmittelbar neben dem Zielgebiet 186. Diese Heizstrahler können vom Typ her von jeglicher Art sein, zum Beispiel Quarzstäbe oder flache Paneele oder Kombinationen davon. Ein bevorzugtes Design verwendet schnell reagierende Quarzstabheizer.
Ein einziger angetriebener Überkopfzuführtrichter 162 ist mit einem unteren Zuführmechanismus 164 dargestellt, der durch einen Motor (nicht dargestellt) gesteuert wird, um die Menge des Pulvers zu steuern, das auf den darunterliegenden Boden der Prozesskammer 206 fallen gelassen wird. Der Zuführmechanismus 164 kann verschiedene Arten umfassen, aufweisend zum Beispiel einen Sternförderer, ein Schraubenförderer, ein Gurtförderer, einen Schlitzförderer oder ein Förderer mit einer drehenden Trommel. Ein bevorzugter Förderer ist eine sich drehende Trommel. Ein Teilekolben 170 wird durch einen Motor 172 gesteuert, um sich unter den Boden 206 der Kammer 152, um einen kleinen Betrag nach unten zu bewegen, beispielsweise um 0,125 mm, um die Dicke jeder zur verarbeitenden Pulverschicht zu definieren.
In Bezug immer noch auf die 9 umfasst der Rollenmechanismus 108 eine gegenläufig rotierende Rolle, die durch einen Motor 182 angetrieben ist, welche das Pulver von der Pulverwelle 184 über das Laserzielgebiet 186 verteilt. Wenn sie sich in jeglicher Richtung bewegt, trägt die Rolle jedes überschüssige Pulver, welches nicht auf das Zielgebiet abgelagert wurde, in den Überlaufbehälter 188 an gegenüberliegenden Seiten der Kammer 152. Das Zielgebiet 186 bezieht sich für die Zwecke dieser Beschreibung, auf die obere Oberfläche des wärmeschmelzbaren Pulvers (inklusive vorher gesinterter Bereiche, wenn diese vorhanden sind), das oberhalb des Teilekolbens 170 abgelagert ist. Das gesinterte und ungesinterte Pulver, das auf dem Teilekolben 170 abgelagert ist, wird hierin als Teilekuchen 190 bezeichnet. Obwohl die Verwendung eines gegenläufig rotierenden Rollenmechanismus 180 bevorzugt ist, kann das Pulver auch durch andere Mittel verteilt werden, wie zum Beispiel durch einen Wischer oder eine Streichklinge.
Der Betrieb des selektiven Lasersintersystems dieser Erfindung wird dargestellt beginnend in 9. In einem ersten Pulverausgabeschritt wird Pulver von oben von dem Zuführmechanismus auf die Abdeckungsstruktur 204 dosiert und rutscht dann zu einer Position auf dem Boden 206 vor dem Rollenmechanismus 180. Die dosierte Menge von Pulver hängt von der Größe des Zielgebiets 186 und der gewünschten zu formenden Schichtdicke ab.
In einem zweiten Schritt, dargestellt in 10, wird der gegenläufig rotierende Rollenmechanismus aktiviert, um die Pulverwelle leicht nach vorne zu bewegen und sie an der Kante des Zielgebiets 186 in Sichtweite der Strahlungsheizelemente 186 zu parken. In einem dritten Schritt, der in 11 dargestellt ist, wird der Rollenmechanismus 180 zurückbewegt und die Abdeckungsstruktur der Rolle 204 ebnet die geparkte Pulverwelle 184 ein. Der Rollenmechanismus 180 wird dann unter dem Zuführmechanismus 164 geparkt. In Schritten die anders sind als für die erste Menge von Pulver, die von dem Zuführmechanismus 164 dosiert wurde, wird der Laser nun angeschaltet und der Laserstrahl 154 scannt die aktuelle Schicht, um selektiv das Pulver in dieser Schicht zu verschmelzen. Während der Laser scannt, verbleibt der Rollenmechanismus 180 direkt unter dem Pulverzuführmechanismus geparkt. Während der Laser scannt wird auch die eingeebnete geparkte Pulverwelle 184 durch die Einwirkung der Strahlungsheizelemente 160 vorgeheizt. Dieser Schritt kann die Notwendigkeit von separaten Strahlungsheizern eliminieren, um das Pulver vorzuheizen.
In einem nächsten Schritt, der in 12 dargestellt ist, wird eine zweite Pulverwelle 185 auf die obere Pulverhalte- oder Trageoberfläche 208 des Rollenmechanismus 180 gefördert. Nach dem Scannen der aktuellen Pulverschicht beginnt der nächste Schritt, wie in 13 gezeigt. Der Rollenmechanismus 180 wird aktiviert und bewegt sich über die Prozesskammer 152 hinweg, wobei die erste Lage von vorgeheiztem Pulver 184 über das Zielgebiet 186 verteilt wird, während die zweite Lage von Pulver in der zweiten Pulverwelle 185 auf der oberen Pulvertrageoberfläche 208 des Rollenmechanismus 180 getragen wird. Im nächsten Schritt, der in 14 dargestellt ist, entfernt eine befestigte stationäre Klinge 192 die zweite Pulverwelle 185 von der oberen Pulvertrageoberfläche 208 des Rollenmechanismus 180, während die Rolle sich unter der Klinge 192 hindurch bewegt. Das entfernte Pulver gleitet die innere Seite der abgewinkelten Abdeckung 204 hinunter, und legt die zweite Pulverwelle 185 auf dem Boden 206 der Prozesskammer 152 ab, während der Rollenmechanismus 180 damit fortfährt jegliches überschüssiges Pulver in den Überlaufbehälter 188 zu fördern. Die Vorrichtung ist nicht auf eine stationäre Klinge zum Entfernen beschränkt, sondern könnte jegliche Mechanismen umfassen, welche das Pulver von der oberen Pulvertrage- oder Haltestruktur 208 des Rollenmechanismus 180 entfernen, wie beispielsweise einen Abstreifer, Rolle oder Bürste.
In dem nächsten Schritt, der in 15 dargestellt ist, kehrt der Rollenmechanismus 180 direkt um und bewegt sich, um die zweite Pulverwelle 185 in der Nähe des Zielgebiets und in Sichtweite der Strahlungsheizerelemente 160 zu parken, ausreichend nahe um Heizeffekte von diesen zu empfangen. Im nächsten Schritt (16) dieser bevorzugten Ausführungsformen bewegt sich der Rollenmechanismus 180 zurück und ebnet die geparkte Pulverwelle 185 mit der inneren Seite der abgewinkelten Abdeckung 204 ein, welche den Hügel der zweiten Pulverwelle 185 berührt und einebnet. Der Rollenmechanismus 180 parkt dann, während der Laserscannvorgang abgeschlossen wird, und die eingebnete zweite Menge von Pulver in der zweiten Pulverwelle 185 durch die Strahlungsheizelemente 160 vorgeheizt wird. Nachdem der Lasersscanvorgang abgeschlossen ist, wird dann der Rollenmechanismus 180 aktiviert und bewegt sich, um die zweite Menge von Pulver in der zweiten Pulverwelle 185 über das Zielgebiet 186 zu verteilen, wie in 17 dargestellt. Nach dem Verteilen bewegt sich der Pulverrollenmechanismus 180, wie in 18 gezeigt, zu dem Ende seines Durchlaufs und lässt jegliches überschüssiges Pulver in Überlaufbehälter 188 fallen. Dies komplettiert den Zyklus und der nächste Zyklus kann wiederum beginnen, wie in 9 dargestellt.
Ein alternatives Design kann eine zweite befestigte stationäre Klinge 193 umfassen, die in 19 außerhalb des unteren Zuführmechanismus 164 an der von Klinge 192 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, so dass eine Menge von Pulver, die auf der Pulverhalteoberfläche 208 abgelagert wird, immer vorhanden ist und bei jedem Durchlauf des Rollenmechanismus 180 über das Zielgebiet 186 vorgeheizt wird. In dieser Herangehensweise umfasst der sich wiederholende Zyklus, dass die erste geparkte Pulverwelle 184 auf der oberen Pulverhalteoberfläche 208 des Rollenmechanismus 180 abgelegt wird. Der Rollenmechanismus 180 in Richtung der Klinge 193 wird einen kurzen Weg bewegt, so dass die Klinge die Menge von Pulver entfernt, die die geparkte Pulverwelle 184 bildet. Der Rollenmechanismus 180 bewegt sich nach vorne und kehrt dann seine Richtung nach einer kurzen Distanz um, so dass nun die innere Seite der abgewinkelten Abdeckung 204 des Rollenmechanismus 180 die geparkte Pulverwelle 184 einebnet, um einschnelleres Vorheizen zu fördern. Der Rollenmechanismus 180 kehrt seine Richtung um, um von dem eingeebneten Hügel des Pulvers weg zu ziehen und bleibt stehen während das Vorheizen für die erste Menge von Pulver ge schieht, die in dem ersten Durchlauf und in folgenden Durchläufen dosiert wurde, während das Laserscannen stattfindet. Im ersten Durchlauf wird der Rollenmechanismus 180 unter dem Boden des Zufuhrmechanismus 164 positioniert und die Pulvertrageoberfläche 208 wird wieder gefüllt mit der zweiten Pulverwelle 185.
Dieses erfinderische Design erzielt ein schnelles und effizientes Vorheizen des verteilten Pulvers, bevor es über das Zielgebiet eines selektiven Lasersintersystems verteilt wird, und verringert das Auftreten von Staubwolken, die sich von dem herunterfallenden Pulver bilden, welches auf dem Boden der Prozesskammer auftrifft.
Während die Erfindung oben beschrieben wurde mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen ist es offensichtlich dass viele Änderungen, Modifikationen und Variationen der Materialien, Anordnungen der Teile und Schritte durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann das Vorheizen der geparkten Pulverwelle die Verwendung des Laserstrahls benutzen, entweder bei niedriger Leistung oder mit einer schnellen Scanngeschwindigkeit, um dazu beizutragen, dass die Pulvertemperatur erhöht wird, aber ein Schmelzen oder Erweichen des Pulvers, zu solch einem Ausmaß, dass sogar das Verteilen über das Pulverbett behindert werden könnte, nicht eingeleitet wird. Zusätzlich können zusätzliche Strahlungsheizpaneele, wie beispielsweise ein flacher Watlow Paneelheizer oberhalb der Orte für das geparkte Pulver angeordnet werden, an gegenüberliegenden Seiten der Prozesskammer und geeignet befestigt werden, wie beispielsweise beim Durchlauf des Rollenmechanismus.

Claims

Verfahren zum Bilden eines dreidimensionalen Gegenstandes durch Lasersintern, aufweisend die folgenden Schritte: (a) Ablagern einer ersten Menge von Pulver (184) an einer ersten Seite des Zielgebiets (186) in einem ersten Ablagerungsschritt; (b) Einebnen der ersten Menge von Pulver (184) an der ersten Seite des Zielgebiets (186) in einem ersten Einebnungsschritt; (c) Vorheizen der eingeebneten ersten Menge von Pulver (184); (d) Verteilen der ersten Menge von Pulver (184) mit einem Verteilungsmechanismus (180) in einem ersten Verteilungsschritt, um eine erste Lage des Pulvers zu bilden; (e) Richten eines Energiestrahls (184) über das Zielgebiet (186), um zu bewirken, dass die erste Schicht von Pulver eine zusammenhängende Schicht bildet; (f) Ablagern einer zweiten Menge von Pulver (185) an einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Zielgebiets (186) in einem zweiten Ablagerungsschritt; (g) Einebnen der zweiten Menge von Pulver (185) an der zweiten Seite des Zielgebiets (186) in einem zweiten Einebnungsschritt; (h) Vorheizen der eingeebneten zweiten Menge von Pulver (185); (i) Verteilen der zweiten Menge von Pulver (185) mit dem Verteilungsmechanismus (180) in einem zweiten Verteilungsschritt, um eine zweite Lage von Pulver zu bilden; (j) Richten des Energiestrahls (154) über das Zielgebiet (186), um zu bewirken, dass die zweite Schicht von Pulver eine zweite zusammenhängende Lage bildet, die mit der ersten zusammenhängenden Lage verbunden ist; (k) Wiederholen der Schritte (a) bis (j), um zusätzliche Lagen zu bilden, die integral mit benachbarten Lagen verbunden sind, um einen dreidimensionalen Gegenstand zu bilden, wobei der erste Ablagerungsschritt ein Zuführen der ersten Menge von Pulver (184) vor den Verteilungsmechanismus (180) umfasst und ein Zuführen der zweiten Menge von Pulver (185) auf den Verteilungsmechanismus (180) umfasst, wobei die zweite Menge von Pulver (185) während des ersten Verteilungsschritts von der ersten Seite zu der zweiten Seite des Zielgebiets (186) getragen wird und der zweite Ablagerungsschritt ein Entfernen der zweiten Menge von Pulver (185) von dem sich bewegenden Verteilungsmechanismus (180) umfasst, um die zweite Menge von Pulver an der zweiten Seite des Zielgebiets (186) abzulagern.
Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend das Verwenden einer Rolle 180 als Verteilungsmechanismus.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Rolle (180) eine gegenläufig rotierende Rolle ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend das Verwenden einer Streichklinge als Verteilungsmechanismus.
Verfahren gemäß Anspruch 3 aufweisend das Verwenden eines Laserstrahls (154) im Richtungsschritt.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Laserstrahl (154) ein Kohlendioxidlaser ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein Ablagern der Menge von Pulver (184, 185) von einem Überkopf-Zuführmechanismus (162, 164) auf eine Pulvertragestruktur (208) an dem Verteilungsmechanismus (180).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Entfernen der zweiten Menge von Pulver (185) von dem sich bewegenden Verteilungsmechanismus (180) von einer feststehenden Klinge (192) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Einebnungsschritt eine Abdeckung (204) verwendet, die an dem Verteilungsmechanismus (180) befestigt ist, die die ersten und zweiten Mengen von Pulver (184, 185) einebnet, nachdem sie abgelagert wurden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein Ablagern der ersten Menge von Pulver (184) von einem Uberkopf-Zuführmechanismus (162, 164) auf eine Pulvertragestruktur (208) an dem Verteilungsmechanismus (180).
Verfahren gemäß Anspruch 10, weiterhin aufweisend ein Entfernen der ersten Menge von Pulver (184) von der Pulvertragestruktur an einer Seite benachbart zu dem Zielgebiet (186).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei (a) nach dem ersten Einebnungsschritt das Vorheizen der ersten Menge von Pulver (184) mittels Strahlungswärme durchgeführt wird; und (b) nach dem zweiten Einebnungsschritt das Vorheizen der zweiten Menge von Pulver (185) mittels Strahlungswärme durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, weiterhin aufweisend das Verwenden von Laserenergie, um die erste Menge und die zweite Menge von Pulver aufzuheizen.
Vorrichtung (150) zur Herstellung von Bauteilen aus einem Pulver, aufweisend in Kombination: (a) eine Kammer (152) mit einem Zielgebiet (186) in dem ein additiver Prozess durchgeführt wird, wobei das Zielgebiet (186) eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite aufweist; (b) Mittel (154) zum Verschmelzen von ausgewählten Bereichen einer Schicht des Pulvers in dem Zielgebiet (186); (c) ein Pulverzuführtrichter (162, 164), welcher oberhalb und an der ersten Seite des Zielgebiets (186) angeordnet ist, um eine erste und eine zweite Menge von Pulver (184, 185) in die Kammer (152) abzugeben; (d) Mittel (180) zum Verteilen der ersten Menge von Pulver (184) als eine erste Schicht von Pulver über dem Zielgebiet (186); (e) Mittel (192, 204) zum Ablagern der zweiten Menge von Pulver (185) an der zweiten Seite des Zielgebiets (186); (f) Mittel (180) zum Verteilen der zweiten Menge von Pulver (185) über dem Zielgebiet (186); (g) Mittel (160) zum Vorheizen der Mengen von Pulver (184, 185) in der Kammer; gekennzeichnet durch (h) Mittel (204) zum Einebnen der ersten Menge von Pulver (184) bevor sie verteilt wird; (i) Mittel (204) zum Einebnen der zweiten Menge von Pulver (185) bevor sie verteilt wird; wobei (j) das Mittel (180) zum Verteilen der ersten Menge von Pulver (184) eine Tragoberfläche (208) aufweist, um die zweite Menge von Pulver (185) aufzunehmen und um die zweite Menge von Pulver (185), die zur Bildung einer zweiten Schicht von Pulver (185) verwendet wird, zu der gegenüberliegenden zweiten Seite des Zielgebiets (186) zu tragen, während die erste Menge von Pulver (184) verteilt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das Mittel (180) zum Verteilen aufweist: (a) eine Rolle; und (b) einen Motor, der mit der Rolle gekoppelt ist, um die Rolle über das Zielgebiet (186) zu bewegen, um die erste Schicht von Pulver (184) zu verteilen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das Mittel (192, 204) zum Ablagern der zweiten Menge von Pulver (185) an der zweiten Seite des Zielgebiets (186) weiterhin eine Vorrichtung (192) aufweist, zum Entfernen der zweiten Menge von Pulver (185) von der Tragoberfläche (204).
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Vorrichtung (192) zum Entfernen der zweiten Menge von Pulver (185) eine feststehende Klinge (192) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, weiterhin aufweisend eine zweite Vorrichtung (193) zum Entfernen von Pulver von der Tragoberfläche (204), welche an der, der ersten Vorrichtung (192) gegenüberliegenden Seite des Zielgebiets (186), angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei die zweite Vorrichtung (193) zum Entfernen von Pulver weiterhin eine zweite feststehende Klinge (193) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das Mittel zum Verschmelzen von ausgewählten Bereichen einer Schicht von Pulver in dem Zielgebiet aufweist: (a) einen Energiestrahl (154); (b) ein optisches Spiegelsystem (114), um den Energiestrahl (154) zu richten; und (c) ein Energiestrahl-Steuerungsmittel, das mit dem optischen Spiegelsystem (114) verbunden ist, welches Computermittel aufweist, wobei die Computermittel mit Informationen programmiert sind, welche die ge wünschten Grenzen einer Mehrzahl von Querschnitten des herzustellenden Bauteils anzeigen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei der Energiestrahl (154) ein Laserenergiestrahl (154) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 15, weiterhin aufweisend Abdeckungselemente (204), die an gegenüberliegenden Seiten der Tragoberfläche (208) befestigt sind, um sowohl die erste als auch die zweite Menge von Pulver (184, 185) einzuebnen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Abdeckungselemente (204), die an der Tragoberfläche (208) befestigt sind, sich nach unten und weg von der Tragstruktur bis zu einer Höhe über dem Zielgebiet (186) erstrecken, die der gewünschten Höhe einer eingeebneten Pulverwelle entspricht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Mittel (160) zum Aufheizen des Pulvers Strahlungsheizelemente (160) sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 24, wobei die Mittel zum Aufheizen des Pulvers weiterhin einen Laserenergiestrahl (154) aufweisen.