DE9218911U1

DE9218911U1 - Pulverzufuhrvorrichtung für selektives Lasersintern

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Publication number: DE9218911U1
Application number: DE9218911U
Authority: DE
Original assignee: DTM Corp
Current assignee: DTM Corp
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1992-11-05
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2002-11-06

Description

Dipl.-Chem. Dr. Steffen ANDRAE
Dipl.-Phys. Dieter FLACH
Dipl.-Ing. Dietmar HAUG

Dipl.-Chem. Dr. Balanstraße 55 81541 München

Richard KNEISSL

Unsere Akte: 2221

Anmelder: DTM CORPORATION

1611 Headway Circle, Bldg. 2, Austin, TX 78754, U.S.A.

Pulverzufuhrvorrichtung für selektives Lasersintern

Diese Erfindung betrifft das Gebiet der schichtweisen Herstellung von Prototypteilen und insbesondere die Zuführung der Pulvermaterialien bei Vorrichtungen für die Herstellung der Teile.

Auf dem Gebiet der Herstellung von Prototypteilen oder Fertigteilen in kleinen Mengen direkt von den CAD-Datenbanken wurden jüngst Fortschritte erzielt. Ein wichtiger Vorteil dabei ist der, da/3 Teile schichtweise aus einem Pulver hergestellt werden können, indem die ausgewählten Abschnitte einer Schicht des Pulvers mit einem Energiestrahl, wie beispielsweise einem Laser, abgetastet werden. Die Energie des Strahles schmilzt das Pulver an den abgetasteten Stellen zu einer Masse innerhalb der Schicht, die an den Abschnitten der vorher geschmolzenen Schichten haftet. Die geschmolzenen Abschnitte einer jeden Schicht des Pulvers werden entsprechend dem Querschnitt des Teils abgegrenzt, so da/3 eine Reihe von Schichten, die auf diese Weise bearbeitet wird, zu einem Fertigteil führt. Da ein Computer die Abtastung des Energiestrahles steuern kann, kann dieses Verfahren direkt eine Konstruktion aus einer CAD-Datenbank

auf ein tatsächliches Teil übertragen.

Dieses Verfahren und die Vorrichtung für die Durchführung dieses werden ausführlicher im U.S.Patent Nr. 4863538, am September 1989 ausgestellt; U.S.Patent Nr. 5017753, am 21. Mai 1991 ausgestellt; U.S.Patent Nr. 4938816, am 3. Juli 1990 ausgestellt; und U.S.Patent Nr. 4944817, am 31. Juli 1990 ausgestellt, beschrieben, die alle an das Board of Regents, The University of Texas System abgetreten wurden, und auf die hierin verwiesen wird. Es werden jetzt Teile großtechnisch nach diesem Verfahren hergestellt, nämlich dem Verfahren des "Selektiven Lasersinterns", mittels des SLS Model 125 DeskTop Manufacturing-Systems, das von der DTM Corporation of Austin, Texas, hergestellt wird. Wie in den vorangehend angeführten Patenten und ebenfalls in den mit angemeldeten Anmeldungen S.N. 624419, am 7. Dezember 1990 angemeldet; S.N. 657151, am 19. Februar 1991 angemeldet; und S.N. 6 92172, am 26. April 19 91 angemeldet, die alle ebenfalls an das Board of Regents, The University of Texas 0 System abgetreten wurden, und auf die man sich hierin bezieht, beschrieben wird, können verschiedene Materialien und Kombinationen von Materialien entsprechend diesem Verfahren verarbeitet werden, wie beispielsweise Materialien, die Kunststoffe, Wachse, Metalle, keramische Materialien und dergleichen umfassen. Wie in diesen Patenten und Anmeldungen beschrieben wird, können die Teile, die nach dem Verfahren des "Selektiven Lasersinterns" hergestellt werden, Formen und Merkmale aufweisen, die so kompliziert sind, daß eine Herstellung mittels der konventionellen subtraktiven Verfahren, wie beispielsweise der maschinellen Bearbeitung, nicht möglich wäre.

Weitere additive Verfahren schmelzen ebenfalls die ausgewählten Abschnitte einer Schicht des Pulvers bei der schichtweisen Bildung eines dreidimensionalen Teils. Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren wird bei Sachs und Mitarbeitern in "Dreidimensionales Drucken von keramischen

Hüllen und Kernen für das Metallgießen", Proc. of the 39th Annual Technical Meeting: Investment Casting Institute (1991), Seite 12:1-12:14 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Schicht des Pulvers, wie beispielsweise ein keramisches Pulver, verteilt, und ein Bindemittel wird auf die ausgewählten Teile des Pulvers aufgebracht, beispielsweise mittels eines Tintenstrahldruckkopfes. Bei diesem Verfahren werden die Stellen der Schicht des Pulvers, die das Bindemittel aufnehmen, entsprechend einem Querschnitt des herzustellenden Teils abgegrenzt, der der Vorrichtung durch eine CAD-Datenbank mitgeteilt wird.

Bei diesen Verfahren ebenso wie bei jeglichen additiven Fertigungsverfahren, bei denen Pulverschichten verwendet werden, ist die richtige Zuführung des Pulvers ein kritischer Faktor. Die richtige Menge des Pulvers muß in jeder Schicht so verteilt werden, daß der geschmolzene Teil sowohl an den vorher geschmolzenen Abschnitten der Schicht haftet als auch eine geschmolzene Masse mit den richtigen Abmessungen liefert, an der die folgenden geschmolzenen Schichten haften können. Insbesondere, wo Mischungen von mehreren Materialien eingesetzt werden, ist außerdem eine gute Homogenität und physikalische Gleichmäßigkeit des Pulvers (d.h., Pulverteilchen von gleichmäßiger Größe ohne Zusammenbacken oder Klumpenbildung) für die sachgemäße Fertigung des Teils erforderlich. Wo das herzustellende Teil eher ein Fertigteil als ein Formfaktormodell des Teils ist, muß das Pulver ebenfalls eine ausreichende Dichte aufweisen, um die erforderliche strukturelle Festigkeit zu bringen.

Eine Walze für die richtige Zuführung einer Schicht des Pulvers über einer Laserzielfläche beim Verfahren des "Selektiven Lasersinterns" wird im vorangehend angeführten U.S.Patent Nr. 5017753, am 21. Mai 1991 ausgestellt und hierin angeführt. Wie darin beschrieben wird, wird eine gegenläufige Walze eingesetzt, um eine Menge des Pulvers von richtiger Stärke über die Zielfläche gleichmäßig auszu-

breiten.

Das SLS Model 125 DeskTop Manufacturing-System, das von der DTM Corporation hergestellt wird, enthält die gegenläufige Walze in Verbindung mit einem Doppelkolbensystem. Beim SLS Model 125 System wird ein Kolben für das Absenken des geschmolzenen und des nicht geschmolzenen Pulvers in der Zielfläche während des Fertigungsvorganges verwendet, so da/3 die obere Fläche der Zielfläche im gleichen Abstand vom Laser bleibt. Ein zweiter Kolben ist längs des Teilekolbens

^y für das Zuführen des nicht geschmolzenen Pulvers zum FertigungsVorgang angeordnet. Beim Betrieb wird der Pulverkolben zuerst um eine vorgegebene Höhe (beispielsweise in der Größenordnung von 0,2 mm) angehoben, und der Teilekolben wird um eine vorgegebene Höhe (beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 mm) abgesenkt. Die gegenläufige Walze wird über die angehobene Oberfläche des Pulverkolbens bewegt, wobei das Pulver geschoben wird, um eine Schicht über der abgesenkten Fläche des Teilekolbens zurückzulassen. Auf diese Weise liefert das SLS Model 125 System eine abgemessene Menge des Pulvers für jede Schicht des herzustellenden Teils.

In Fig. 2 wird jetzt ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung nach dem bisherigen Stand der Technik für die schichtweise Herstellung von Teilen beschrieben. Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung ist eine schematische Darstellung des SLS Model 125 DeskTop Manufacturing-Systems. Die Vorrichtung aus Fig. 2 umfaßt eine Kammer 2 (die vorderen Türen und die 0 Oberseite der Kammer 2 werden der Deutlichkeit halber in Fig. 2 nicht gezeigt), innerhalb der der Vorgang des selektiven Sinterns stattfindet. Die Zielfläche 4 betrifft für Beschreibungszwecke die obere Fläche des wärmeschmelzbaren Pulvers (einschließlich der vorher geschmolzenen Abschnitte, wenn vorhanden), das auf dem Teilekolben 6 angeordnet ist. Die vertikale Bewegung des Teilekolbens 6 wird durch den Motor 8 gesteuert. Der Laser 10

stellt einen Strahl bereit, der durch die durch Galvanometer gesteuerten Spiegel 12 (von denen nur einer der Deutlichkeit halber gezeigt wird) in der Weise reflektiert wird, die in den U.S.Patenten beschrieben wird, auf die man sich hierin vorangehend bezogen hat. Der Pulverkolben 14 ist ebenfalls in dieser Vorrichtung vorhanden, und er wird durch den Motor 16 gesteuert. Wie in dem vorangehend erwähnten Ü.S.Patent Nr. 5017753 beschrieben wird, ist eine gegenläufige Walze 18 vorhanden, um das Pulver auf die Zielfläche 4 in einer gleichmäßigen und ebenen Weise zu übertragen. Die Oberfläche der Walze 18 ist vorzugsweise gerändelt oder anderweitig strukturiert, wie darin beschrieben wird.

Beim Betrieb liefert die Vorrichtung aus Fig. 2 das Pulver zur Kammer 2 über den Pulverzylinder 14; das Pulver wird in der Kammer 2 durch die nach oben gerichtete Teilbewegung des PulverZylinders 14, die durch den Motor 16 bewirkt wird, angeordnet. Die Walze 18 (vorzugsweise mit einem Abstreifer versehen, um einen Aufbau zu verhindern, wobei der Abstreifer der Deutlichkeit halber nicht in Fig. 2 gezeigt wird) verteilt das Pulver innerhalb der Kammer durch eine Translationsbewegung vom Pulverzylinder 14 zur Zielfläche 4 und über diese hinweg auf die Oberfläche des Pulvers auf der Oberseite des Teilekolbens 6 in der Weise, die in dem U.S.Patent Nr. 5017753 beschrieben wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Walze 18 das Pulver vom Pulverkolben 14 liefert, befindet sich die Zielfläche 4 (ob eine vorherige Schicht darauf angeordnet ist oder nicht) vorzugsweise ein wenig, beispielsweise 0,1 mm, unterhalb des Bodens der Kammer 2, um 0 die Dicke der zu verarbeitenden Pulverschicht abzugrenzen. Für eine gleichmäßige und gründliche Verteilung des Pulvers bevorzugt man, daß die Menge des Pulvers, die vom Pulverzylinder 14 geliefert wird, größer ist als die, die vom Teilezylinder 6 aufgenommen werden kann, so da/3 sich ein gewisses überschüssiges Pulver aus der Bewegung der Walze 18 über die Zielfläche 4 ergeben wird; das kann durch die Aufwärtsbewegung des Pulverkolbens 14 über eine größere

Strecke als den Abstand unterhalb des Bodens der Kammer 2, auf den die Zielfläche 4 abgesenkt wird (beispielsweise 0,2 mm gegenüber 0,1 mm), bewirkt werden. Es wird ebenfalls bevorzugt, die Gegendrehung der Walze 18 mit der Translationsbewegung der Walze 18 innerhalb der Kammer 2 zu koppeln, so da/3 das Verhältnis der Drehzahl zur Translationsgeschwindigkeit konstant ist.

Nach der Übertragung des Pulvers auf die Zielfläche 4 und die Rückkehr der Walze 18 in ihre Ausgangsposition nahe dem Pulverkolben 14 sintert der Laser 10 beim weiteren Betrieb selektiv die Teile des Pulvers in der Zielfläche 4, die dem Querschnitt der Schicht des herzustellenden Teils entsprechen, in der in den vorangehend erwähnten U.S.Patenten beschriebenen Weise. Das Sintern wird vorzugsweise in abwechselnden Richtungen durchgeführt, wie es in der mit angemeldeten Anmeldung S.N. 611025, am 9. November 1990 angemeldet und hierin angeführt, beschrieben wird. Nach Abschluß des selektiven Sinterns für die betreffende Schicht 0 des Pulvers bewegt sich der Teilekolben 6 um einen Weg nach unten, der der Dicke der nächsten Schicht entspricht, wobei das Auftragen der nächsten Schicht des Pulvers auf dieser durch die Walze 18 erwartet wird.

5 Ein oder mehrere Strahlungsheizkörper (nicht gezeigt) werden von der Decke der Kammer 2 (in einer nicht gezeigten Weise) herabhängend angeordnet; die bevorzugten Formen eines derartigen Strahlungsheizkörpers umfassen einen Ring, einen Teilkegel oder flache Platten. Die mit angemeldete Anmeldung S.N. 611309, am 9. November 1990 angemeldet, an die DTM Corporation abgetreten und hierin als Hinweis eingeschlossen, beschreibt die bevorzugte Ausführung derartiger Strahlungsheizkörper. Wie darin offenbart wird, unterstützt die auf die Zielfläche angewandte Strahlungswärme die Auf-5 rechterhaltung der Gleichmäßigkeit der Temperatur, so daß ein Teil mit hoher Genauigkeit hergestellt werden kann. Die Verteilung des Gasstromes kann außerdem ebenfalls innerhalb

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der Kammer 2 vorgenommen werden, beispielsweise durch eine Trennwand und Entlüftungen (nicht gezeigt), ebenfalls für die Aufrechterhaltung einer thermischen Gleichmäßigkeit im herzustellenden Teil. Eine derartige Verteilung des Gasstromes wird in der mit angemeldeten Anmeldung S.N. 61103 0 beschrieben, die ebenfalls am 9. November 1990 angemeldet, an die DTM Corporation abgetreten und hierin angeführt wurde.

Bei der Anordnung nach dem bisherigen Stand der Technik in Fig. 2 wird ein einzelner Pulverkolben 14 bereitgestellt und längs einer Seite der Zielfläche 4 auf der oberen Fläche des Teilekolbens 6 angeordnet. Das Pulver wird als solches in einer Richtung zugeführt, wobei jegliches überschüssiges Pulver in der Kammer 2 auf der Seite des Teilekolbens 6 verbleibt, die dem Pulverkolben 14 gegenüberliegt. Eine periodische Reinigung und Rückgewinnung des überschüssigen Pulvers ist daher erforderlich. Außerdem wird der Vorgang der Herstellung von Teilen durch die Notwendigkeit verlangsamt, da/3 die Walze 18 in ihre vorherige Position zurückkehrt, nachdem eine jede Schicht des Pulvers über der Zielfläche 4 angeordnet wurde. Es wird in Betracht gezogen, daß die Bereitstellung des Pulvers auf der Zielfläche 4 einen noch größeren Anteil an der gesamten Fertigungszeit für ein Teil in Anspruch nehmen wird, wenn die Laserleistung und die Optik ebenso wie die Wärmesteuerung weiter verbessert werden.

Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, ein System der Pulverzuführung bereitzustellen, das eine verbesserte Ausnutzung des Pulvers und einen reduzierten Pulververlust mit sich bringt.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein derartiges System bereitzustellen, das das Anordnen des nicht geschmolzenen Pulvers vor der Herstellung des Teils und ebenfalls die Beseitigung des Pulvers, das während der Her-

stellung nicht geschmolzen wurde, begünstigt.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein derartiges System bereitzustellen, bei dem mehrere Arten des Pulvers in abwechselnden Schichten zugeführt werden können.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein derartiges System bereitzustellen, das einen verbesserten Wirkungsgrad der Herstellung infolge des verbesserten Wirkungsgrades der Pulverzuführung aufweist.

Weitere Ziele und Vorteile werden den Fachleuten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlich sein.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung kann in eine Vorrichtung und das Verfahren für die Herstellung von Teilen nach einem additiven Verfahren auf Pulverbasis eingeschlossen werden. Mehrere Pulverkolben werden auf den zueinander gegenüberliegenden Seiten der Zielfläche bereitgestellt. Das Pulver wird durch die Bewegung einer gegenläufigen Walze über die Oberfläche des einen der Pulverkolben zugeführt, wobei das Pulver in den Raum des Teilekolbens geschoben wird, und das überschüssige Pulver in den gegenüberliegenden Pulverkolben fallen darf. Die nächste Schicht des Pulvers wird vom zweiten Pulverkolben aus mittels der gegenläufigen Walze, die sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, zugeführt.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer Vorrichtung für die Herstellung der Teile entsprechend der bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei der die Bauteile der Maschine für die Pulverzuführung in vereinfachter Form gezeigt werden,
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Fig. 2 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer Vorrichtung für die Herstellung der Teile nach dem bisherigen Stand der Technik,

Fig. 3a bis 3c schematische Darstellungen, die den Betrieb der bevorzugten Ausführung der Erfindung zeigen,

Fig. 4 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des Systems der Pulverzuführung mit zwei Kolben entsprechend der bevorzugten Ausführung der Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des einen der Kolben im System der Pulverzuführung aus Fig. 4,

Fig. 6 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der Vorrichtung für die Herstellung der Teile, die die Maschine für die Pulverzuführung umfaßt, die in Fig. 4 und 5 gezeigt wird,

Fig. 7 bis 11 verschiedene Ansichten der Walzenbaugruppe entsprechend der bevorzugten Ausführung der Erfindung,

Fig. 12 und 13 eine perspektivische und eine Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausführung der Walzenbaugruppe .

In Fig. 1 wird jetzt eine Vorrichtung für die Herstellung von Teilen, die eine Maschine für die Pulverzuführung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt, in einer vereinfachten schematischen Version beschrieben. Im Interesse der Leichtigkeit der Beschreibung und Betrachtung wird das System in Fig. 1 in einer auseinandergezogenen Weise ohne Abdeckplatten und dergleichen dargestellt; außerdem werden die gleichen Elemente, die in Fig. 2 gezeigt werden, in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.

Die Kammer 2' ist wie bei der Version nach dem bisherigen Stand der Technik ein Ofen oder ein anderes Gehäuse, das eine thermische Integrität für das additive Verfahren zur Verfügung stellt, nach dem ein Teil schichtweise aus einer Pulvergrundmasse hergestellt wird, wie im Falle des Verfahrens des "Selektiven Lasersinterns", das hierin vorangehend angeführt wird. Strahlungsheizkörper, wie sie in der vorangehend erwähnten mit angemeldeten Anmeldung S.N. 611309, am 9. November 1990 angemeldet, an die DTM Corporation abgetreten und hierin angeführt, beschrieben werden, und Verteilungselemente für den Gasstrom, wie sie in der vorangehend erwähnten mit angemeldeten Anmeldung S.N. 611030, ebenfalls am 9. November 1990 angemeldet, an die DTM Corporation abgetreten und hierin angeführt, beschrieben werden, sind vorzugsweise jeweils ebenfalls innerhalb der Kammer 2' in diesem System eingeschlossen. Die PCT-Anmeldung PCT/US91/08351 unter dem Titel "Gesteuerter Gasstrom für das selektive Lasersintern", gleichzeitig angemeldet und hierin einbezogen, die eine teilweise Fortsetzung der vorangehend erwähnten mit angemeldeten Anmeldung S.N. 611030 ist, beschreibt ein besonders vorteilhaftes Gasvertexlungssystem, das einen Luftraum mit entfernbaren Seitenwänden und einen Luftverteiler für das selektive Verteilen des Gasstromes zur Zielfläche 4 in einer sehr gleichmäßigen Weise umfaßt.

Das Konstruktionsgestell 25 nimmt die Pulverkolbenbaugruppen 20 und den Teilezylinder 6 auf und trägt die Nivellierplatte

22. Die Walzenplatte 38 ist an der Nivellierplatte 22 montiert und über dieser angeordnet; der Vorgang der Fertigung des Teils wird in der Nähe der oberen Fläche der Walzenplatte 3 8 in einer Öffnung durch diese hindurch direkt oberhalb der oberen Fläche des Teils und der mittigen Öffnung 26 in der Nivellierplatte 22 durchgeführt. Das Konstruktionsgestell 23 ist der Nivellierplatte 22 und dem Konstruktionsgestell 25 benachbart und nimmt den Computer und die Steuerelektronik für das System auf. Vertikale Halterungen 27 befinden sich an den Ecken der Kammer 2' und tragen die Laserbaugruppe.

Auf der gegenüberliegenden Seite vom Gestell 23 nimmt das Konstruktionsgestell 29 das Pulverrückgewinnungssystem 30 auf. Die Hutbaugruppe 32 befindet sich ebenfalls unter der Kammer 2', mittels der das Fertigteil und das dabei mitgerissene nicht geschmolzene Pulver ohne Öffnen der Kammer 2' entfernt werden können. Das System kann daher als selbständige Anlage betrieben werden, bei der das Pulver der Kammer in Patronen zugeführt wird, wo das benutzte Pulver in Patronen entfernt wird, und wo die Teile in situ abgetrennt werden, nachdem sie vom mitgerissenen Pulver gereinigt wurden, alles, ohne daß ein Öffnen des Systems erforderlich ist, und daß es dadurch zu einer Beeinflussung durch die Umwelt kommen könnte. Es wird in Betracht gezogen, daß das integrierte Pulvertransportsystem, das vom Pulverrückgewinnungssystem 3 0 und der Hutbaugruppe 32 in Verbindung mit den Pulverpatronen 4 0 und den Pulverkolbenbaugruppen zur Verfügung gestellt wird, besonders bei der Herstellung von Teilen aus schädlichem Pulver nützlich ist. Da jedoch viele Teile aus nicht schädlichem Material hergestellt werden, sind das Pulverrückgewinnungssystem 3 0 und die Hutbaugruppe 32 wahlfrei und im System nicht wichtig. Bei Nichtvorhandensein des Pulverrückgewinnungssystems 3 0 und der Hutbaugruppe 32 werden das Fertigteil und das mitgerissene nicht geschmolzene Pulver aus dem Teilezylinder durch eine Tür in der Vorderseite der Konstruktion 25 ent-

Entsprechend der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Nivellierplatte 22 als eine einzelne maschinell bearbeitete Konstruktion gebildet, beispielsweise als ein einzelnes Gußstück aus einem festen Material, wie beispielsweise Gußeisen oder Stahl. Die Dicke der Nivellierplatte 22 ist ebenfalls vorzugsweise ausreichend, um eine feste Auflage ohne Verbiegen oder ein anderweitiges Verformen bereitzustellen, wobei eine derartige Dicke beispielsweise in der Größenordnung von 5 cm. liegt. Wenn ein einzelnes Gußstück als Nivellierplatte 22 bereitgestellt wird, ermittelte man, daß die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit des Systems verbessert werden. Das ist der Fall, weil die mechanischen Toleranzen der Montage der verschiedenen Elemente (beispielsweise der Führungsschienen 3 6 für die Walze, des Lasers 10, des Teilezylinders 6, usw.) alle eher mit Bezugnahme auf die Nivellierplatte 22 als mit Bezugnahme auf die anderen Elemente, die an der Nivellierplatte 22 montiert sind, ausgeführt werden. Insbesondere können die Führungsschienen 36 für die Walze, die über der Nivellierplatte 22 liegen, daran mit einem hohen Grad an Genauigkeit montiert werden, wodurch eine gleichmäßige Oberfläche des Pulvers gesichert wird, die im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie des Teilezylinders 6 verläuft. Dementsprechend sind die Auswirkungen der Anhäufung von Toleranzen bei dieser Ausführung der Erfindung nicht offensichtlich, wodurch die gesamte Genauigkeit und Präzision des Systems und der damit hergestellten Teile verbessert werden.

Der Laser 10 befindet sich über der Kammer 2' und erzeugt einen gebündelten Energiestrahl, der durch die Spiegelbaugruppen 12 entsprechend dem Querschnitt des herzustellenden Teils, wie er in einer CAD-Datenbank angegeben wird, gerichtet wird; ein Elektronikschrank 23 enthält das erforderliche Computersystem und die Interface-Schaltung für die Aufnahme einer CAD-Datenbank und die Steuerung des Systems

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aus Fig. 1, das entsprechend die Spiegelbaugruppen 12 umfaßt . Der Laserstrahl wird bei diesem Beispiel durch das Loch 21 in der Decke der Kammer 2' gelenkt, und er wird zur Zielfläche auf der Oberseite des Teilezylinders 6 gerichtet. Einzelheiten betreffs des Abtastvorganges, der das Abtasten der abwechselnden Schichten des Pulvers auf der Zielfläche in den abwechselnden Richtungen umfaßt, werden in der vorangehend angeführten mit angemeldeten Anmeldung S.N. 611025, am 9. November 1990 angemeldet und hierin angeführt, beschrieben.

Die Vorrichtung für die Pulverzuführung {"Maschine") entsprechend dieser Ausführung der Erfindung umfaßt mehrere Pulverkolbenbaugruppen 20; bei diesem Beispiel werden zwei Pulverkolbenbaugruppen 20 auf den gegenüberliegenden Seiten des Teilezylinders bereitgestellt. Die Pulverkolbenbaugruppen 20 liefern das schmelzbare Pulver zu einer Zielfläche auf der oberen Fläche des Teilezylinders 6 durch die Öffnungen 21 in der Nivellierplatte 22 und durch die mit diesen zusammenwirkenden Öffnungen durch die Abdeckplatte 38. Beispiele für die verschiedenen Pulver, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, werden in den vorangehend aufgeführten Patenten und Anmeldungen beschrieben und umfassen Kunststoffe, Wachse, Metalle, keramische Materialien und Kombinationen dieser. Die Walzenbaugruppe 28 umfaßt eine gegenläufige Walze mit einer gerändelten oder aufgerauhten Oberfläche, die sich über die Abdeckplatte 38 oberhalb der Nivellierfläche 22 bei dieser Ausführung der Erfindung hin- und herbewegt, wodurch eine 0 gleichmäßige Schicht des Pulvers darauf in der Weise bereitgestellt wird, die hierin nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.

In Fig. 3a bis 3c wird jetzt ein Beispiel für den Betrieb 5 der Pulverkolbenbaugruppen 20 und des Teilezylinders 6 entsprechend der bevorzugten Ausführung der Erfindung beschrieben. Vor der Stellung, die in Fig. 3a gezeigt wird,

wurde eine Schicht des Pulvers selektiv über dem Teilezylinder 6 durch den Laser 10 geschmolzen, wodurch darauf das Teil P gebildet wurde.

Fig. 3 zeigt die Stellung des Systems, während es sich auf die Zuführung der nächsten Schicht des Pulvers vorbereitet. Nach einer derartigen Bearbeitung des Pulvers mittels des Lasers 10 bewegt sich der Pulverkolben 20a um eine vor- ■ gegebene Höhe nach oben, so da/3 sich die Menge des Pulvers PD_a über die Nivellierebene 3 7 erstreckt, die parallel zur und oberhalb der Oberfläche der Nivellierplatte 22 verläuft; die Nivellierebene 3 7 entspricht der Oberseite des Pulvers, das durch die Bewegung der Walze 18 darüber hinweg zurückgelassen wird. Außerdem senkt sich der Teilezylinder 6 auf unterhalb der Nivellierebene 3 7 um einen weiteren vorgegebenen Abstand ab, vorzugsweise weniger als der Abstand, um den sich der Pulverkolben 20a nach oben bewegt hat, wodurch ein Spalt G_p zwischen der oberen Fläche des Teils (einschließlich des geschmolzenen und des nicht geschmolzenen mitgerissenen Pulvers) und der Nivellierebene 37 verbleibt. Der Spalt G_p grenzt die Dicke der Schicht ab, die selektiv durch den Laser 10 beim nächsten Vorgang der schichtweisen Herstellung geschmolzen wird. Der Pulverkolben 20b bewegt sich ebenfalls vorzugsweise nach unten, um das überschüssige Pulver aufzufangen, wie hierin nachfolgend beschrieben wird. Ein Beispiel für die Dicke der Pulvermenge PD_a liegt in der Größenordnung von 0,2 mm, wobei ein Beispiel der Spalten G_p und G_b in der Größenordnung von 0,1 mm zu finden ist. Ein Beispiel für den Abstand zwischen der Nivellierebene 3 7 und 0 der oberen Fläche der Nivellierplatte 22 ist in der Größenordnung von 0,7 mm zu finden.

Ist die Pulvermenge PD_a erst einmal über der Nivellierebene 3 7 angeordnet, und sind die gewünschten Spalten G_p und G_b eingestellt, wird die Walze 18 über die Nivellierfläche 22 in gegenläufiger Weise bewegt. Wie in dem vorangehend erwähnten U.S.Patent Nr. 5017753 beschrieben wird, dient die

Gegendrehung der Walze 18 dazu, das Pulver vor der Walze auszustoßen, während sie sich über die Nivellierebene 3 7 über der Nivellierplatte 22 bewegt, wodurch die Verteilung des Pulvers auf dieser unterstützt wird. Man bevorzugt ebenfalls, daß die Drehung der Walze 18 mit der Translationsbewegung dieser über die Nivellierplatte 22 gekoppelt ist, so daß eine konstante Winkelgeschwindigkeit der Walze 18 aufrechterhalten werden kann. Wie im vorangehend angeführten Patent beschrieben wird, bevorzugt man außerdem, daß die Oberfläche der Walze 18 gerändelt oder anderweitig aufgerauht ist, um die beste Verteilung des Pulvers zu erhalten.

Fig. 3b zeigt schematisch das System, nachdem sich die Walze 18 über die Nivellierplatte 22 hinweg bewegt hat. Die Nivellierebene 37 grenzt ab, wieviel Pulver oberhalb der verschiedenen Flächen der Kolben 20, 6 verbleibt {ebenso wie über dem Rest der Nivellierplatte 22, wobei das restliche Pulver der Deutlichkeit halber nicht gezeigt wird). Eine Pulvermenge PD_p wurde in den Spalt G_p über dem Teilezylinder 6 gefüllt, wobei seine obere Fläche mit der Nivellierebene 3 7 koplanar ist. Wie vorangehend angeführt wird, kann die obere Fläche der Pulvermenge PD_p in der Größenordnung von 0,7 mm oberhalb der oberen Fläche der Nivellierplatte 22 liegen.

Es wird in starkem Maße bevorzugt, daß die Pulvermenge PD_a, die vom Pulverkolben 20a bei dieser Stufe vorgelegt wird, größer ist als die Menge PD_p, die für den Vorgang des 0 Schmelzens durch den Laser erforderlich ist. Das sichert, daß eine gleichmäßige Dicke des schmelzbaren Pulvers in der Zielfläche über dem Teilezylinder 6 angeordnet wird; die Walze 18 ist in der Lage, das überschüssige Pulver zu entfernen, kann aber natürlich nicht eine gleichmäßige Schicht darauf liefern, wenn eine unzureichende Pulvermenge PD_a vorhanden ist. Das Vorhandensein und das Absenken des Pulverkolbens 2 0_b fängt wieder einiges von diesem über-

schüssigen Pulver auf und gestattet dessen Wiederverwendung beim nächsten Arbeitsgang. Wie in Fig. 3b gezeigt wird, wird der Spalt G_b in gewissem Maß mit dem überschüssigen Pulver vom Arbeitsgang aus Fig. 3a gefüllt.
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An dieser Stelle im Verfahren, das in Fig. 3b gezeigt wird, können ausgewählte Teile der Pulvermenge PD durch den Strahl 50 vom Laser 10 bestrahlt werden, wobei das Pulver in den bestrahlten Bereichen mit sich selbst und mit den geschmolzenen Teilen des Pulvers im Teilezylinder 6 darunter verschmilzt, wie in den vorangehend angeführten Patenten beschrieben wird.

In Fig. 3c wird jetzt die Zuführung des Pulvers nach der Laserbehandlung in Fig. 3b beschrieben. Der Pulverkolben 20b wird um einen vorgegebenen Abstand nach oben verschoben, gleichermaßen wie der Pulverkolben 20a in Fig. 3a, wodurch eine Pulvermenge PD_b geliefert wird, die sich über der Nivellierebene 37 erstreckt. Die obere Fläche des Pulvers PD_b 0 kann mittels eines Umverteilers, wie beispielsweise eines sich bewegenden Siebes oder dergleichen, gleichmäßig gemacht werden, wie hierin nachfolgend ausführlich beschrieben wird; alternativ kann eine große Verschiebung des Pulverkolbens 2 0b nach oben sichern, daß ausreichend Pulver ungeachtet der Ungleichmäßigkeit in der oberen Fläche des Pulvers (oder der Menge des überschüssigen Pulvers, das dort durch den Arbeitsgang aus Fig. 3a bereitgestellt wird) zur Verfügung gestellt wird.

0 Alternativ zu einer mechanischen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Umverteiler, kann die richtige Steuerung des Spaltes G_p, wodurch der Teilezylinder 6 abgesenkt wird, und bzw. der Pulvermengen PD_a, PD_b, die von den Pulverkolben 20a, 20b geliefert werden, eine wirksame Verteilung des Pulvers zustande bringen. Beispielsweise kann unter Bezugnahme auf Fig. 3a die Pulvermenge PD_a so ausgewählt werden, daß es bei der Verschiebung der Walze 18 darüber hinweg am entfernten

Rand des Pulverkolbens 20b abgesaugt wird. Diese Auswahl und Steuerung können eine glatte Oberfläche über dem einen der Pulverkolben 20a, 20b sichern, der abgesenkt wird, um das überschüssige Pulver aufzufangen.
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Ebenfalls zu diesem Zeitpunkt werden der Teilezylinder 6 {wobei das Teil P' darauf nach der Behandlung in Fig. 3b angeordnet ist) und der Pulverkolben 20a jeweils abgesenkt, wodurch die Spalten G_p und bzw. G_a wie vorangehend bewirkt werden. Die Walze 18 wird danach über die Nivellierplatte in gegenläufiger Weise {in der entgegengesetzten Richtung, sowohl linear als auch rotierend, von der des Arbeitsganges in Fig. 3a) bewegt, so da/3 eine gleichmäßige Schicht des Pulvers über dem Teilezylinder 6 für das selektive Schmelzen, wie bei dem vorangegangenen Schritt, bereitgestellt wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung sollte jetzt ebenfalls aus der vorangegangenen Beschreibung sichtbar werden, ein Vorteil, der auf den Wirkungsgrad des Arbeitsganges der Pulververteilung hinweist. Indem der zweite Pulverkolben 20b über dem Teilezylinder 6 vom ersten Pulverkolben 20a aus angeordnet ist, mu/3 die Walze 18 nicht in ihre Stellung aus Fig. 3a vor der Zuführung der nächsten Schicht des Pulvers zurückgebracht werden, da sie sich nur aus ihrer Stellung in Fig. 3b zurückbewegen mu/3. Die Bewegung der Walze 18 wird auf diese Weise durch die vorliegende Erfindung in der Hälfte unterbrochen, wodurch eine Bewegung der Walze 18 und die dafür erforderliche Fertigungszeit 0 eingespart werden.

In Fig. 4 wird jetzt die bevorzugte Ausführung des Systems der Pulverzuführung mit zwei Kolben entsprechend der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Fig. 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Abschnittes des Systems aus Fig. 1, das die bevorzugte Anwendung der Pulverkolbenbaugruppen 20 darin umfaßt. Wie in

Fig. 4 gezeigt wird, umfaßt die Nivellierplatte 22 die Öffnungen 21, 26, durch die das schmelzbare Pulver in der vorangehend beschriebenen Weise zugeführt und selektiv geschmolzen wird. Die Walzenbaugruppe 28 ist über der Nivellierplatte 22 angeordnet und umfaßt die Walze 18, die auf den Schienen 3 6 getragen wird. Durch Lippendichtungen auf beiden Seiten der Walzenbaugruppe 28 wird verhindert, daß die Führungsschienen 3 6 der Walze durch Pulver verunreinigt werden; der Deutlichkeit halber wird nur die obere Hälfte der Lippendichtungen 34 in Fig. 4 gezeigt. Die Abdeckplatte 38 umfaßt hindurchgehende Öffnungen, die mit den Öffnungen 21, 26 in der Nivellierplatte 22 zusammenwirken. Die Walzenbaugruppe 28 wird über die und oberhalb der Nivellierplatte 22 durch den Betrieb des Motors 31 bewegt, der die Leitspindel 41 über die Zahnrad- und Kettenbaugruppe 33 dreht. Die Antriebsbaugruppe 75 ist mit der Walze 18 verbunden und dreht sie entgegen der Richtung ihrer Translationsbewegung längs der Leitspindel 41, vorzugsweise in einer gekoppelten Weise, wie nachfolgend beschrieben wird. Das schmelzbare Pulver wird somit über den Teilezylinder 6 in der vorangehend beschriebenen Weise entsprechend Fig. 3a bis 3c beschrieben.

In Fig. 7 bis 11 wird jetzt die bevorzugte Ausführung der Walzenbaugruppe 28 ausführlich beschrieben. Bei dieser

Ausführung ist die Walzenbaugruppe 28 speziell so ausgeführt, daß sie sich über die Nivellierplatte 22 in zwei Richtungen bewegt, wobei sich die Walze 18 entgegengesetzt der Bewegungsrichtung in jeder Richtung dreht, so daß das 0 vorangehend beschriebene Verfahren entsprechend 3a bis 3c durchgeführt wird. Außerdem umfaßt die Walzenbaugruppe 28 den Walzenwagen 76, der zusammen mit der Walze 18 vorzugsweise für Reinigungszwecke und weitere Wartungsarbeiten aus der Walzengruppe leicht herausgenommen werden kann. 35

Wie hierin vorangehend entsprechend Fig. 4 erwähnt wird, wird die Walzenbaugruppe 28 mittels des Motors 31 über die

Leitspindel 41 angetrieben. In Fig. 7 wird die Leitspindel 41 innerhalb der Antriebsbaugruppe 75 aufgenommen, wobei diese so durchgeführt wird, da/? die Drehung der Leitspindel 41 zu einer linearen Translationsbewegung der Walzenbaugruppe längs dieser in konventioneller Weise führt. Ebenfalls umfaßt die Antriebsbaugruppe 75 das Kettenzahnrad 80, das während der linearen Bewegung der Antriebsbaugruppe durch eine stationäre Rollenkette (nicht gezeigt) gedreht wird, die an der stationären Konstruktion an jedem Ende des Weges der Antriebsbaugruppe 75 befestigt ist. Die lineare Bewegung der Antriebsbaugruppe 75 bewirkt, daß sich das Kettenzahnrad 80 dreht, während die stationäre Rollenkette darüber hinweggeht. Das Kettenzahnrad 80 dreht die Walze über die Welle 81 und den Getriebezug 82 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung längs der Leitspindel 41. Auf diese Weise ist die Gegendrehung der Walze 18 mit der linearen Bewegung der Walzenbaugruppe 28 gekoppelt, so daß die Winkelgeschwindigkeit (&OHacgr;, [see'¹] ) der Walze 18 mit der linearen Geschwindigkeit (v, [m/sec]) des Antriebsmechanismus 75 und dem Teilkreisdurchmesser {D, [m/]) des Kettenzahnrades 80 durch die folgende Beziehung in Beziehung steht:

&OHgr; = 2v/D

In Fig. 7 und 9 wird jetzt die Walze 18 im Querschnitt in Verbindung mit einem daran montierten Abstreifer gezeigt. Die Abstreifermesser 71 hängen von der Messerhaiterung 70 herab, um beide Seiten der Walze 18 zu berühren. Die Messer 71 dienen dazu, das Pulver von der Walze 18 zu entfernen, 0 während sich diese dreht, wodurch gesichert wird, daß die gerändelte Oberfläche der Walze 18 sauber bleibt und eine gleichmäßige obere Fläche des zugeführten Pulvers bewirkt wird. Die Messer 71 sind vorzugsweise relativ dünne (beispielsweise in der Größenordnung von 0,4 mm dick) Messer aus einem steifen Material, wie beispielsweise gehärtetem Stahl. Die Walze 18 selbst wird vorzugsweise aus einem verschleißfesten Material hergestellt, wie beispielsweise M4

.J.

Werkzeugstahl. Die Messer 71 werden mittels der Gewindestifte 73, die auf die Druckstifte 74 wirken, gegen die Walze 18 gehalten, so daß der Druck der Messer 71 gegen die Walze 18 durch die Anzahl der Umdrehungen der Stifte 73 geeicht werden kann. Die Druckstifte 74 können aus einem festen Material bestehen, wie beispielsweise Stahl; alternativ können die Druckstifte 74 aus einem elastischen Material hergestellt werden, so daß der Druck der Messer 71 durch deren Zusammendrücken durch die Stifte 73 bestimmt wird. Wie in Fig. 7 gezeigt wird, sind die Druckstifte 74 und die Stifte 73 vorzugsweise im Abstand längs der Länge des Wagens 76 angeordnet; Abstandshalter 72 werden vorzugsweise zwischen den Stiften 73 angeordnet, um das Ma₁S zu begrenzen, in dem die Messer 71 gegen die Walze 18 gedrückt werden, insbesondere wenn sie verschlissen sind.

Weitere alternative Kombinationen von Walze und Abstreifer können bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Beispielsweise kann die Walze 18 mit einem verschleißfesten Material beschichtet werden, anstelle da/3 sie aus einem vollen Stück eines derartigen Materials hergestellt wird. Bei der Alternative zu den Messern 71 können andere Mechanismen für das Entfernen des zusammengebackenen Pulvers von der Walze 18 eingesetzt werden, wofür ein Beispiel ein Satz Bürsten ist.

Wie in Fig. 7 gezeigt wird, bewegen sich die Antriebsbaugruppe 75 und die fahrbare Baugruppe 77 jeweils längs der Schienen 36. Die fahrbare Baugruppe 77 ist am Wagen 76 mittels einer nicht rotierenden Welle 100 befestigt. Die Antriebsbaugruppe 75 umfaßt eine Schwalbenschwanzführung 84, die eine Wärmeausdehnungsverbindung innerhalb der fahrbaren Baugruppe 77 bereitstellt, so daß die Wärmeausdehnung und die Schrumpfung des Wagens 76 sowie der restlichen Walzen-5 baugruppe 2 8 nicht die Laufschienen 3 6 beschädigen. Die Stellschrauben 85 halten die Schwalbenschwanzführungen 84 an Ort und Stelle und bewirken eine Vorbelastung der Schwalben-

schwanzführungen 84 in kontrollierbarer Weise.

In Fig. 8 wird eine Walzenbaugruppe 28 in Verbindung mit den direkt auf der Nivellierplatte 22 montierten Schienen 3 6 gezeigt. Es wird bevorzugt, da/3 das Pulver vom Ort der Schienen 3 6 ferngehalten wird, da eine Verunreinigung der Schienen 3 6 mit dem Pulver (insbesondere Niedrigtemperaturpulver, wie beispielsweise Wachs) zu einer unebenen und stoßweisen Bewegung der Walzenbaugruppe längs der Leitspindel 41 und über die Nivellierplatte 22 führen würde. Bei dieser Ausführung der Erfindung werden die Lippendichtungen 90a, 90b entlang der Länge der Schienen 36 bereitgestellt, und sie sind mit der Oberseite und bzw. der Unterseite der nicht rotierenden Welle 100 zwischen dem Wagen 76 und der fahrbaren Baugruppe 77 in Berührung. Die Lippendichtungen 90a, 90b werden vorzugsweise jeweils aus einer Lage eines steifen elastischen Materials gebildet, wie beispielsweise einem steifen Gummi, die gegeneinander gedrückt werden, um eine Dichtung mit Ausnahme in der Nähe der Welle 100 zu liefern. Wie in Fig. 10 gezeigt wird, weist die Welle 100 vorzugsweise eine Form mit spitz zulaufenden Enden auf, um das Öffnen der Lippendichtungen 90a, 90b zu erleichtern, während sich der Wagen 76 längs der Leitspindel 41 bewegt (und ebenfalls das Schließen der Lippendichtungen 90a, 90b, wenn der Wagen 76 vorbeigefahren ist). Alternativen zu den Lippendichtungen 90a, 90b umfassen bei der gezeigten Anordnung Abdeckungen, Ausdehnungsstücke und dergleichen, die dazu dienen, die Schienen 3 6 und deren Grenzfläche mit der fahrbaren Baugruppe 77 vor dem Pulver abzudichten, das durch 0 die Walzenbaugruppe 28 zugeführt wird.

Eine weitere Ausführung der Walzenbaugruppe 3 8 wird jetzt in Fig. 12 und 13 beschrieben. Bei dieser Ausführung, bei der die Führungsschienen 36' einiges unterhalb der Abdeckplatte 38 angeordnet sind (siehe Fig. 13), dient das Metallband nicht nur als Abdichtung zwischen der Walze 18 und den Führungsschienen 36', sondern steuert ebenfalls die Drehung

der Walze 18. Bei dieser Ausführung sind die Schlitze 113 in der Abdeckplatte 38 auf jeder Seite der Walze 18 vorhanden, und darüber wird das Metallband 110 angeordnet, um die Führungsschienen 36' gegen den darüberllegenden Raum abzudichten. Das Metallband 110 gelangt durch das Wagengehäuse 118 auf jeder Seite des Wagens 76', wobei es über die Enden der Walze 18 hinweggeht, um zu gestatten, daß sich die Halterungen 114 von den Schrauben 112 des Wagengehäuses 118 aus durch die Abdeckplatte 38 unter dem Band 110 erstrecken, und um mit der Leitspindel 41' und den Führungsschienen 36' unter der Abdeckplatte 3 8 in Eingriff zu kommen.

Beim Betrieb bewegt sich der Wagen 76' längs der Leitspindel 41', während sich diese dreht, wie bei der vorangegangenen Ausführung. Während sich der Wagen 76' linear bewegt, dreht das Metallband 110 die Walze 18 in gegenläufiger Weise relativ zur linearen Bewegung und in Übereinstimmung mit der hierin vorangehend beschriebenen Beziehung. Die durch das Metallband 110 bewirkten Abdichtungen gestatten daher, daß 0 sich der Wagen 76' auf einer glatten und gleichmäßigen Fläche bewegt, wodurch das Herausnehmen des Teils und des mitgerissenen nicht geschmolzenen Pulvers aus der Vorderseite des Systems erleichtert wird.

Wiederum mit Bezugnahme auf Fig. 7 und 10 betreffs der bevorzugten Ausführung sind vier Schrauben 99 vorhanden, mittels der der Wagen 76 mit der Walze 18 und den Messern 71 leicht für Wartungs- und Reinigungszwecke aus der Walzenbaugruppe 3 8 herausgenommen werden kann; eine derartige Wartung 0 und Auswechselung der Walze 18 ist insbesondere dann erforderlich, wenn keramische Pulver eingesetzt werden, da diese die Beschaffenheit eines Schleifmittels aufweisen. Die Stifte 97 werden eingesetzt, um eine richtige Einstellung der Walze 18 relativ zu den Führungsschienen 3 6 (über die fahrbare Baugruppe 77, die Antriebsbaugruppe 75 und bzw. die Wellen 100, 81) zu erhalten. Außerdem bevorzugt man ebenfalls, daß alle Flächen innerhalb der Kammer 2' {ein-

schließlich der Flächenstrahlungsheizkörper) leicht entfernbar sind und gleichmäßige Oberflächen aufweisen, um deren periodische Reinigung zu erleichtern.

Bezieht man sich wiederum auf die vereinfachten Fälle, die hierin vorangehend in Fig. 1 und 3a bis 3c beschrieben werden, so werden die Baugruppen 2 0 mit zwei Pulverkolben im Pulverzuführungssystem der Fig. 4 vorgelegt. In Fig. 5 wird eine Baugruppe 20 mit einem Pulverkolben gezeigt, wie er im System der Fig. 4 eingesetzt wird. Die Pulverpatronen 40 bei dieser Ausführung der Erfindung können durch die vorderen Türöffnungen in der Konstruktion 25' entfernt werden, um eine leichte Einführung des gewünschten schmelzbaren Pulvers im System zu bewirken. Jede Pulverpatrone 40 umfaßt eine Bodenplatte, die nach oben in deren Innenraum beweglich ist, und die nach oben in das Innere durch den Kolben 61, der in Fig. 5 gezeigt wird, geschoben werden kann. Jede Pulverpatrone besitzt ebenfalls um ihren offenen oberen Umfang herum einen Rand 46, der so geformt ist, daß er in die 0 Führungen 43 des Einschubs eingreift und darin hängt. Die Pulverpatronen 40 können für die Aufbewahrung des Pulvers vor dessen Verarbeitung benutzt werden, wobei vorzugsweise ein Deckel verwendet wird, der mit dem Rand 4 6 in Eingriff kommt. Die Verwendung der Patronen 4 0 für die Aufbewahrung und die Zuführung des Pulvers kann den Einsatz von mehreren Patronen 40 für die Herstellung eines einzelnen Teils gestatten, ohne daß das System abgeschaltet werden muß, um eine leere Patrone 4 0 herauszunehmen und zu ersetzen.

0 Alternativ zu den Patronen mit den stationären Seiten und einer beweglichen Bodenplatte können die Pulverpatronen aus einem Beutel bestehen, der das Pulver enthält, und der in einer Halterung (die der Patrone 40 aus Fig. 4 und 5 ähnelt) mit starren Seiten und keinem Boden angeordnet wird. In diesem Fall würde der Pulverkolben vorzugsweise eine flache, starre Fläche aufweisen, so daß seine Aufwärtsbewegung den Beutel nach oben innerhalb der Halterung schieben und das

Pulver aus der Oberseite heraus verdrängen würde. Es wird in Betracht gezogen, daß diese und weitere Alternativen zu den Patronen 4 0 den Fachleuten unter Bezugnahme auf die vorliegende Beschreibung und die Zeichnungen verständlich sind.

Das Gehäuse 42 ist innerhalb des Systems bei einer ausreichenden Größe und Form angeordnet, damit die Patrone eingepaßt werden kann. Die Führungen 43 für den Einschub sind vorzugsweise vom Gehäuse 42 weg ausziehbar, so daß die Pulverpatronen bei der Einführung des Pulvers daran befestigt oder angeschraubt werden können, wobei die Patrone 40 und die Führungen 43 für den Einschub zusammen in das Gehäuse 42 geschoben werden. An der Unterseite des Kolbens 61 sind die Leisten 62 befestigt, die mit den Schlitzen in den Kolbenstangen 47 (in Fig. 5 gezeigt) in Eingriff kommen. Die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Kolbenstangen 47 werden daher als Druck- und bzw. Zugkräfte auf das Innere der Patrone 40 übertragen. Im Ergebnis dessen dient die Einführung der Patronen 40 in das System ebenfalls dazu, einen Eingriff mit der Pulverkolbenbaugruppe 20 herzustellen.

Die Pulverkolbenbaugruppe 20 umfaßt ebenfalls den Motor 44, der auf der Klemmplatte 60 montiert ist, die wiederum die Führungsstangen 53 festklemmt. Der Motor 44 ist an der Leitspindel 55 befestigt, die wiederum durch die Gewindemutter 5 9 hindurchgeht, die an der sich bewegenden Platte 5 befestigt ist. Die Kolbenstangen 47 sind ebenfalls an der 0 sich bewegenden Platte 58 befestigt, wobei eine jede die

Schlitze 63 in der Nähe ihrer oberen Enden (die sich durch die Löcher 49 im Boden des Gehäuses 42 erstrecken) für das Aufnehmen und Eingreifen in die Leisten 62 des Kolbens umfaßt.
35

Beim Betrieb dreht der Motor 44 die Leitspindel 55, die die Gewindemutter 59 in Verbindung mit der sich bewegenden

• 9

Platte 58 und den Kolbenstangen 47 antreibt. Die Kolbenstangen 47, die mit den Leisten 62 durch die Schlitze 63 in Eingriff kommen, schieben auf diese Weise den Kolben 61 nach oben in die Pulverpatrone 40, um das Pulver durch die damit verbundene Öffnung 21 zuzuführen, und sie ziehen ebenfalls den Kolben 61 über den gewünschten Abstand nach unten. Beide Bewegungsrichtungen sind beim Betrieb dieses Systems erwünscht, wie hierin vorangehend entsprechend Fig. 3a bis 3c beschrieben wird.

Die Steuerung des Abstandes, über den der Kolben 61 während der Herstellung des Teils bewegt wird, kann auf mehrere Weise beibehalten werden. Beispielsweise kann die Stellung des Kolbens 61 überwacht werden, und der Abstand der Ver-Schiebung dieses nach oben oder nach unten kann mit Bezugnahme auf seine Ausgangsstellung ermittelt werden. Alternativ kann es genauer sein, die Höhe des Pulvers auf der Oberseite einer jeden Patrone 40 zu überwachen, beispielsweise mittels eines kapazitiven oder Ultraschallannäherungsschalters, so daß die Verschiebung des Kolbens nach oben und nach unten relativ zur tatsächlichen Fläche des Pulvers gemessen werden kann.

Außerdem bevorzugt man ebenfalls die Überwachung und Steuerung der Temperatur des Pulvers in den Patronen 40, während es der Kammer 2' zugeführt wird. Ss ist besonders wichtig, die obere Fläche des Pulvers zu überwachen, um die thermischen Übergangszustände auf der Zielfläche und andere Probleme einzuschränken, die sich aus einer falschen Ober-0 flächentemperatur ergeben. Derartige Messungen der Temperatur können mittels der konventionellen Thermoelemente vorgenommen werden, die von den Halterungen in das Pulver herabhängen. Für die Überwachung der nahen Oberfläche des Pulvers, beispielsweise der oberen 0,1 mm bis 0,2 mm davon, wurde ermittelt, da/3 die Halterungen aus einem Material bestehen sollten, das auf die Wärmeleitfähigkeit des Pulvers abgestimmt ist. Wo das zu verarbeitende Pulver

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beispielsweise ein Kunststoff {Polykarbonat, ABS, usw.) besteht, können Halterungen aus Phenolharz eingesetzt werden, um die Thermoelemente hängend darin anzuordnen. Im Ergebnis dessen wird die Wärmeleitung durch die Halterungen nicht die Genauigkeit der Messung der Temperatur der Pulveroberfläche beeinflussen.

Ein Messerschieber 50 ist über der oberen Fläche der Pulverkolbenbaugruppe 20 mittels des Motors 52 mit Riemenantrieb beweglich, um die Öffnung über der Patrone 40 zu verschließen und die Kammer 2' davon abzutrennen. Das gestattet das Herausnehmen und erneute Einführen der Patronen 40, ohne daß die Umgebung, in der die Teile hergestellt werden, bedeutend gestört wird, wodurch gestattet wird, daß das Pulver von der gegenüberliegenden Pulverkolbenbaugruppe 20 während des Wechselns der Patrone 40 verarbeitet wird. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen, daß, wenn der Messerschieber 50 auch eine wünschenswerte Option beim System ist, um einen derartigen Patronenwechsel zu begünstigen, sein 0 Vorhandensein für die Herstellung der Teile nicht wichtig ist, und er kann daher bei einigen Systemen weggelassen werden.

Eine Alternative zum Messerschieber 50 wird in Fig. 1 gezeigt. Ein herausnehmbarer Messerschieber 101 kann zwischen die Pulverkolbenbaugruppe 20 und die Nivellierplatte 22 von der Vorderseite des Gestells 25 aus während des Arbeitsganges des Auswechselns einer Patrone 40 eingesetzt und herausgenommen werden. Das bringt die Vorteile, die hierin vorangehend hinsichtlich des Messerschiebers 50 in Form der niedrigeren Kosten und einer weniger komplizierten Anordnung beschrieben werden.

Der Umverteiler 51 wird ebenfalls wahlfrei in der Pulver-5 kolbenbaugruppe 20 bereitgestellt, wobei er über den Messerschieber 5 0 angeordnet wird. Der Umverteiler 51 kann eine perforierte Platte, ein Sieb, Drähte oder einen anderen

gleichen Mechanismus umfassen, der mittels des Motors 57 und des Gestänges 56 durch die Pulvermenge bewegt werden kann, die aus der Patrone 40 nach oben gedrückt wird. Der Umverteiler 51 kann auf diese Weise die zusammengebackenen Häufchen oder Klumpen des Pulvers, die sich gebildet haben können, zerkleinern, insbesondere bei Niedrigtemperaturmaterialien, wie beispielsweise Wachspulver. Außerdem kann der Umverteiler 51 das Pulver so sehr bewegen, da/3 seine obere Fläche relativ flach ist. Das gestattet, da/3 eine dosierte Menge des Pulvers durch die Bewegung des Motors und der Kolbenstangen 47 über eine bekannte Verschiebung nach oben zugeführt wird, wodurch gesichert wird, da/3 das zugeführte Pulver von ausreichender Menge ist, um die gewünschte Schicht über dem Teilezylinder 6 aufzufüllen. In dem Fall, da/3 das überschüssige Pulver von der gegenüberliegenden Pulverkolbenbaugruppe 20 von dieser Pulverkolbenbaugruppe 20 aufgenommen wird, dient der Umverteiler 51 außerdem dazu, dieses herabfallende Pulver ebenso einzuebnen.

In Fig. 6 werden die Pulverkolbenbaugruppen 2 0 in einer auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht zusammen mit der übrigen Konstruktion des Systems entsprechend der bevorzugten Ausführung der Erfindung gezeigt. Die Kammer 2' ist über der Walzenbaugruppe 2 8 angeordnet und umfaßt das hindurchgehende Fenster 56 für die Betrachtung des Vorganges der Fertigung des Teils. Der Laser 10 und die Spiegel 12 sind über der Kammer 2' angeordnet und können auf die Zielfläche über dem Teilezylinder 6 durch ein Loch in der Ober-0 seite der Kammer 2' ausgerichtet werden. Der Elektronikschrank 23 ist entlang der Seite der Nivellierplatte 22 mit dem wahlfreien Pulverrückgewinnungssystem 3 0 längs dessen anderen Seite angeordnet. Die Konstruktion 25', die unter der Nivellierplatte 22 angeordnet ist, umfaßt die durchgehenden Öffnungen, die gestatten, daß die Pulverpatronen über die Führungen 43 für den Einschub leicht aus dem System entfernt und darin untergebracht werden können. Natürlich

wird das System aus Fig. 6 durch die Installation der Platten um die Konstruktion herum, um die inneren Mechanismen vor den äußeren Faktoren zu schützen, und die Installation der Strahlungshexzkörper, der Gasverteilungssysteme und dergleichen, wie sie hierin vorangehend beschrieben werden, fertiggestellt.

Die vorliegende Erfindung bringt auf diese Weise wichtige Vorteile betreffs der Zuführung des Pulvers zur Zielfläche mit sich, auf der die additive Bearbeitung in Verbindung mit der Fertigung des Teils stattfindet. Das Vorhandensein mehrerer Pulverkolben verbessert zusammen mit der Walzenbaugruppe in starkem Ma₁Se den Wirkungsgrad der Pulver zuführung, indem nicht mehr die Rückführung der Walze zur gleichen Ausgangsstellung nach jeder Zuführung erforderlich ist.

Außerdem wird eine große Menge des überschüssigen Pulvers leicht durch den gegenüberliegenden Pulverkolben wieder zurückgebracht und zur Zielfläche beim nächsten Schritt der Pulverzuführung direkt zurückgeführt. Das gestattet eine verbesserte Ausnutzung des Pulvers, indem der Abfall verringert wird. Die Menge des überschüssigen Pulvers, die in der Kammer während der Bearbeitung verbleibt, wird bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls verringert, wodurch das Potential einer Verunreinigung bei der Durchführung und ebenfalls die Notwendigkeit, den Vorgang zu unterbrechen, um das überschüssige Pulver zu entfernen, verringert werden.

Die vorliegende Erfindung gewährt ebenfalls einen leichten Zugang zu den mehreren Pulverquellen. Im Ergebnis dessen 0 kann die Einführung des Pulvers in das System leicht vorgenommen werden, selbst während der Aufrechterhaltung der Temperatur der Kammer. Das gestattet die Herstellung von großen Teilen (oder Mehrfachteilen) in einem einzigen Kammerzyklus, selbst wo die Menge des für die Herstellung 5 des Teils erforderlichen Pulvers über dem Fassungsvermögen einer einzelnen Patrone liegt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht ebenfalls den Einsatz von mehreren Materialien bei den hierin vorangehend beschriebenen additiven Verfahren. Beispielsweise ermöglicht das leichte Entfernen und Einführen der Pulverpatronen die Verwendung von verschiedenen Materialien auf unterschiedlichen Stufen des Verfahrens der Fertigung des Teils, wodurch die Herstellung eines aus Schichten bestehenden Teils gestattet wird (beispielsweise eines Teils, das einen Kunststoffabschnitt in Berührung mit einem keramischen Abschnitt aufweist). Außerdem können mehrere Pulverpatronen eingesetzt werden, wo jede ein unterschiedliches Material enthält. In diesem Fall kann die Arbeitsfolge der Walzenbaugruppe bei der Zuführung des Pulvers von unterschiedlicher Ausführung zum richtigen Zeitpunkt ein Teil aus Schichten mehrerer Materialien liefern.

Wie hierin vorangehend betreffs der bevorzugten Ausführung bemerkt wird, ist die vorliegende Erfindung besonders für die Herstellung von Teilen durch Schmelzen ausgewählter Abschnitte einer Pulverschicht mit einem Energiestrahl, wie beispielsweise einem Laser, nützlich, wie sie durch das Verfahren des "Selektiven Lasersinterns" vorgenommen wird, das von der DTM Corporation zur Verfügung gestellt wird. Weitere additive Verfahren, wie z.B. jene, die in dem hierin vorangehend angeführten Artikel von Sachs und Mitarbeitern beschrieben werden, können ebenfalls einen Vorteil aus der vorliegenden Erfindung ziehen.

Außerdem gestattet die vorliegende Erfindung auch, daß die 0 Maschine als eine selbständige Anlage betrieben wird, bei der das Pulver der Kammer in Patronen zugeführt wird, wobei das benutzte Pulver in Patronen entfernt wird, und wobei die Teile in situ getrennt werden, nachdem sie vom mitgerissenen Pulver gereinigt wurden, alles, ohne daß ein Öffnen des 5 Systems erforderlich ist, und daß es dadurch zu einer Beeinflussung durch die Umwelt kommen könnte. Dieser integrierte Pulvertransport ist ein wünschenswertes Merkmal des vor-

liegenden Systems, insbesondere wo eine Einwirkung auf das Material des Teils in Pulverform unerwünscht ist.

Wenn die Erfindung hierin auch entsprechend ihrer bevorzugten Ausführung beschrieben wird, ist natürlich in Betracht zu ziehen, da/3 Modifizierungen und Alternativen zu dieser Ausführung, wobei derartige Modifizierungen und Alternativen die Vorteile und Vorzüge dieser Erfindung erreichen, den Fachleuten verständlich werden, die einen Bezug zu dieser Beschreibung und den Zeichnungen haben. Es wird in Betracht gezogen, da/3 derartige Modifizierungen und Alternativen innerhalb des Bereiches dieser Erfindung liegen, wie er anschließend hierin in den Ansprüchen beansprucht wird.

Claims

SCHUTZANSPRUCHE j

1. Vorrichtung für die Herstellung von Teilen aus Pulver, die eine Zielfläche (26) umfaßt, auf der ein additives Verfahren durchgeführt wird, um ein Teil herzustellen, wobei das Pulverzuführungssystem (20) dadurch gekennzeichnet ist, daß es aufweist:

eine Platte (22), die eine erste und eine zweite durchgehende Öffnung (21) auf einer ersten und zweiten Seite der Zielfläche (26) aufweist;

einen ersten Pulverkolben (20a), der sich unterhalb der ersten Öffnung (21) befindet, um eine Pulvermenge (PD_a) durch die erste Öffnung über die Oberfläche (37) der Platte (22) anzuheben;

einen zweiten Pulverkolben (20b), der sich unterhalb der zweiten Öffnung (21) befindet, um eine Pulvermenge (PD_b) durch die zweite Öffnung (21) über die Oberfläche (37) der Platte (22) anzuheben; und

eine Vorrichtung (28) für die Verteilung des Pulvers (PD_a; PD_b) von oberhalb des ersten Pulverkolbens (2 0a) zur Zielfläche (26) und von oberhalb des zweiten Pulverkolbens (20b) zur Zielfläche (26).

0

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Verteilung aufweist:

eine Walze 18); und

einen Motor (31), der mit der Walze (18) verbunden ist, um die Walze über die Platte (22) von außerhalb des Bereiches der einen Öffnung (21) nach außerhalb des Bereiches der

anderen Öffnung (21) zu bewegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da/3 ein Motor (75) mit der Walze (18) so verbunden ist, da/3 sich die Walze (18) entgegen der Bewegungsrichtung über die Platte (22) hinweg dreht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da/3 der Motor (75) mit der Walze (18) so verbunden ist, da/3 die Drehung der Walze mit der Bewegung der Walze über die Platte (22) hinweg gekoppelt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da/3 der erste Pulverkolben (20) aufweist:

eine erste Kolbenfläche, auf der das Pulver angeordnet werden kann;

einen ersten Kolbenmotor (44) der mit der ersten Kolbenfläche verbunden ist, um die ersten Kolbenfläche nach oben und nach unten relativ zur Platte (22) zu bewegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da/? der erste Pulverkolben (20) aufweist:

eine erste Pulverpatrone (40) für das Aufnehmen des Pulvers, die einen beweglichen Boden aufweist;

einen ersten Kolben (61) für das Berühren des beweglichen 0 Bodens der ersten Pulverpatrone; und

einen ersten Kolbenmotor (44), der mit dem ersten Kolben verbunden ist, um den ersten Kolben nach oben und nach unten so zu bewegen, da/3 sich der bewegliche Boden der ersten 5 Pulverpatrone (40) nach oben und nach unten bewegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

t·

die erste Pulverpatrone (40) einen Behälter aufweist, der starre Seitenwände und eine bewegliche Bodenplatte besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da/3 es außerdem aufweist:

eine Vorrichtung (42) für das Aufnehmen der ersten Pulverpatrone (40) , so da/3 die erste Pulverpatrone (40) aus der Vorrichtung herausgenommen und in diese eingeführt werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da/3 der zweite Pulverkolben (40) aufweist:

eine zweite Pulverpatrone (40) für das Aufnehmen des Pulvers, die einen beweglichen Boden aufweist;

einen zweiten Kolben (61) für das Berühren des beweglichen Bodens der zweiten Pulverpatrone (40);

einen zweiten Kolbenmotor (44), der mit dem zweiten Kolben (61) verbunden ist, um den zweiten Kolben (61) nach oben und nach unten zu bewegen, so da/3 sich der bewegliche Boden der zweiten Pulverpatrone (40) nach oben und nach unten bewegt; und

Führungen (43) für den Einschub, um die zweite Pulverpatrone (40) aufzunehmen, so da/3 die zweite Pulverpatrone (40) aus der Vorrichtung herausgenommen und in diese eingeführt 0 werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da/3 es außerdem aufweist:

einen Verteiler (51), der unterhalb der ersten Öffnung (21) angeordnet ist, um das Pulver im ersten Pulverkolben (40) zu verteilen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielfläche (20) über einem Teilezylinder (6) angeordnet ist, und daß der Teilezylinder (6) aufweist:

eine Fläche des Teilezylinders zum Halten des geschmolzenen und des nicht geschmolzenen Pulvers, wobei sich die Fläche des Teilezylinders (6) unter einer Öffnung (26) für das Teil in der Platte (22) befindet; und

einen Motor für den Teilezylinder (6) für das Abwärtsbewegen der Fläche des Teilezylinders, so da/3 das Teil, das hergestellt wird, von der Zielfläche (26) aus abgesenkt wird, um die Zuführung von Pulver auf diese zu gestatten.

12. Vorrichtung für die Herstellung von Teilen auf einer Zielfläche (26) bei Durchführung eines additiven Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

eine Kammer (2'), die eine Zielfläche (26) aufweist, auf der das additive Verfahren durchgeführt wird, und die eine erste Öffnung (21) durch den Boden (22) hindurch auf einer ersten Seite der Zielfläche (26) aufweist;

eine Vorrichtung (10, 12) für das Schmelzen ausgewählter Abschnitte einer Schicht des Pulvers auf der Zielfläche (26) ;

eine erste Pulverkolbenbaugruppe (20), die unterhalb der ersten Öffnung (21) angeordnet ist, um eine Pulvermenge (PD_a) durch die erste Öffnung (21) in die Kammer (2') zu schieben, wobei diese aufweist:

eine entfernbare Pulverpatrone (40) mit einem beweglichen Boden,
35

eine Vorrichtung (43) für das Aufnehmen der Patrone in der ersten Pulverkolbenbaugruppe, und

eine Vorrichtung (61) für das Bewegen des Bodens der Patrone, wobei die sich bewegende Vorrichtung durch die Patrone erfaßt wird, wenn sie durch die Vorrichtung für das Aufnehmen aufgenommen wird;
5

und eine Vorrichtung (18) für die Verteilung des Pulvers von oberhalb des ersten Pulverkolbens (20) auf die Zielfläche (26) .

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pulverpatrone (40) einen Behälter aufweist, der starre Seitenwände und eine bewegliche Bodenplatte besitzt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pulverpatrone (40) aufweist:

einen Beutel für das Festhalten des Pulvers; 0 ein Gehäuse für die hängende Anordnung des Beutels;

und daß die sich bewegende Vorrichtung eine Vorrichtung für das Bewegen des Bodens des Beutels nach oben und nach unten aufweist, wenn er im Gehäuse hängend angeordnet ist, so daß der Beutel das Pulver zuführt und bzw. aufnimmt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Kammer eine zweite durchgehende Öffnung auf einer zweiten Seite der Zielfläche aufweist; 30

und daß sie außerdem aufweist:

eine zweite Pulverkolbenbaugruppe (20), die sich unterhalb der zweiten Öffnung (21) befindet, um eine Pulvermenge (PD_b) durch die zweite Öffnung in die Kammer (2') zu schieben, wobei diese aufweist:

eine entfernbare Pulverpatrone (40) mit einem beweglichen Boden,

eine Vorrichtung (43) für das Aufnehmen der Patrone in der zweiten Pulverkolbenbaugruppe;

und daß die Vorrichtung (18) für die Verteilung ebenfalls für das Verteilen des Pulvers von oberhalb der zweiten Öffnung (21) auf die Zielfläche (26) vorhanden ist. 10

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da/3 sie außerdem aufweist:

eine Vorrichtung innerhalb der Kammer (2') für das Entfernen des Teils und des mitgerissenen Pulvers von der Zielfläche (26), während die atmosphärische Integrität der Kammer (2') aufrechterhalten wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

0 daß sie außerdem aufweist:

eine Vorrichtung (50) für das Absperren der Vorrichtung für das Aufnehmen der Pulverpatrone (40) von der Kammer, so daß die entfernbare Patrone darin angeordnet werden kann, während die atmosphärische Integrität der Kammer (2') aufrechterhalten wird. ,

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (10, 12) zum Durch-0 führen des additiven Verfahrens an ausgewählten Abschnitten der Schichten des Pulvers auf der Zielfläche (26).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung {10, 12) zum Durchführen des additiven Verfahrens ausgewählte Abschnitte der Schicht des Pulvers zu einer Masse auf der Zielfläche (26) schmelzt, wobei die ausgewählten Abschnitte einem Querschnitt eines Teils

entsprechen; und da/? die Vorrichtung {10, 12) zum Durchführen des additiven Verfahrens bei der zweiten Schicht des Pulvers die ausgewählten Abschnitte der zweiten Schicht des Pulvers mit einem Teil der Masse verschmilzt, die in der ersten Schicht des Pulvers geschmolzen wurde.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (12) zum Ausrichten eines Energiestrahles auf ausgewählte Abschnitte der zu schmelzenden Schicht. 10