EP3452242A1 - Method and apparatus for producing a three-dimensional object - Google Patents

Method and apparatus for producing a three-dimensional object

Info

Publication number
EP3452242A1
EP3452242A1 EP17730057.1A EP17730057A EP3452242A1 EP 3452242 A1 EP3452242 A1 EP 3452242A1 EP 17730057 A EP17730057 A EP 17730057A EP 3452242 A1 EP3452242 A1 EP 3452242A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet
workpiece
space
melting
sheet metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17730057.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Kruck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Original Assignee
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH filed Critical Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Publication of EP3452242A1 publication Critical patent/EP3452242A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/63—Rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/12—Laminated parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a three-dimensional object from a sheet-like Vorma ⁇ material according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing this method according to the upper ⁇ concept of claim 22.
  • Workpieces are now increasingly created by means of additive manufacturing.
  • the additive manufacturing has been called in the past, rapid prototyping, but this is not selected due to the aptly Leis ⁇ processing capacity of new plants as a label.
  • New systems are not only suitable for prototypes but also increasingly for series production.
  • the production is carried out directly on the basis of computer-internal Since ⁇ tenmodelle from formless (liquids, powders u. ⁇ .) Or neutral form (belt, wire-shaped) material by means of chemical and / or physical processes.
  • additive manufacturing is called according to the commonly used term 3D printing.
  • the entire layer structure - ie the workpiece consisting of hardly connected laminar layers - is subjected to a heat treatment in a second process step. This occurs at least partially material Connection as the lower melting material melts.
  • DE 4124961 A1 discloses a method in which films are cut from a plate. The individual films are joined together by means of a laser welding process in order to build up the desired body in layers. In this procedural ⁇ ren therefore part of the body are first formed in accordance with the levels ⁇ cuts -Verfahrens Colour 1, which are then added together amount -Verfahrens Colour 2.
  • the LOM method therefore, have to shorten the time of the creation ⁇ 3D printing workpieces, which is achieved by the fact that only the outer contour lasered (or marnit- th) is the main objective.
  • the SLS processes have the main goal of achieving a material bond through the entire workpiece, so that as far as possible no laminar layers are present, but merely a layer-by-layer production process.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device that he ⁇ enables the need for a 3D print, without as a starting material a powder.
  • the starting material should as far as possible be available as standard market commodity.
  • the workpiece should still on the required locations have desired strength through continuous material connection.
  • the object of the invention is achieved by a method having the features of patent claim 1 and a device according to the features of patent claim 22.
  • a 3D model of the workpiece is first generated, with which the workpiece to be produced is divided by mutually parallel cutting planes in space sections, each space section between two alsei ⁇ nander lying cutting planes and is spatially limited by the outer contour of the workpiece ,
  • this 3D model is also defined, where a melting of two superimposed ⁇ the spatial sections should be made, for example, according to two-dimensional coordinates.
  • the inventive method has as starting material or as AufSchmelzmaterial a metal sheet or more sheets. This means that the on ⁇ melting material is present before the AufSchmelzvorgang in a solid state.
  • the sheet is applied in layers, with each layer corresponding to a three-dimensional section of the 3D model, and the layers are applied in the same order as in the 3D model.
  • the thickness of a layer thus corresponds to the distance between two superimposed sectional planes of the 3D model.
  • the first, lowermost sheet layer does not need to be melted on ⁇ , since the second, overlying layer mitanschmilzt the lowermost layer in the melting process.
  • the melting takes place with a melting unit.
  • control means and corresponding drives the shifting of the melting unit or the sheet composite according to the desired X and Y coordinates in jeweili ⁇ gen space cut is made.
  • the control means also control the Relativab- stand between S melting unit and the top sheet ⁇ layer.
  • the sheet metal is a flat rolling mill finished product be ⁇ draws. Particularly thin sheets are referred to as foil.
  • the term sheet metal is used as a generic term.
  • the invention describes a sheet-like at least in part on ⁇ melt of the starting material.
  • This offers the advantage that all new workpieces can be developed, as example ⁇ lapped sheets are generated with a melted only at the edges of fields Kings ⁇ nen. This results in an entire outer shell having laminar interior areas, which in turn can be claimed with large Buchkräf ⁇ th.
  • the component strength (by location of the laminar interiors) be true ⁇ be.
  • the starting sheet is preferably present in a sheet blank.
  • Each sheet metal layer is placed as a sheet on the next sheet metal layer.
  • the starting sheet is in a coil state, that is rolled up.
  • This offers the advantage that each new layer can be easily unwound from the roll.
  • the output sheet is therefore in a quasi endless state.
  • This offers the additional advantage that even a small sheet metal surface must be pushed after ⁇ at low required workpiece cross- sections .
  • a new tablet would always have to be added, which would mean a lot of waste.
  • a slide which receives the bottom sheet metal layer.
  • the lowermost sheet ⁇ layer of a drive unit according to the respective layer thickness after each layer application downward, that is, along a direction transverse to the cutting planes running axis in the direction of the first applied sheet metal layer process.
  • a cutting unit is arranged, which is adapted to cut the sheet along the outer contour of the newly ⁇ mapped space section of the workpiece so that residual sheet pieces formed.
  • the sheet metal remnants are thus the parts of the sheet that are not arranged within the space section, or the sheet metal layer of the workpiece.
  • This sheet ⁇ rest pieces so do not form, such as the standardized by the molten Aufschmelzein- surface regions a composite material to be printed with the workpiece, but scrap pieces.
  • the melt-on unit is suitably designed to also be used as a cutting unit.
  • the melting unit and the cutting unit are formed as a single unit, which is a laser.
  • At least the lowermost sheet-metal layer is preferably held on at least one connection, which has at least a portion of the starting sheet and rests on the receptacle ⁇ frame.
  • this sheet metal layer forms a kind of frame that holds the entire printing object.
  • connection on at least one sheet metal layer ⁇ such recesses, these recesses being adapted to let fall through the sheet metal off-cuts on the other sheet metal layers.
  • a catchment area is arranged, which catches the sheet metal remnants.
  • a further development of the invention provides that, by means com ⁇ computer-aided calculation are calculated such connections that these are suitable to be covered by sheet metal pieces remaining upper layers.
  • the size of the remnants is limited by means of intermediate cuts.
  • the intermediate cuts are determined by computer-aided calculation and suitable algorithms.
  • one or more connections are cut at the desired time by the cutting unit.
  • the sheet is in an at least teilwei ⁇ se recessed state.
  • perforated sheet or a grid plate can be used. This offers the Advantage that a lower Aufschmelz intricate is required.
  • the at least partially ⁇ existing workpiece can be lowered down and the remaining sheet can be transported over it.
  • Natuer ⁇ Lich also the sheet may be lifted and transported away by the workpiece away.
  • the melting process takes place under the action of inert gas.
  • the entire chamber of the device can be placed under a protective gas, which prevents oxides from entering the melt. It will achieve a better melting result.
  • sheets are stored in ver ⁇ different thicknesses and used according to the Geomet ⁇ rie of the workpiece to be created different Blechdi ⁇ cken for different spatial sections.
  • the sheet thickness provides the "dissolution" of the workpiece to a certain extent. If thick sheet metal layers are used, the result is a staircase-shaped outer contour, which can be referred to as "dissolution”. If a coarse "resolution" is sufficient, thicker sheet metal layers can be used. For example, if part of workpiece geometries allow coarser resolutions, can be used to ⁇ for this part geometries thicker plates. The creation time of the workpieces is thus drastically reduced.
  • An advantageous embodiment of the invention relates to the case when the sheet is so narrow that it is not the covering the entire area or width of the space section.
  • the space section is then split into parallel running part ⁇ sections, with a tin layer now no longer the whole room section, but only a partial section corresponds.
  • the sheet is melted according to the method and then cut along additional cuts, which are advantageously straight, cut.
  • Weni ⁇ ger waste than in sheets that cover the entire space cut from ⁇ arises.
  • the sheet must then be displaced laterally in addition to the actual feed movement, until through the iterative step sequence of the preceding
  • Steps the entire room section is covered.
  • the outer contour is cut.
  • the material is metal.
  • the metal powder in the ⁇ replace the process are very expensive, with the use of metal sheet according to the invention is very much savings.
  • the respective uppermost sheet metal layer is pressed onto the underlying sheet metal layers.
  • This has the advantage that any air pockets and / or cavities are removed.
  • the pressing process can be done by means of a ganzflächi ⁇ gene roll or by partial pressing operations, such as a rolling process.
  • An apparatus for producing a three-dimensional workpiece from meltable starting material, wherein the workpiece by mutually parallel
  • Sectional planes is divided into spatial sections, which are spatially limited in each case by an outer contour of the workpiece, wherein the starting material is melted with a Aufschmelzein- unit, wherein the melting takes place according to two-dimensional coordinates within the spatial sections, wherein the spatial sections are at least partially melted on ⁇ , is characterized in that it is a sheet-like material made ⁇ starting material, wherein a distance between two superposed room sections of a sheet metal thickness.
  • Fig. 1 is a side view of an embodiment of a
  • Device for producing a three-dimensional workpiece with a coil pre-storage and a support frame.
  • Fig. 2 is a plan view of the sheet according to the Auspen ⁇ approximately example of Figure 1 with connection.
  • Fig. 3 is a sectional view of a workpiece with laminar, not melted inner areas and on ⁇ molten outer shell.
  • Fig. 4 is a sectional view of a coarse-resolved and finely ⁇ resolved partial areas divided workpiece
  • Fig. 5 is a sectional view of two fused together ⁇ sheet metals
  • FIG. 6 is a plan view of a space section of a workpiece in the construction of the corresponding sheet metal layer with a sheet
  • Fig. 7 is a sectional view through two strig ⁇ zene sheets, wherein the uppermost sheet metal layer is not melted over the entire thickness.
  • FIG. 1 An embodiment of an apparatus for producing a three-dimensional workpiece 3 is shown.
  • the sheet 1 is on a coil 2 before ⁇ ratet. With a coil guide 13, the sheet 1 can be raised according to the layers.
  • the bottom sheet metal layer rests on a support frame 7. In the bottom sheet ⁇ layer not shown recesses are cut ⁇ cut through which the sheet metal remnants 8 of the upper sheet ⁇ layers can fall through.
  • the cutting unit 5 and the on ⁇ melting unit 4 form a single unit, namely, a laser in this embodiment.
  • the control means 6 exceeds mittein to respective units to execute Bewegun ⁇ gene, namely in the X and Y axes, ie parallel to the sectional planes in a plane and the Z-axis, which orthogo ⁇ nal passes to the cutting planes, wherein these movements are actuated after each executed shift.
  • the control means 6 also transmit to the coil guide unit 13, when a Be ⁇ movement is performed and when the sheet 1 nachge ⁇ drawn from the coil 2.
  • the design with the coil 2 has the great advantage that only as much metal sheet 1 is pulled from the coil 2, as is necessary for the current layer.
  • a sheet metal 1 according to the exemplary embodiment of the device according to FIG. 1 is shown.
  • the plate 1 is shown as a break of the "endless belt" of the coil. 2
  • the previously-made workpiece 3 was fused already with the overlying sheet 1, so that the remindkon ⁇ structure 25 of the current space section is visible.
  • the amounts ⁇ cut sheet remaining pieces 8 leave only a remaining connection 9 on the sheet 1 around the workpiece 3. After removal or falling through of the sheet remnants 8 recesses are formed the sheet remnants 8 can be cut and crushed so that they can fall through well down.
  • FIG. 3 shows a workpiece 3, which has in the space sections 10 of the workpiece 3 only partly ⁇ fused areas. These areas are selected such that a melted outer shell 16 and a laminar inner area 15 results.
  • a workpiece position in the 3D printer it is thus possible, for example, to lay a loading direction of the workpiece 3 along the laminar inner regions 15, resulting in a work piece 3 which can be subjected to high stress and which can be printed in a very short time.
  • FIG. 4 The sectional view of Figure 4 shows a workpiece 3, which is divided into a coarse-resolution part geometry 17 and a feinaufgelös ⁇ te part geometry 18th This results in a workpiece, which provides by a suitable choice of the sheet to be used for the various sub-areas very quickly Herge ⁇ can be.
  • the sectional view according to FIG. 5 shows a section through two sheets 1 fused together.
  • the thickness of the new sheet is 1 than the original sheet thickness 19, that is to say that both sheets 1 join together in a materially bonded manner.
  • the laser beam 24 shown here melts the material at the ak ⁇ tual processing position, whereby the liquid portion 23 of the current space section 23 is formed.
  • the underlying sheet metal layer is melted along with it.
  • the machining direction in this section is from right to left.
  • the plan view of Figure 6 shows a space section of the work ⁇ piece 3.
  • the space cut to be applied is in parallel strips 20, also called partial cuts 20 divided.
  • lateral that is, transversely to the sheet feed direction 26 he ⁇ following, moving in addition to the actual Vorschubbe ⁇ movement is gradually covered in an iterative process, the entire spatial section.
  • the sheet 1 is separated on a straight line.
  • the outer contour 25 of the current area section is cropped.
  • the sheet metal remnants 8 fall off.
  • FIG. 7 shows a structure according to the figure 5, wherein in the figure 7, a laser adjustment is seen, which acts only within the material.
  • the laser beam 24 is thus adjusted so that not the entire sheet thickness 19 is melted, but only a lower part thickness range 28.
  • This can have the advantage that thick sheets can be connected with less energy. As a further advantage of such a construction, it can be safely stated that less distortion occurs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Method for producing a three-dimensional workpiece (3) made from meltable starting material, wherein the workpiece (3) is divided into 3D sections (10) by section planes lying parallel to each other, each area section being spatially delimited by an outer contour (25) of the workpiece (3), wherein in a first method step the starting material is melted using a melting unit (4), wherein the starting material is melted using two-dimensional coordinates inside the area sections, wherein the area sections are iteratively constructed layer by layer, and each area section starting from the second area section to be constructed is at least partially melted, and wherein in a subsequent method step the outer contour (25) of each area section of the workpiece (3) is trimmed, wherein the starting material is a sheet-type material, wherein a distance between two area sections lying one on top of the other corresponds to the thickness of a sheet, wherein, in a surface region being melted, at least one lower part of the sheet (1) lying against a boundary region between the sheet (1) and an underlying area section of the workpiece (3), and one upper part of the underlying area section, also lying against said boundary region, are impinged upon during melting.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes Method and device for producing a three-dimensional object
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes aus einem blechförmigen Vorma¬ terial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Ober¬ begriff des Anspruchs 22. Werkstücke werden heute vermehrt mittels additiver Fertigung erstellt. Die additive Fertigung wurde in der Vergangenheit auch Rapid Prototyping genannt, was jedoch aufgrund der Leis¬ tungsfähigkeit neuer Anlagen als Bezeichnung nicht treffend gewählt ist. Neue Anlagen eignen sich nämlich nicht nur für Prototypen sondern zunehmend auch für die Serienfertigung. Die Fertigung erfolgt direkt auf der Basis der rechnerinternen Da¬ tenmodelle aus formlosem (Flüssigkeiten, Pulver u. ä.) oder formneutralem (band-, drahtförmig) Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse. Obwohl es sich um urformende Verfahren handelt, sind für ein konkretes Erzeugnis keine spe¬ ziellen Werkzeuge erforderlich, die die jeweilige Geometrie des Werkstücks gespeichert haben (zum Beispiel Gussformen). Hierin liegt ein Vorteil der additiven Fertigungsverfahren, da keine Werkzeugkosten anfallen. Zudem lassen sich oftmals Geo- metrien herstellen, die mit herkömmlichen Herstellungsmethoden nicht oder nur sehr schwierig möglich wären. The invention relates to a method for producing a three-dimensional object from a sheet-like Vorma ¬ material according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing this method according to the upper ¬ concept of claim 22. Workpieces are now increasingly created by means of additive manufacturing. The additive manufacturing has been called in the past, rapid prototyping, but this is not selected due to the aptly Leis ¬ processing capacity of new plants as a label. New systems are not only suitable for prototypes but also increasingly for series production. The production is carried out directly on the basis of computer-internal Since ¬ tenmodelle from formless (liquids, powders u. Ä.) Or neutral form (belt, wire-shaped) material by means of chemical and / or physical processes. Although it is archetype forming method, tools are required for a specific product does not spe cial ¬ that have stored the respective geometry of the workpiece (for example molds). This is an advantage of the additive manufacturing process, since no tooling costs incurred. In addition, it is often possible to produce geometries that would not be possible, or very difficult, with conventional production methods.
Hier und im Folgenden wird die additive Fertigung entsprechend dem im Volksmund gebräuchlichen Begriff 3D-Druck genannt. Here and below, the additive manufacturing is called according to the commonly used term 3D printing.
Hier und im Folgenden - insbesondere in den Patentansprüchen - ist mit Werkstück der herzustellende, dreidimensionale Gegen¬ stand gemeint, aufgrund des beschreibenden Herstellungsprozes¬ ses ist jedoch auch das nur teilweise fertiggestellte Werk¬ stück mit Werkstück bezeichnet. Am Markt bekannte 3D-Druck Verfahren haben insbesondere für den Druck von metallischen Bauteilen den Nachteil, dass der Basiswerkstoff als Pulver vorliegen muss. Dieses Pulver wird zumeist schichtweise aufgetragen und je Schicht von einem La¬ ser aufgeschmolzen. Diese Pulver sind insbesondere für Metall¬ pulver sehr teuer, was unter anderem am aufwändigen Herstell¬ verfahren liegt. Solche Pulververwendung kommt insbesondere beim selektiven Lasersintern - hier und im Folgenden SLS ge¬ nannt - zum Einsatz. Here and below - in particular in the claims - is meant with the workpiece to be produced, three-dimensional Gegen ¬ stand, but due to the descriptive Herstellungsprozes ¬ ses is also the only partially completed work ¬ piece with workpiece designated. 3D printing processes known on the market have the disadvantage, in particular for the printing of metallic components, that the base material must be present as a powder. This powder is usually applied in layers and melted each layer of a La ¬ ser. These powders are very expensive especially for metal ¬ powder, which is partly due to the complex producible information model. Such powders use is particularly in selective laser sintering - here and below SLS ge ¬ Nannt - used.
Aus der US-PS 5,637,175 ist ein Verfahren bekannt, welches mit Blechschichten arbeitet. Hierbei werden die Blechschichten aufeinandergestapelt , verklebt oder verlötet und an der Außen¬ kontur innerhalb des Werkstückschnitts ausgeschnitten. Dieses Verfahren wird hier und im Folgenden mit Laminated-Object- Manufacturing, kurz LOM bezeichnet. From US-PS 5,637,175 a method is known which works with sheet metal layers. Here, the metal layers are stacked, glued or soldered and cut on the outer ¬ contour within the workpiece section. This method is referred to here and below with Laminated Object Manufacturing, LOM for short.
Aus der WO 99/02342 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, wel¬ ches ebenfalls dem LOM zugeordnet werden kann. Bei dem in die¬ ser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird ein Verbundmate¬ rial eingesetzt, welches aus dem eigentlichen Werkstoff und einer niedriger schmelzenden Lotschicht besteht. Die Lot¬ schichten werden nach jedem Schichtaufbau aufgeschmolzen, wo¬ mit ein Verkleben der laminaren Schichten entsteht. From WO 99/02342 a similar method is known, wel ¬ Ches also can be assigned to the LOM. In the process described in the publication ¬ ser method, a composite Mate ¬ rial is used, which consists of the material and a lower melting solder layer. The Lot ¬ layers are melted after each layer structure where ¬ arises with adhesion of the laminar layers.
Aus der DE 101 60 772 AI ist ein Verfahren bekannt, welches ebenfalls dem LOM zugeordnet werden kann. Hierbei kommen zwei Verfahrensabschnitte zur Anwendung. Im ersten Verfahrensab¬ schnitt werden Folienausschnitte - entsprechend der Werkstück¬ schnitte ausgeschnitten - aufeinander gestapelt. Bei diesen Folienausschnitten ist jeweils eine niedrigschmelzendere From DE 101 60 772 AI a method is known, which can also be assigned to the LOM. Here, two process sections are used. In the first Verfahrensab be ¬ cut film excerpts - cut out corresponding to the workpiece ¬ sections - stacked. Each of these film cutouts has a low melting point
Schicht zwischengelegt. Der gesamte Schichtaufbau - also das aus kaum verbundenen laminaren Lagen bestehende Werkstück - wird in einem zweiten Verfahrensschritt einer Wärmebehandlung unterzogen. Hierbei tritt eine zumindest teilweise stoffliche Verbindung ein, da das niedriger schmelzende Material schmilzt . Layer interposed. The entire layer structure - ie the workpiece consisting of hardly connected laminar layers - is subjected to a heat treatment in a second process step. This occurs at least partially material Connection as the lower melting material melts.
Die DE 4124961 AI offenbart ein Verfahren, bei dem Folien aus einer Platte zugeschnitten werden. Die einzelnen Folien werden mittels eines Laserschweißverfahrens zusammengefügt, um den gewünschten Körper schichtweise aufzubauen. Bei diesem Verfah¬ ren werden also zuerst Teilkörper entsprechend der Ebenen¬ schnitte gebildet -Verfahrensschritt 1- , welche dann zusam- mengefügt werden -Verfahrensschritt 2- . DE 4124961 A1 discloses a method in which films are cut from a plate. The individual films are joined together by means of a laser welding process in order to build up the desired body in layers. In this procedural ¬ ren therefore part of the body are first formed in accordance with the levels ¬ cuts -Verfahrensschritt 1, which are then added together amount -Verfahrensschritt 2.
Alle dem LOM zuzuordnenden Verfahren haben zum Ziel, dass die Werkstückschnitte aus einem Plattenmaterial ausgeschnitten werden, womit ein Schneidwerkzeug oder ein Laser nur die Au- ßenkontur abfahren muss. Es werden also in einem ersten Ver¬ fahrensschritt Teilkörper gebildet, die nachträglich zusammen¬ gefügt werden. Die einzelnen Schichten sind untereinander qua¬ si geklebt oder mit einem Fremdmaterial Stoffschlüssig verbun¬ den, womit im Werkstück quasi Laminarschichten vorhanden sind. Auch ein Diffusionsschweißen, also ein Aufeinanderpressen der Schichten nahe des Schmelzpunktes des Werkstoffs ist bekannt. Die LOM Verfahren haben also das Hauptziel, die Erstellungs¬ zeit der 3D-Druck-Werkstücke zu verkürzen, was dadurch erzielt wird, dass lediglich die Außenkontur gelasert (oder geschnit- ten) wird. Im Gegensatz hierzu haben beispielsweise die SLS- Verfahren das Hauptziel, einen Stoffschluss durch das gesamte Werkstück zu erzielen, womit möglichst keine Laminarschichten vorhanden sind, sondern lediglich ein schichtweiser Herstel- lungsprozess . All of the processes to be assigned to the LOM have the goal of cutting out the workpiece cuts from a plate material, with the result that a cutting tool or a laser only has to drive off the outer contour. Partial body so it can be formed in a first Ver ¬ method step, which are subsequently joined together ¬. The individual layers are glued to each other qua ¬ si or an extraneous material cohesively verbun ¬, thus quasi laminar layers are present in the workpiece. Diffusion welding, that is to say a pressing together of the layers close to the melting point of the material, is also known. The LOM method, therefore, have to shorten the time of the creation ¬ 3D printing workpieces, which is achieved by the fact that only the outer contour lasered (or geschnit- th) is the main objective. In contrast, for example, the SLS processes have the main goal of achieving a material bond through the entire workpiece, so that as far as possible no laminar layers are present, but merely a layer-by-layer production process.
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die einen 3D-Druck er¬ möglicht, ohne als Ausgangsmaterial ein Pulver zu benötigen. Das Ausgangsmaterial soll möglichst als marktübliche Massenwa- re zur Verfügung stehen. Das Werkstück soll trotzdem an den nötigen Stellen gewünschte Festigkeiten durch durchgängigen Stoffschluss aufweisen. The object of the invention is therefore to provide a method and a device that he ¬ enables the need for a 3D print, without as a starting material a powder. The starting material should as far as possible be available as standard market commodity. The workpiece should still on the required locations have desired strength through continuous material connection.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 22. The object of the invention is achieved by a method having the features of patent claim 1 and a device according to the features of patent claim 22.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.
Um das Werkstück herzustellen, wird zunächst ein 3D-Modell des Werkstücks erzeugt, mit dem das zu fertigende Werkstück durch parallel zueinander liegenden Schnittebenen in Raumschnitten aufgeteilt wird, wobei jeder Raumschnitt zwischen zwei aufei¬ nander liegenden Schnittebenen und durch die Außenkontur des Werkstücks räumlich begrenzt ist. In diesem 3D-Modell wird auch definiert, wo ein Aufschmelzen zweier aufeinander liegen¬ der Raumschnitte erfolgen sollte, zum Beispiel entsprechend zweidimensionaler Koordinaten. Das erfindungsgemäße Verfahren weist als Ausgangswerkstoff bzw. als AufSchmelzmaterial ein Blech bzw. mehrere Bleche auf. Dies bedeutet, dass das Auf¬ schmelzmaterial vor dem AufSchmelzvorgang in festem Zustand vorliegt. Das Blech wird schichtweise aufgetragen, wobei jede Schicht einem Raumschnitt des 3D-Modells entspricht und die Schichten in der gleichen Reihenfolge wie in dem 3D-Modell aufgetragen werden. Die Dicke einer Schicht entspricht somit der Distanz zwischen zwei aufeinander liegenden Schnittebenen des 3D-Modells. Nach dem Auftrag einer neuen Schicht, welche direkt auf die darunterliegende Schicht aufgetragen wird, wird diese entsprechend des 3D-Bauteilschnittes aus dem 3D- Datenmodell aufgeschmolzen. Dieses Aufschmelzen erzeugt eine Stoffschlüssige Verbindung mit der darunterliegenden Schicht. Solche AufSchmelzvorgänge können auch als Schmelzschweißen be¬ zeichnet werden. An einer Bearbeitungsposition wird die neue, oberste Schicht über zumindest deren unteren Teil und die da- runterliegende Schicht zumindest über deren oberen Teil aufge- schmolzen. Dieser AufSchmelzvorgang erfolgt ab der zweiten Blechschicht. Die erste, unterste Blechschicht muss nicht auf¬ geschmolzen werden, da die zweite, darüberliegende Schicht bei deren AufSchmelzvorgang die unterste Schicht mitanschmilzt. Das Aufschmelzen erfolgt mit einer AufSchmelzeinheit . Unter Einsatz von Steuermitteln und entsprechender Antriebe erfolgt das Verschieben der AufSchmelzeinheit oder des Blechverbunds entsprechend der gewünschten X- und Y-Koordinaten im jeweili¬ gen Raumschnitt. Die Steuermittel steuern zudem den Relativab- stand S zwischen AufSchmelzeinheit und der obersten Blech¬ schicht. Als Blech wird ein flaches Walzwerkfertigprodukt be¬ zeichnet. Besonders dünne Bleche werden als Folie bezeichnet. Hier und im Folgenden wird der Begriff Blech als übergreifende Bezeichnung verwendet. In order to produce the workpiece, a 3D model of the workpiece is first generated, with which the workpiece to be produced is divided by mutually parallel cutting planes in space sections, each space section between two aufei ¬ nander lying cutting planes and is spatially limited by the outer contour of the workpiece , In this 3D model is also defined, where a melting of two superimposed ¬ the spatial sections should be made, for example, according to two-dimensional coordinates. The inventive method has as starting material or as AufSchmelzmaterial a metal sheet or more sheets. This means that the on ¬ melting material is present before the AufSchmelzvorgang in a solid state. The sheet is applied in layers, with each layer corresponding to a three-dimensional section of the 3D model, and the layers are applied in the same order as in the 3D model. The thickness of a layer thus corresponds to the distance between two superimposed sectional planes of the 3D model. After applying a new layer, which is applied directly to the underlying layer, it is melted according to the 3D component section from the 3D data model. This melting creates a material bond with the underlying layer. Such melting processes can also be used as fusion welding ¬ be distinguished. At a processing position, the new, uppermost layer is placed over at least its lower part and the underlying layer at least over its upper part. melted. This AufSchmelzvorgang takes place from the second sheet metal layer. The first, lowermost sheet layer does not need to be melted on ¬, since the second, overlying layer mitanschmilzt the lowermost layer in the melting process. The melting takes place with a melting unit. Using control means and corresponding drives the shifting of the melting unit or the sheet composite according to the desired X and Y coordinates in jeweili ¬ gen space cut is made. The control means also control the Relativab- stand between S melting unit and the top sheet ¬ layer. The sheet metal is a flat rolling mill finished product be ¬ draws. Particularly thin sheets are referred to as foil. Here and below, the term sheet metal is used as a generic term.
Die Erfindung beschreibt ein zumindest teilflächiges Auf¬ schmelzen des Ausgangsmaterials. Dies bietet den Vorteil, dass ganz neue Werkstücke entwickelt werden können, da beispiels¬ weise aufeinandergelegte Bleche mit einer lediglich an den Randbereichen aufgeschmolzenen Bereichen generiert werden kön¬ nen. Somit ergibt sich eine gesamte Außenhülle, die laminare Innenbereiche aufweist, welche ihrerseits mit großen Zugkräf¬ ten beansprucht werden können. Mit geeigneter Wahl der Werk¬ stücklage während der Erstellung im 3D-Drucker kann somit die Bauteilfestigkeit (durch Lage der laminaren Innenbereiche) be¬ stimmt werden. The invention describes a sheet-like at least in part on ¬ melt of the starting material. This offers the advantage that all new workpieces can be developed, as example ¬ lapped sheets are generated with a melted only at the edges of fields Kings ¬ nen. This results in an entire outer shell having laminar interior areas, which in turn can be claimed with large Zugkräf ¬ th. Thus, with an appropriate choice of work ¬ piece situation during the creation of the 3D printer, the component strength (by location of the laminar interiors) be true ¬ be.
Vorzugsweise liegt das Ausgangsblech in einem Tafelzuschnitt vor. Jede Blechschicht wird als Tafel auf die nächste Blech- schicht aufgesetzt. The starting sheet is preferably present in a sheet blank. Each sheet metal layer is placed as a sheet on the next sheet metal layer.
Vorteilhafterweise liegt das Ausgangsblech in einem Coilzu- stand vor, also aufgerollt. Dies bietet den Vorteil, dass jede neue Schicht einfach von der Rolle abgewickelt werden kann. Das Ausgangsblech liegt also in einem quasi Endloszustand vor. Dies bietet den Zusatzvorteil, dass bei geringen benötigten Werkstückquerschnitten auch nur eine geringe Blechfläche nach¬ geschoben werden muss. Bei einer Tafelverwendung müsste immer eine neue Tafel nachgeschoben werden, was viel Abfall zur Fol- ge hätte. Advantageously, the starting sheet is in a coil state, that is rolled up. This offers the advantage that each new layer can be easily unwound from the roll. The output sheet is therefore in a quasi endless state. This offers the additional advantage that even a small sheet metal surface must be pushed after ¬ at low required workpiece cross- sections . When using a tablet, a new tablet would always have to be added, which would mean a lot of waste.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird ein Objektträger verwendet, der die unterste Blechschicht aufnimmt. In einer Weiterbildung der Erfindung wird die unterste Blech¬ schicht von einer Antriebseinheit entsprechend der jeweiligen Schichtdicke nach jedem Schichtauftrag nach unten, das heißt, entlang einer quer zu den Schnittebenen laufenden Achse in Richtung des erst aufgetragenen Blechschicht, verfahren. According to a preferred embodiment, a slide is used, which receives the bottom sheet metal layer. In a further development of the invention, the lowermost sheet ¬ layer of a drive unit according to the respective layer thickness after each layer application downward, that is, along a direction transverse to the cutting planes running axis in the direction of the first applied sheet metal layer process.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nicht die unterste Blechschicht von einer Antriebseinheit verfahren, sondern die oberste, also neu aufgetragene Blechschicht wird verfahren . In a further embodiment of the invention, not the lowermost sheet metal layer is moved by a drive unit, but the uppermost, ie newly applied, sheet metal layer is moved.
Vorteilhafterweise ist eine Schneideinheit angeordnet, welche geeignet ist, das Blech entlang der Außenkontur des neu aufge¬ tragenen Raumschnittes des Werkstückes so zu schneiden, dass Blechreststücke entstehen. Die Blechreststücke sind damit die Teile des Blechs, die nicht innerhalb des Raumschnitts, bzw. der Blechschicht des Werkstücks angeordnet sind. Diese Blech¬ reststücke bilden also nicht, wie die von der Aufschmelzein- heit geschmolzenen Flächenbereiche einen Materialverbund mit dem zu druckenden Werkstück, sondern Abfallstücke. Advantageously, a cutting unit is arranged, which is adapted to cut the sheet along the outer contour of the newly ¬ mapped space section of the workpiece so that residual sheet pieces formed. The sheet metal remnants are thus the parts of the sheet that are not arranged within the space section, or the sheet metal layer of the workpiece. This sheet ¬ rest pieces so do not form, such as the standardized by the molten Aufschmelzein- surface regions a composite material to be printed with the workpiece, but scrap pieces.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die AufSchmelzeinheit geeignet ausgebildet, auch als Schneideinheit eingesetzt zu werden . Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind AufSchmelzeinheit und Schneideinheit als eine einzige Einheit ausgebildet, welche ein Laser ist. In a development of the invention, the melt-on unit is suitably designed to also be used as a cutting unit. According to an advantageous embodiment of the invention, the melting unit and the cutting unit are formed as a single unit, which is a laser.
Vorzugsweise wird zumindest die unterste Blechschicht derart an zumindest einer Anbindung gehalten, welche zumindest einen Teilbereich des Ausgangsbleches aufweist und auf dem Aufnahme¬ rahmen aufliegt. Hierdurch bildet diese Blechschicht eine Art Rahmen, der das gesamte Druckobjekt hält. Preferably, at least the lowermost sheet-metal layer is preferably held on at least one connection, which has at least a portion of the starting sheet and rests on the receptacle ¬ frame. As a result, this sheet metal layer forms a kind of frame that holds the entire printing object.
Vorteilhafterweise weist die Anbindung zumindest einer Blech¬ schicht derartige Ausnehmungen auf, dass diese Ausnehmungen geeignet sind, die Blechreststücke anderer Blechschichten durchfallen zu lassen. Advantageously, the connection on at least one sheet metal layer ¬ such recesses, these recesses being adapted to let fall through the sheet metal off-cuts on the other sheet metal layers.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Auffangbereich angeordnet, der die Blechreststücke auffängt. In a further development of the invention, a catchment area is arranged, which catches the sheet metal remnants.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mittels com¬ putergestützter Berechnung Anbindungen so berechnet werden, dass diese geeignet sind, Blechreststücke oberer Schichten durchfallen zu lassen. A further development of the invention provides that, by means com ¬ computer-aided calculation are calculated such connections that these are suitable to be covered by sheet metal pieces remaining upper layers.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Größe der Reststücke mittels Zwischenschnitten begrenzt. Die Zwischenschnitte werden mittels computergestützter Berechnung und geeigneten Algorithmen festgelegt. According to a preferred embodiment of the invention, the size of the remnants is limited by means of intermediate cuts. The intermediate cuts are determined by computer-aided calculation and suitable algorithms.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden eine oder mehrere Anbindungen zum gewünschten Zeitpunkt von der Schneideinheit durchtrennt. According to an advantageous embodiment of the invention, one or more connections are cut at the desired time by the cutting unit.
Vorteilhafterweise liegt das Blech in einem zumindest teilwei¬ se ausgesparten Zustand vor. Somit kann beispielsweise Loch¬ blech oder ein Gitterblech verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine geringere AufSchmelzleistung erforderlich ist . Advantageously, the sheet is in an at least teilwei ¬ se recessed state. Thus, for example, perforated sheet or a grid plate can be used. This offers the Advantage that a lower Aufschmelzleistung is required.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann nach dem AufSchmelzvorgang und einem etwaigen Abschneidevor¬ gang entlang der Werkstückaußengeometrie das zumindest teil¬ weise vorhandene Werkstück nach unten abgesenkt werden und das verbleibende Blech kann darüber abtransportiert werden. Natür¬ lich kann auch das Blech angehoben werden und über dem Werk- stück hinweg abtransportiert werden. Wichtig ist die Relativ¬ bewegung zwischen verbleibendem Blech und Werkstück. According to an advantageous embodiment of the invention, after the AufSchmelzvorgang and any Abschneidevor ¬ gear along the workpiece outer geometry, the at least partially ¬ existing workpiece can be lowered down and the remaining sheet can be transported over it. Natuer ¬ Lich also the sheet may be lifted and transported away by the workpiece away. Important is the relative ¬ movement between remaining sheet and workpiece.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung findet der Schmelzvorgang unter Einwirkung von Schutzgas statt. Somit kann beispielsweise die gesamte Kammer der Vorrichtung unter Schutzgas gesetzt werden, womit vermieden wird, dass Oxide in die Schmelznaht gelangen. Es wird ein besseres Schmelzergebnis erzielt . In einer Weiterbildung der Erfindung werden Bleche in ver¬ schiedenen Dicken bevorratet wird und entsprechend der Geomet¬ rie des zu erstellenden Werkstücks unterschiedliche Blechdi¬ cken für verschiedene Raumschnitte verwendet. Die Blechdicke gibt gewissermaßen die "Auflösung" des Werkstücks vor. Werden dicke Blechschichten verwendet, so ergibt sich eine treppen- formige Außenkontur, die als "Auflösung" bezeichnet werden kann. Wenn nun eine grobe "Auflösung" ausreichend ist, können dickere Blechschichten verwendet werden. Wenn beispielsweise Teilgeometrien des Werkstücks gröbere Auflösungen zulassen, können für diese Teilgeometrien dickere Bleche verwendet wer¬ den. Die Erstellungszeit der Werkstücke wird somit drastisch reduz iert . According to a preferred embodiment of the invention, the melting process takes place under the action of inert gas. Thus, for example, the entire chamber of the device can be placed under a protective gas, which prevents oxides from entering the melt. It will achieve a better melting result. In one development of the invention sheets are stored in ver ¬ different thicknesses and used according to the Geomet ¬ rie of the workpiece to be created different Blechdi ¬ cken for different spatial sections. The sheet thickness provides the "dissolution" of the workpiece to a certain extent. If thick sheet metal layers are used, the result is a staircase-shaped outer contour, which can be referred to as "dissolution". If a coarse "resolution" is sufficient, thicker sheet metal layers can be used. For example, if part of workpiece geometries allow coarser resolutions, can be used to ¬ for this part geometries thicker plates. The creation time of the workpieces is thus drastically reduced.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung betrifft den Fall, wenn das Blech so schmal ausgebildet, dass es nicht die gesamte Fläche, bzw. Breite des Raumschnittes abdeckt. Der Raumschnitt wird dann in parallel zueinander laufende Teil¬ schnitte aufgeteilt, wobei eine Blechschicht jetzt nicht mehr dem ganzen Raumschnitt, sondern nur einem Teilschnitt ent- spricht. Das Blech wird verfahrensgemäß aufgeschmolzen und dann entlang Zusatzschnitten, welche vorteilhafterweise gerade ausgebildet sind, abgeschnitten. Somit entsteht deutlich weni¬ ger Abfall, als bei Blechen, die den gesamten Raumschnitt ab¬ decken. Nach jedem Teilschnitt muss das Blech dann zusätzlich zur eigentlichen Vorschubbewegung seitlich versetzt werden, bis durch die iterative Schrittfolge der vorhergehenden An advantageous embodiment of the invention relates to the case when the sheet is so narrow that it is not the covering the entire area or width of the space section. The space section is then split into parallel running part ¬ sections, with a tin layer now no longer the whole room section, but only a partial section corresponds. The sheet is melted according to the method and then cut along additional cuts, which are advantageously straight, cut. Thus significantly Weni ¬ ger waste than in sheets that cover the entire space cut from ¬ arises. After each partial cut, the sheet must then be displaced laterally in addition to the actual feed movement, until through the iterative step sequence of the preceding
Schritte der gesamte Raumschnitt abgedeckt ist. Wenn der ge¬ samte Raumschnitt abgedeckt (und somit an den gewünschten Be¬ reichen aufgeschmolzen) ist, wird die Außenkontur beschnitten. Für das seitliche Versetzen des Bleches wird dieses vorteil¬ hafterweise mit einer Relativbewegung in Z-Richtung, also or¬ thogonal zur Blechoberfläche, vom Werkstück entfernt. Dieses Entfernen bildet einen Abstand zwischen Blech und Werkstück, womit die Verschiebebewegungen nicht durch Anstoßen negativ beeinflusst werden. Steps the entire room section is covered. When the entire space ge ¬ section covered (and thus to the desired Be ¬ rich melted), the outer contour is cut. For the lateral displacement of the sheet is this advantageous way ¬ legally, removed with a relative movement in the Z-direction, that is, orthogonal to the sheet surface or ¬ from the workpiece. This removal forms a distance between the sheet metal and the workpiece, whereby the displacement movements are not adversely affected by abutment.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Werkstoff Metall. Gerade die Metallpulver bei den zu ersetzen¬ den Verfahren sind sehr teuer, wobei mit dem erfindungsgemäßen Einsatz von Metallblech sehr viel Einsparpotential vorliegt. According to an advantageous embodiment of the invention, the material is metal. Especially the metal powder in the ¬ replace the process are very expensive, with the use of metal sheet according to the invention is very much savings.
Vorteilhafterweise wird die jeweils oberste Blechschicht auf die darunterliegenden Blechschichten aufgepresst. Dies hat den Vorteil, dass etwaige Lufteinschlüsse und/oder Hohlräume ent- fernt werden. Der Pressvorgang kann mittels einer ganzflächi¬ gen Walze oder mittels teilflächigen Pressvorgängen, wie einem Walzvorgang erfolgen. Advantageously, the respective uppermost sheet metal layer is pressed onto the underlying sheet metal layers. This has the advantage that any air pockets and / or cavities are removed. The pressing process can be done by means of a ganzflächi ¬ gene roll or by partial pressing operations, such as a rolling process.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines drei- dimensionalen Werkstücks aus aufschmelzbarem Ausgangsmaterial, wobei das Werkstück durch parallel zueinander liegenden An apparatus according to the invention for producing a three-dimensional workpiece from meltable starting material, wherein the workpiece by mutually parallel
Schnittebenen in Raumschnitten aufgeteilt ist, die jeweils durch eine Außenkontur des Werkstücks räumlich begrenzt sind, wobei das Ausgangsmaterial mit einer Aufschmelzein- heit aufgeschmolzen wird, wobei das Aufschmelzen entsprechend zweidimensionaler Koordinaten innerhalb von den Raumschnitten erfolgt, wobei die Raumschnitte zumindest teilflächig aufge¬ schmolzen werden, zeichnet sich dadurch aus, dass das Aus¬ gangsmaterial ein blechförmiges Material ist, wobei ein Ab- stand zwischen zwei aufeinander liegenden Raumschnitten einer Blechdicke entspricht. Sectional planes is divided into spatial sections, which are spatially limited in each case by an outer contour of the workpiece, wherein the starting material is melted with a Aufschmelzein- unit, wherein the melting takes place according to two-dimensional coordinates within the spatial sections, wherein the spatial sections are at least partially melted on ¬ , is characterized in that it is a sheet-like material made ¬ starting material, wherein a distance between two superposed room sections of a sheet metal thickness.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführ¬ lich erläutert. Es zeigen: The invention is explained Execute ¬ Lich reference to the following figures. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fig. 1 is a side view of an embodiment of a
Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Werkstücks mit einer Coil Vorspeicherung und einem Tragerahmen .  Device for producing a three-dimensional workpiece with a coil pre-storage and a support frame.
Fig. 2 eine Draufsicht des Blechs entsprechend des Ausfüh¬ rungsbeispiels nach Figur 1 mit Anbindung. Fig. 2 is a plan view of the sheet according to the Ausfüh ¬ approximately example of Figure 1 with connection.
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Werkstücks mit laminaren, nicht aufgeschmolzenen Innenbereichen und aufge¬ schmolzener Außenhülle. Fig. 3 is a sectional view of a workpiece with laminar, not melted inner areas and on ¬ molten outer shell.
Fig. 4 eine Schnittansicht eines in grobaufgelöste und fein¬ aufgelöste Teilbereiche unterteiltes Werkstücks Fig. 4 is a sectional view of a coarse-resolved and finely ¬ resolved partial areas divided workpiece
Fig. 5 einen Schnittansicht von zwei miteinander verschmol¬ zenen Blechen Fig. 5 is a sectional view of two fused together ¬ sheet metals
Fig. 6 eine Draufsicht eines Raumschnitts eines Werkstücks beim Aufbau der entsprechenden Blechschicht mit einem Blech, 6 is a plan view of a space section of a workpiece in the construction of the corresponding sheet metal layer with a sheet,
Fig. 7 eine Schnittansicht durch zwei miteinander verschmol¬ zene Bleche, wobei die oberste Blechschicht nicht über die gesamte Dicke aufgeschmolzen wird. Fig. 7 is a sectional view through two verschmol ¬ zene sheets, wherein the uppermost sheet metal layer is not melted over the entire thickness.
In den Figuren sind nur die wichtigsten und erfindungsgemäßen Bauteile gezeigt. Einzelne Maschinenbautechnische Bauteile werden nicht gezeigt und/oder nicht beschrieben. In der Seitenansicht der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Werkstücks 3 gezeigt. Das Blech 1 ist auf einem Coil 2 bevor¬ ratet. Mit einer Coilführung 13 kann das Blech 1 entsprechend der Schichten angehoben werden. Die unterste Blechschicht liegt auf einem Tragerahmen 7 auf. In der untersten Blech¬ schicht sind nicht näher dargestellten Ausnehmungen einge¬ schnitten, durch die die Blechreststücke 8 der oberen Blech¬ schichten hindurch fallen können. Die Blechreststücke 8 müssen jedoch nicht zwangsläufig nach unten durchfallen, sondern kön¬ nen auch mit dem Blechrest abtransportiert werden, nachdem das Blech 1 angehoben wurde. Die Schneideinheit 5 und die Auf¬ schmelzeinheit 4 bilden in diesem Ausführungsbeispiel eine einzige Einheit, nämlich einen Laser. Die Steuermittel 6 über- mittein an entsprechende Einheiten die Ausführung von Bewegun¬ gen, nämlich in den X und Y Achsen, das heißt in einer Ebene parallel zu den Schnittebenen, sowie der Z-Achse, die orthogo¬ nal zu den Schnittebenen läuft, wobei diese Bewegungen nach jeder ausgeführten Schicht betätigt wird. Die Steuermittel 6 übermitteln auch an die Coilführungseinheit 13, wann eine Be¬ wegung ausgeführt wird und wann das Blech 1 vom Coil 2 nachge¬ zogen wird. Die Ausführung mit dem Coil 2 bietet den großen Vorteil, dass immer nur so viel Blech 1 vom Coil 2 nachgezogen wird, wie für die aktuelle Schicht gerade nötig ist. In the figures, only the most important and inventive components are shown. Individual mechanical engineering components are not shown and / or not described. In the side view of Figure 1, an embodiment of an apparatus for producing a three-dimensional workpiece 3 is shown. The sheet 1 is on a coil 2 before ¬ ratet. With a coil guide 13, the sheet 1 can be raised according to the layers. The bottom sheet metal layer rests on a support frame 7. In the bottom sheet ¬ layer not shown recesses are cut ¬ cut through which the sheet metal remnants 8 of the upper sheet ¬ layers can fall through. However, the sheet metal off-cuts 8 must not necessarily by falling down, but Kings ¬ nen be transported with the sheet remaining after the sheet was lifted first The cutting unit 5 and the on ¬ melting unit 4 form a single unit, namely, a laser in this embodiment. The control means 6 exceeds mittein to respective units to execute Bewegun ¬ gene, namely in the X and Y axes, ie parallel to the sectional planes in a plane and the Z-axis, which orthogo ¬ nal passes to the cutting planes, wherein these movements are actuated after each executed shift. The control means 6 also transmit to the coil guide unit 13, when a Be ¬ movement is performed and when the sheet 1 nachge ¬ drawn from the coil 2. The design with the coil 2 has the great advantage that only as much metal sheet 1 is pulled from the coil 2, as is necessary for the current layer.
In der Draufsicht nach Figur 2 ist ein Blech 1 gemäß dem Aus¬ führungsbeispiel der Vorrichtung nach Figur 1 gezeigt. Das Blech 1 ist als Ausbruch aus dem „Endlosstreifen" des Coils 2 gezeigt. Das bisher gefertigte Werkstück 3 wurde schon mit dem darüber liegenden Blech 1 verschmolzen, so dass die Außenkon¬ tur 25 des aktuellen Raumschnitts sichtbar ist. Die ausge¬ schnittenen Blechreststücke 8 lassen rings um das Werkstück 3 lediglich eine verbleibende Anbindung 9 an dem Blech 1 stehen. Nach Abtransportieren oder Durchfallen der Blechreststücke 8 werden Ausnehmungen gebildet. Entlang der Zwischenschnitte 14 können die Blechreststücke 8 so abgeschnitten und zerkleinert werden, dass diese gut nach unten durchfallen können. In the plan view according to FIG. 2, a sheet metal 1 according to the exemplary embodiment of the device according to FIG. 1 is shown. The plate 1 is shown as a break of the "endless belt" of the coil. 2 The previously-made workpiece 3 was fused already with the overlying sheet 1, so that the Außenkon ¬ structure 25 of the current space section is visible. The amounts ¬ cut sheet remaining pieces 8 leave only a remaining connection 9 on the sheet 1 around the workpiece 3. After removal or falling through of the sheet remnants 8 recesses are formed the sheet remnants 8 can be cut and crushed so that they can fall through well down.
Die Schnittansicht nach Figur 3 zeigt ein Werkstück 3, welches in den Raumschnitten 10 des Werkstückes 3 nur teilweise aufge¬ schmolzene Bereiche aufweist. Diese Bereiche sind so gewählt, dass sich eine aufgeschmolzene Außenhülle 16 und ein laminarer Innenbereich 15 ergibt. Durch geeignete Wahl der Werkstücklage im 3D-Drucker kann somit beispielsweise eine Belastungsrich- tung des Werkstücks 3 entlang der laminaren Innnenbereiche 15 gelegt werden, womit sich ein hochbeanspruchbares Werkstück 3 ergibt, welches in sehr kurzer Zeit gedruckt werden kann. The sectional view of Figure 3 shows a workpiece 3, which has in the space sections 10 of the workpiece 3 only partly ¬ fused areas. These areas are selected such that a melted outer shell 16 and a laminar inner area 15 results. By suitable choice of the workpiece position in the 3D printer, it is thus possible, for example, to lay a loading direction of the workpiece 3 along the laminar inner regions 15, resulting in a work piece 3 which can be subjected to high stress and which can be printed in a very short time.
Die Schnittansicht nach Figur 4 zeigt ein Werkstück 3, welches in eine grobaufgelöste Teilgeometrie 17 und eine feinaufgelös¬ te Teilgeometrie 18 aufgeteilt ist. Hierdurch ergibt sich ein Werkstück, welches durch geeignete Wahl des zu verwendenden Blechs für die verschiedenen Teilbereiche sehr schnell herge¬ stellt werden kann. The sectional view of Figure 4 shows a workpiece 3, which is divided into a coarse-resolution part geometry 17 and a feinaufgelös ¬ te part geometry 18th This results in a workpiece, which provides by a suitable choice of the sheet to be used for the various sub-areas very quickly Herge ¬ can be.
Die Schnittansicht nach Figur 5 zeigt einen Schnitt durch zwei miteinander verschmolzene Bleche 1. Am verfestigten Bereich 22 des aktuellen Raumschnitts ist zu erkennen, dass die Dicke des neuen Blechs 1 ist, als die ursprüngliche Blechdicke 19, also dass beide Bleche 1 Stoffschlüssig miteinander verbindet. Der hier gezeigte Laserstrahl 24 schmilzt den Werkstoff an der ak¬ tuellen Bearbeitungsposition auf, womit der Flüssigbereich 23 des aktuellen Raumschnitts 23 entsteht. Auch hierbei ist zu erkennen, dass die darunterliegende Blechschicht mitaufge- schmolzen wird. Die Bearbeitungsrichtung in diesem Schnitt ist von rechts nach links. The sectional view according to FIG. 5 shows a section through two sheets 1 fused together. At the solidified area 22 of the current space section it can be seen that the thickness of the new sheet is 1 than the original sheet thickness 19, that is to say that both sheets 1 join together in a materially bonded manner. The laser beam 24 shown here melts the material at the ak ¬ tual processing position, whereby the liquid portion 23 of the current space section 23 is formed. Here, too, it can be seen that the underlying sheet metal layer is melted along with it. The machining direction in this section is from right to left.
Die Draufsicht nach Figur 6 zeigt einen Raumschnitt des Werk¬ stücks 3. Der aufzutragende Raumschnitt wird in parallelen Streifen 20, auch Teilschnitte 20 genannt, aufgeteilt. Durch seitliches, das heißt, quer zur Blechvorschubrichtung 26 er¬ folgendes, Verschieben zusätzlich zur eigentlichen Vorschubbe¬ wegung wird in einem iterativen Verfahren nach und nach der gesamte Raumschnitt abgedeckt. In jedem Teilschnitt 20 wird zuerst flächig aufgeschmolzen und dann entlang den Zusatz¬ schnitten 27 wird das Blech 1 an einer Geraden abgetrennt. Wenn die gesamte Fläche des Raumschnitts abgedeckt ist, wird an der Außenkontur 25 des aktuellen Raumschnitts beschnitten. Somit fallen die Blechreststücke 8 ab. The plan view of Figure 6 shows a space section of the work ¬ piece 3. The space cut to be applied is in parallel strips 20, also called partial cuts 20 divided. By lateral, that is, transversely to the sheet feed direction 26 he ¬ following, moving in addition to the actual Vorschubbe ¬ movement is gradually covered in an iterative process, the entire spatial section. In each partial section 20 is first melted flat and then along the additional ¬ cuts 27, the sheet 1 is separated on a straight line. When the entire area of the space section is covered, the outer contour 25 of the current area section is cropped. Thus, the sheet metal remnants 8 fall off.
Die Schnittansicht nach Figur 7 zeigt einen Aufbau gemäß der Figur 5, wobei in der Figur 7 eine Lasereinstellung zu sehen ist, die erst innerhalb des Werkstoffs wirkt. Der Laserstrahl 24 ist somit so eingestellt, dass nicht die gesamte Blechdicke 19 aufgeschmolzen wird, sondern nur ein Unterer- Teildickenbereich 28. Dies kann den Vorteil haben, dass dicke Bleche mit weniger Energie verbunden werden können. Als weite¬ rer Vorteil eines solchen Aufbaus kann sicher genannt werden, dass weniger Verzug auftritt. The sectional view of Figure 7 shows a structure according to the figure 5, wherein in the figure 7, a laser adjustment is seen, which acts only within the material. The laser beam 24 is thus adjusted so that not the entire sheet thickness 19 is melted, but only a lower part thickness range 28. This can have the advantage that thick sheets can be connected with less energy. As a further advantage of such a construction, it can be safely stated that less distortion occurs.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Blech 1 sheet
2 Coil  2 coil
3 Werkstück  3 workpiece
4 AufSchmelzeinheit  4 on melt unit
5 Schneideinheit  5 cutting unit
6 Steuermittel  6 control means
7 Tragerahmen  7 support frame
8 Blechreststück  8 sheet leftover piece
9 Anbindung  9 connection
10 Raumschnitt  10 space cut
11 Auffangbereich  11 catchment area
12 Objektträger  12 slides
13 Coilführungseinheit  13 coil guide unit
14 Zwischenschnitt  14 intermediate cut
15 Laminarer Innenbereich  15 laminar interior
16 Außenhülle  16 outer shell
17 Grobaufgelöste Teilgeometrie 17 Coarse-resolved part geometry
18 Feinaufgelöste Teilgeometrie18 Finely resolved part geometry
19 Ursprüngliche Blechdicke19 Original sheet thickness
20 Streife 20 patrols
22 Verfestigter Bereich 22 Solidified area
23 Flüssigbereich  23 liquid area
24 Laserstrahl  24 laser beam
25 Außenkontur  25 outer contour
26 Blechvorschubrichtung  26 sheet feed direction
27 Zusatzschnitt  27 additional section
28 Unterer-Teildickenbereich  28 Lower part thickness range

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Werk¬ stücks (3) aus aufschmelzbarem Ausgangsmaterial, wobei das Werkstück (3) durch parallel zueinander liegende Schnitt¬ ebenen in Raumschnitte (10) aufgeteilt ist, die jeweils durch eine Außenkontur (25) des Werkstücks (3) räumlich begrenzt sind, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Ausgangsmaterial mit einer AufSchmelzeinheit (4) aufge¬ schmolzen wird, wobei das Aufschmelzen entsprechend zwei¬ dimensionaler Koordinaten innerhalb von den Raumschnitten (10) erfolgt, wobei die Raumschnitte in einem iterativen Aufbau Schicht für Schicht aufgebaut und ab einem zweit aufgebauten Raumschnitt je Raumschnitt zumindest teilflä¬ chig aufgeschmolzen werden, und wobei in einem nachfolgen¬ den Verfahrensschritt je Raumschnitt die Außenkontur (25) des Werkstücks (3) beschnitten wird, A process for producing a three-dimensional work ¬ piece (3) made of meltable starting material, wherein the workpiece (3) by mutually parallel sectional ¬ plane in space sections (10) is divided, spatially each defined by an outer contour (25) of the workpiece (3) are limited, wherein in a first method step, the starting material having a melting unit (4) placed ¬ melted is, the melting corresponding to two ¬ dimensional coordinates within the space sections (10), wherein the space sections constructed in an iterative structure layer by layer and are melted at least teilflä ¬ chig from a second space section per spatial intersection, and wherein in a subsequent ¬ the process step per space cut the outer contour (25) of the workpiece (3) is trimmed,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Aus¬ gangsmaterial ein blechförmiges Material ist, wobei ein Abstand zwischen zwei aufeinander liegenden Raumschnitten (10) einer Blechdicke entspricht, wobei, in einem unter AufSchmelzwirkung stehenden Flächenbereich, zumindest ein unterer Teil des Blechs (1), der an einem Grenzbereich zwischen dem Blech (1) und einem darunter liegenden Raum¬ schnitt des Werkstücks (3) anliegt, und einen oberen Teil des darunter liegenden Raumschnitts, der ebenfalls an dem Grenzbereich anliegt, beim Aufschmelzen beaufschlagt wer¬ den . 2. Verfahren nach Anspruch 1, characterized in that the starting material ¬ a sheet-like material, wherein a distance between two superimposed space sections (10) corresponds to a sheet thickness, wherein, in a standing under AufSchmelzwirkung surface area, at least a lower part of the sheet (1), at a boundary region between the sheet (1) and an underlying space ¬ section of the workpiece (3) is applied, and an upper part of the underlying space section, which also bears against the boundary area, acted upon melting ¬ who. 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das in zumindest einer Dicke bevorratete Blech (1) ein Tafelzu¬ schnitt ist. Verfahren nach Anspruch 1, characterized in that the in at least one thickness stockpiled sheet (1) is a Tafelzu ¬ section . Method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das zu¬ mindest in einer Dicke bevorratete Blech (1) in einem auf¬ gewickelten Zustand, also einem Coil (2) vorgespeichert ist . characterized in that the at least ¬ a thickness reservoired plate (1) is pre-stored in a wound on ¬ state, that a coil (2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine un¬ terste, zuerst aufgetragene Blechschicht auf einem Objekt¬ träger (12) aufliegt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an un ¬ lowest, first applied sheet metal layer rests on an object ¬ carrier (12).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die un¬ terste Blechschicht von einer Antriebseinheit entsprechend der jeweiligen Schichtdicke nach jedem Schichtauftrag nach unten verfahren wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the un ¬ bottommost sheet layer is moved by a drive unit according to the respective layer thickness after each layer application down.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Schneideinheit (5) zum Schneiden von Blechreststücken (8) des Bleches (1) verwendet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a cutting unit (5) for cutting sheet metal remnants (8) of the sheet (1) is used.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Blech (1) durch die AufSchmelzeinheit (4) abgeschnitten wird . Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet (1) is cut off by the melting unit (4).
Verfahren nach Anspruch 7, Method according to claim 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auf¬ schmelzeinheit (4) und die Schneideinheit (5) eine einzige Einheit bilden, die ein Laser ist. characterized in that the on ¬ melting unit (4) and the cutting unit (5) form a single unit, which is a laser.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumin¬ dest zur Bildung der untersten Blechschicht das Blech (1) derart abgeschnitten wird, dass die unterste Blechschicht durch zumindest eine Anbindung (9) an dem Blech (1) gehal¬ ten ist, wobei die Anbindung (9) aus zumindest einem Teil¬ bereich des Blechs (1) besteht. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least ¬ least to form the bottom sheet metal layer, the sheet (1) is cut off so that the lowermost sheet layer by at least one connection (9) on the plate (1) is supported ¬ th, wherein the connection (9) is composed of at least a portion ¬ portion of the sheet (1).
Verfahren nach Anspruch 9, Method according to claim 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Blech (1) so geschnitten wird, dass Ausnehmungen gebildet werden, die geeignet sind, die Blechreststücke (8) anderer Blechschichten nach unten durchfallen zu lassen. That is, the sheet (1) is cut so that recesses are formed which are suitable for letting the sheet metal remnants (8) of other sheet metal layers fall downwards.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Blechreststücke (8) durch einen Auffangbereich (11) aufge¬ fangen werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal waste pieces (8) through a collecting area (11) ¬ be collected.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Aus¬ gestaltung der Anbindungen (9) durch Computergestüt ze Be¬ rechnung festgelegt wird, um Blechreststücke (8) oberer Blechschichten nach unten durchfallen zu lassen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the off ¬ design of the connections (9) by computer stud ze Be ¬ bill is determined to have residual sheet pieces (8) fall through the upper sheet metal layers downward.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Blechreststücke (8) entlang Zwischenschnitten (14) zer¬ kleinert werden, wobei die Zwischenschnitten (14) durch computergestützte Berechnung festgelegt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal off-cuts (8) along intermediate sections (14) are zer ¬ kleinert, wherein the intermediate sections (14) are determined by computer-aided calculation.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumin¬ dest eine Anbindung (9) zu einem festgelegten Zeitpunkt von der Schneideinheit (5) durchtrennt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least ¬ a connection (9) to a specified time by the cutting unit (5) is severed.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 15. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Blech (1) in einem zumindest teilweise ausgesparten Zu¬ stand als Vormaterial vorliegt. characterized in that the sheet (1) is present in an at least partially recessed to stand ¬ as starting material.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 16. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach ei¬ nem Schmelzvorgang und einem Abschneide-, bzw. Trennvor¬ gang zwischen dem abgeschnittenen Blech (1) und dem zumin- dest teilweise erstellten Werkstück (3) durch dessen Rela¬ tivbewegungen orthogonal zu den Schnittebenen die Blech¬ reststücke (8) abtransportiert werden. characterized in that after ei ¬ nem melting process and a Abschneide- or Trennvor ¬ transition between the cut sheet (1) and the at least partially created workpiece (3) by its rela ¬ tive movements orthogonal to the cutting planes, the sheet metal ¬ rest pieces ( 8) are transported away.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 17. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der d a d u r c h e c i n e s that the
Schmelzvorgang unter Einwirkung eines Schutzgases abläuft. Melting process takes place under the action of an inert gas.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 18. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Blech (1) in verschiedenen Dicken bevorratet wird und ent¬ sprechend der Geometrie des zu erstellenden Werkstücks (3) unterschiedliche Blechdicken für verschiedene Raumschnitte verwendet werden. 19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, characterized in that the sheet (1) is stored in different thicknesses and accordingly ¬ the geometry of the workpiece to be created (3) different sheet thicknesses are used for different spatial sections. 19. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Raumschnitt in Teilschnitten (20) aufgeteilt wird, wobei eine Breite des Blechs (1) einer Breite der Teilschnitte (20) entspricht, wobei nach jedem AufSchmelzvorgang eines Teilschnitts (20) das Blech (1) entlang Zusatzschnitten That is, the space cut is divided into partial cuts (20), wherein a width of the sheet (1) corresponds to a width of the partial cuts (20), wherein after each melting operation of a partial cut (20) the sheet (1) along additional cuts
(27) abgeschnitten wird und nach Abarbeitung des Teil¬ schnitts (20) das Blech (1) zusätzlich zur Vorschubbewe¬ gung (26) seitlich versetzt wird, wobei dieser Vorgang iterativ wiederholt wird, bis der gesamte Raumschnitt ab- gedeckt ist, wobei nach Abarbeitung dieser Verfahrens- schritte der Verfahrensschritt des Beschneidens der Teil¬ schnitte (20) entlang der Außenkontur (25) folgt. (27) is cut off and when the execution of part ¬ section (20), the plate (1) in addition to Vorschubbewe ¬ supply (26) laterally offset, this process being repeated iteratively until the entire space section is off cover, wherein after Processing of these procedural Steps of the step of trimming the part ¬ cuts (20) along the outer contour (25) follows.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 20. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Aus gangswerkstoff Metall ist.  The original material is metal, which means that the starting material is metal.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 21. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass vor ei¬ nem Aufschmelzvorgang die oberste Blechschicht auf die da runterliegende Blechschicht aufgepresst wird. characterized in that before ei ¬ nem melting process, the uppermost sheet metal layer is pressed onto the underlying sheet metal layer.
22. Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Werk¬ stücks (3) aus aufschmelzbarem Ausgangsmaterial, wobei das Werkstück (3) durch parallel zueinander liegende Schnittebenen in Raumschnitte (10) aufgeteilt ist, die jeweils durch eine Außenkontur (25) des Werkstücks (3) räumlich begrenzt sind, wobei das Ausgangsmaterial mit einer AufSchmelzeinheit (4) aufgeschmolzen wird, wobei das Aufschmelzen entsprechend zwei¬ dimensionaler Koordinaten innerhalb von den Raumschnitten er¬ folgt, wobei die Raumschnitte zumindest teilflächig aufge¬ schmolzen werden, 22. Apparatus for producing a three-dimensional work ¬ piece (3) made of meltable starting material, wherein the workpiece (3) is divided by parallel cutting planes in space cuts (10), each by an outer contour (25) of the workpiece (3) spatially are limited, wherein the starting material is melted with a melting unit (4), wherein the melting according to two ¬ dimensional coordinates within the space sections he follows ¬ , wherein the space cuts are at least partially melted on ¬ ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Aus¬ gangsmaterial ein blechförmiges Material ist, wobei ein Ab¬ stand zwischen zwei aufeinander liegenden Raumschnitten (10) einer Blechdicke (19) entspricht. characterized in that the off ¬ is a sheet-like material starting material, wherein a ¬ Ab was between two superposed space sections (10) of a plate thickness (19) corresponds.
EP17730057.1A 2016-05-07 2017-05-05 Method and apparatus for producing a three-dimensional object Withdrawn EP3452242A1 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016005435 2016-05-07
DE102016005429 2016-05-08
DE102016005772 2016-05-14
DE102016005829 2016-05-17
DE102016006071 2016-05-19
DE102016009375 2016-07-17
DE102016009791 2016-08-12
PCT/EP2017/060765 WO2017194404A1 (en) 2016-05-07 2017-05-05 Method and apparatus for producing a three-dimensional object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3452242A1 true EP3452242A1 (en) 2019-03-13

Family

ID=59061951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17730057.1A Withdrawn EP3452242A1 (en) 2016-05-07 2017-05-05 Method and apparatus for producing a three-dimensional object

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3452242A1 (en)
CN (1) CN109070223A (en)
WO (1) WO2017194404A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109226965B (en) * 2018-09-21 2020-06-09 浙江海洋大学 Laminated additive manufacturing device and method for metal foil plate composite material

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637175A (en) * 1988-10-05 1997-06-10 Helisys Corporation Apparatus for forming an integral object from laminations
DE4124961A1 (en) * 1991-07-27 1993-01-28 Tzn Forschung & Entwicklung Mfg. body of desired geometry using computer-aided design - using CAD data corresp. to drawing to form elemental layers and joining to produce desired body shape
JP3144317B2 (en) * 1996-09-12 2001-03-12 トヨタ自動車株式会社 Laminated manufacturing method
DE19729770C1 (en) * 1997-07-11 1998-11-05 Daniel Graf Manufacture of metal products of arbitrary form by layered build=up and laser engraving of layers
DE10160772A1 (en) * 2001-12-11 2003-06-26 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh Method and device for producing a three-dimensional component consisting of several layers
CN1907643A (en) * 2006-08-22 2007-02-07 机械科学研究总院 Layered manufacturing method of metal parts
US9419502B2 (en) * 2012-08-03 2016-08-16 Hamilton Sundstrand Corporation Additive manufacturing of a component having a laminated stack of layers

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017194404A1 (en) 2017-11-16
CN109070223A (en) 2018-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3183083B1 (en) Method for producing a three-dimensional object
EP2300218B1 (en) Dual method for the small-scale manufacture of products
EP2359964B1 (en) Process for Producing a 3-Dimensional Component by Means of Selective Laser Melting (SLM)
EP1461198B1 (en) Method for the production of a multi-layered three-dimensional component
DE19739975C2 (en) Process for the production of a laminate structure
DE10112629B4 (en) Method and device for the variable production of laminate structures
DE102012109046B4 (en) Method and device for producing an opening in a lightweight sheet metal
DE102011101369A1 (en) Method of making, repairing or replacing a component
DE102010019447A1 (en) A method for generatively producing a three-dimensional object with reamers and method for creating a corresponding dataset
DE102013218760A1 (en) Method for producing a component in layers
DE112016003479T5 (en) Method for producing a three-dimensionally shaped object
DE102016225178A1 (en) Layer construction device and layer construction method for the additive production of at least one component region of a component
DE102019201494A1 (en) Plant for the additive manufacturing of a component and process
EP3452242A1 (en) Method and apparatus for producing a three-dimensional object
EP3722026A1 (en) Device and method for producing three-dimensional components from metal powder
EP3222371A1 (en) Method for additive manufacturing a component with multiple building materials
DE102005021642B4 (en) Process for producing a monocrystalline molding
DE102005021641B4 (en) Process for producing a shaped body
WO2008055570A1 (en) Method and system for producing reinforced sheet metal blanks
DE102019207382A1 (en) Method and production system for producing at least a partial area of a body for a motor vehicle
DE102013014156A1 (en) Additive method for producing a metallic component and metallic component
DE102017210392A1 (en) Method and device for the additive production of a component
DE102017208862A1 (en) Method and device for producing a workpiece by means of selective laser melting
DE102017206930A1 (en) Solder molding for diffusion soldering, process for its preparation and method for its assembly
DE102021131372A1 (en) Process for manufacturing a workpiece

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20181015

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20200221

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B23K 26/38 20140101ALI20200917BHEP

Ipc: B33Y 10/00 20150101ALI20200917BHEP

Ipc: B29C 64/153 20170101ALI20200917BHEP

Ipc: B22F 3/105 20060101AFI20200917BHEP

Ipc: B23P 15/00 20060101ALI20200917BHEP

Ipc: B33Y 30/00 20150101ALI20200917BHEP

Ipc: B23K 26/342 20140101ALI20200917BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210313