EP3703889A1 - Cover assembly for a machine, machine and method for producing three-dimensional components - Google Patents

Cover assembly for a machine, machine and method for producing three-dimensional components

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Publication number
EP3703889A1
EP3703889A1 EP18785958.2A EP18785958A EP3703889A1 EP 3703889 A1 EP3703889 A1 EP 3703889A1 EP 18785958 A EP18785958 A EP 18785958A EP 3703889 A1 EP3703889 A1 EP 3703889A1
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EP
European Patent Office
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process chamber
cylinder
construction cylinder
cover
construction
Prior art date
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Pending
Application number
EP18785958.2A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Huber
Markus Pieger
Björn Ullmann
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
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3703889A1 publication Critical patent/EP3703889A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a lid assembly for a machine for the production of three-dimensional components by selective solidification and a machine for the production of three-dimensional components by selectively solidifying a layered building material by means of a beam acting on the building material and a method for changing a building cylinder in a machine for manufacturing of three-dimensional components by selectively solidifying the powdery building material by means of the beam acting on the building material.
  • DE 10 2015 005 780 A1 discloses a device for producing three-dimensional objects by successively solidifying layers of a radiation-hardenable building material at the locations corresponding to the respective cross-section of the object.
  • This device comprises a process chamber, which is enclosed by a housing.
  • the process chamber is a building container and an application device for applying layers of the building material provided on a support device in the building container.
  • the construction container is associated with an opening in the process chamber floor.
  • This building container is removable as a separate swap body or within a removable module of the device.
  • the building container is provided with an inert gas-tight lid device.
  • the cover device is designed as a sliding cover, which is provided below the process chamber floor. By a sliding movement, the opening of the building container is closed.
  • the lid device may be formed as a rolling cover, which corresponds in function to the sliding cover.
  • the sliding cover to the closure of the building container and arranged below the process chamber floor rolling cover for closing the opening may be provided in the process chamber
  • a machine for the production of three-dimensional components by selective solidification of a layered, in particular pulverulent, building material.
  • This machine comprises a machine frame and a beam source arranged on the machine frame, such as a laser source.
  • This beam source emits a beam which is deflected or guided via a beam deflection device onto a working plane of a working surface in a process chamber.
  • a first and second construction cylinder is provided below the working level.
  • Each construction cylinder includes a substrate plate movable up and down to provide the three-dimensional component thereon.
  • Adjacent to the building cylinder a storage chamber is provided through which powdered building material is provided.
  • the construction cylinders opposite a collecting chamber is provided. By a contracting and leveling powdered building material is fed to the one or more Bauzylindern.
  • the construction material that is not required is transferred into the collecting chamber by means of the application and leveling device.
  • the three-dimensional component is preferably produced by laser melting or laser sintering.
  • a lid is positioned on the opening of the building cylinder to avoid contamination of the environment with the non-solid building material and an interaction with atmospheric oxygen.
  • DE 20 2013 009 787 U1 discloses a machine for producing three-dimensional components by selective solidification of a build-up material applied in layers, in particular pulverulent, by means of a jet acting on the building material.
  • the construction cylinder is closed within the process chamber with a lid.
  • the lid is moved with a Deckelpositionieran Aunt from a position laterally of the building cylinder on the top of the building cylinder and closed the building cylinder. Subsequently, the sealed relative to the ambient atmosphere of the construction cylinder is led out of the process chamber in a change station.
  • the invention has for its object to propose a cover assembly for a machine for the production of three-dimensional components for a change of a building cylinder in a process chamber through which a simple and quick change of construction cylinders is possible. Furthermore, the invention has for its object to propose a machine for the production of three-dimensional components, which protects both the loose construction material in the construction cylinder and the process chamber from interactions with atmospheric oxygen at a Bauzylinder Touch. The invention is also based on the object to propose a method for changing a construction cylinder in a machine for the production of three-dimensional components, which can be carried out in a simple manner and safely.
  • a cover assembly for a change of a building cylinder in a machine for the production of three-dimensional components by selectively solidifying a powdery building material by means of a beam acting on the building material which comprises a construction cylinder cover and a process chamber lid, which by an interface are releasably connected together.
  • the process chamber lid and the construction cylinder cover are designed as a manageable unit for the change of the construction cylinder.
  • the cover assembly can be positioned with the process chamber lid and the construction cylinder cover to open the process chamber, so that subsequently when changing the construction cylinder both the opening of the construction cylinder and the opening of the process chamber can be closed.
  • an interaction with atmospheric oxygen is prevented, and it can thus be counteracted oxidation of the building material.
  • the environment is protected in a change of the building cylinder from an outlet of the non-solidified and hot building material.
  • a positive interface is provided between the process chamber lid and the construction cylinder cover and preferably this positive interface is formed by at least one connecting element, which aligns the process chamber lid to the construction chamber lid, in particular centrally.
  • this positive interface is formed by at least one connecting element, which aligns the process chamber lid to the construction chamber lid, in particular centrally.
  • the process chamber lid loosely rests on the construction cylinder cover.
  • This arrangement is a structurally simple embodiment and still allows a closure of the opening of the construction cylinder and subsequently the opening of the process chamber lid at a removal of the construction cylinder from the process chamber.
  • the construction cylinder cover preferably has a conical peripheral surface, which terminates with a radially projecting annular collar.
  • the receptacle in particular the circumferential groove, provided for the arrangement of the construction cylinder cover with the process chamber lid resting thereon in the carrier.
  • the conical peripheral surface has the advantage that a simple centering of the manageable unit made of construction cylinder cover and process chamber lid for opening the construction cylinder is possible. In addition, this can act as a sealing surface. It is preferably provided that the annular collar rests sealingly on the upper opening edge of the building cylinder. Also, the annular collar and the peripheral surface together form a seal.
  • the process chamber lid of the lid assembly has a circumferential sealing surface, which is followed by a shoulder.
  • a simple structural design of the process chamber lid is given, which rests automatically in a closed position after positioning in an opening of the working surface of the process chamber. Due to the peripheral sealing surface, in particular cylindrical sealing surface, a seal associated with the opening of the process chamber can rest against the process chamber lid and seal the process chamber, so that the production of a three-dimensional component is made possible during the change of a building cylinder in at least one further adjacent building cylinder. Outflow of a process gas from the process chamber is thereby prevented.
  • the process chamber lid and the construction cylinder cover are received by a movable carrier. This allows a simple movement of the lid assembly on the working surface of the process chamber for positioning the lid assembly for opening the process chamber.
  • the movable carrier on a chassis through which the lid assembly is movable on the working surface of the process chamber.
  • Such a movable carrier can preferably be moved with an application and leveling device within the process chamber.
  • a connection point can be provided, which can be coupled to the order and leveling device.
  • this coupling point can be designed as a so-called zero-point clamping system, whereby a defined connection of the carrier takes place at the order and leveling device, so that an exact positioning of the carrier for opening the process chamber is made possible.
  • the carrier has a base plate which comprises an open-edged, U-shaped recess
  • the construction cylinder cover has a receptacle, in particular a circumferential groove, through which the structural cylinder is detachably received on the base plate.
  • the lid assembly may be handled by a gripping device according to an alternative embodiment to the carrier.
  • This gripping device comprises at least two, preferably three grippers, which engage in the circumferential groove on the construction cylinder cover to handle the construction cylinder cover and process chamber lid together.
  • the grippers of the gripping device are preferably driven by a common drive.
  • a belt drive may be provided to jointly control the spatially separated from each other aligned gripper.
  • two opposing or for example three in an isosceles triangle positioned mutually arranged gripper are provided.
  • a pivoting movement of a gripping element of the respective gripper is driven by the common drive to transfer the gripping elements in an engaged position in the circumferential groove.
  • a further engagement movement of the respective gripping element of the gripper may be provided to engage in the circumferential groove on the construction cylinder cover.
  • the gripping device can be moved in the process chamber parallel to the working plane and / or at a height to the working plane.
  • the cover assembly can be transferred into the respective stowage position or working position for changing a building cylinder.
  • the object underlying the invention is further solved by a machine for the production of three-dimensional components by selectively solidifying the layers applied, in particular powdered building material by means of acting on the building material jet, wherein for a change of the construction cylinder to the process chamber, a cover assembly according to one of the preceding Embodiments is provided, wherein the lid assembly is arranged in the process chamber.
  • the cover arrangement can be positioned in the process chamber with the application and leveling device for opening the process chamber.
  • the motion components already present in the machine, in particular linear axes, can be used for positioning the lid arrangement.
  • the cover assembly comprises a construction cylinder cover for closing an opening of the construction cylinder and a process chamber lid for closing the opening in the working surface of the process chamber.
  • a secure seal can be provided both during a work process for producing a three-dimensional component and during a change operation of the construction cylinder.
  • a parking position for the lid assembly is provided in the process chamber.
  • This parking position is preferably aligned with a common longitudinal central axis of at least two openings in the process chamber.
  • the object underlying the invention is further achieved by a method for changing a construction cylinder in a machine for producing a three-dimensional component by selectively solidifying a layered applied, in particular powdered, building material by means of a beam acting on the building material, in which a cover assembly according to one of previously described embodiments is positioned in a working position for opening a process chamber, which is associated with the cylinder to be changed and in which the building cylinder is raised in the direction of the process chamber and the opening of the building cylinder is closed by the construction cylinder cover and the building cylinder after closing by the construction cylinder cover lowered in the opposite direction to the process chamber and the opening of the process chamber is closed by the process chamber lid.
  • the process chamber lid is released automatically from the construction chamber cover.
  • the positive interface with at least one connecting element is preferably provided. This positive interface takes the process chamber lid by its gravity on the construction cylinder cover, in particular centrically aligned on.
  • the substrate plate is retracted with the component in the to be changed structural cylinder.
  • the component is positioned within the construction cylinder. A subsequent positioning of the lid assembly by a movement over the opening of the process chamber can be performed freely.
  • an opening of the process chamber at least partially surrounding Ringabsaugvorraum is activated during the lifting movement of the building cylinder to the opening arrangement of the process chamber positioned lid assembly or after the lifting movement.
  • This Ringabsaugvorraum preferably has fluid nozzles, which are applied alternately or simultaneously with pressure and negative pressure to remove the thereby dissolving building material.
  • the construction cylinder is preferably led out after closing with the construction cylinder cover by a lifting movement, in particular lowering movement, from the process chamber and moved below the work surface.
  • a lifting movement in particular lowering movement
  • the opening of the process chamber is closed by the process chamber lid.
  • the opening of the process chamber can be closed simultaneously during a movement to exchange the construction cylinder.
  • a lifting seal abutting the construction cylinder is opened until the process chamber lid closes the opening of the process chamber and then the lifting seal is activated again, so that it bears against the process chamber lid and the Sealing opening of the process chamber.
  • the construction cylinder When changing the construction cylinder is preferably provided that at least during the lifting movement of the construction cylinder from the process chamber out the process chamber with an overpressure, in particular of between 20 mbar to 50 mbar, is applied. This prevents air oxygen entry into the process chamber to prevent undesirable oxidation, particularly hot metal vapor deposits, on the process chamber walls of materials such as aluminum and titanium.
  • the process chamber is preferably charged with an inert gas.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a machine for producing three-dimensional components
  • FIG. 2 shows a schematic detail view of a construction cylinder during a working process for producing a three-dimensional component
  • FIG. 3 shows a perspective view of a cover arrangement
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of the cover arrangement according to FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a schematic view of a carrier of the lid arrangement according to FIG. 3,
  • FIG. 6 to 11 are schematic sectional views of successive steps for closing the construction cylinder and an opening of the process chamber for a subsequent change of the construction cylinder in the machine according to Figure 1,
  • FIG. 12 shows a schematic side view to illustrate the change of the construction cylinders
  • Figure 13 is a schematically enlarged detail view of a resting on the building cylinder construction cylinder cover
  • Figure 14 is a perspective view of an alternative embodiment for positioning the lid assembly to open the process chamber.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a machine 11 for producing a three-dimensional component 12 by sequential solidification of layers of a powdered building material 29.
  • This machine 11 comprises a machine frame 14 and a beam source 15 arranged on the machine frame 14, for example in the form of a laser source.
  • This beam source 15 emits a beam 16, which is deflected and guided via a beam deflection device 18 onto a working plane 20 of a working surface 21 in a process chamber 22.
  • the beam deflection device 18 may be in the form of one or more controllable mirrors, in particular in the form of a scanner.
  • a construction cylinder 24 is provided with a substrate plate 25 which is movable within the construction cylinder 24 in order to create the three-dimensional component 12 based thereon.
  • a storage chamber 27 is provided, through which powdered building material 29 is provided.
  • a collecting chamber 28 is provided.
  • powdery building material 29 is supplied to the building cylinder 24 starting from a right starting position shown in FIG. Unnecessary building material 29 is transferred by means of the application and leveling device 30 into the collecting chamber 28 (left end position), so that this in turn can be processed and reused.
  • the building material 29 is preferably made of a metal or ceramic powder. Other materials suitable and used for laser melting and laser sintering can also be used.
  • the process chamber 22 is preferably hermetically sealed off. This is filled for the production of the three-dimensional component 12 with inert gas or an inert gas to prevent the melting of the building material 29 oxidation.
  • the construction cylinder 24 comprises a cylindrical wall 31, within which the substrate plate 25 is movable up and down with a lifting device 32, wherein only a piston rod 33 and a piston 34 acting on the substrate plate 25 are represented by this lifting device 32.
  • the substrate plate 25 and the piston 34 are detachably connected together by a clamping system.
  • the construction cylinder 24 is received replaceable by a bracket 36.
  • an indexing 37 of the building cylinder 24 is aligned and fixed to the bracket 36. This indexing 37 is releasable to change the construction cylinder 24th
  • a gas seal 38 and a powder seal 39 is preferably provided to seal the structural cylinder 24 downwards.
  • An opening 41 of the construction cylinder 24, in a working position for producing the component 12, in particular, is flush with the working surface 21 of the process chamber 22.
  • On the outer circumference of the opening 41 engages below the working plane 20 to a lifting seal 42.
  • This lifting seal 42 is an opening 46 in the process chamber 22 to the building cylinder 24, in particular to the wall 31 of the construction cylinder 24, both gas-tight and powder-tight finished.
  • This lift seal 42 is activated in a sealing arrangement. For example, this is pressurized by means of a medium.
  • This lifting seal 42 has an enlarged inner circumference in a deactivated state. This allows a retraction of the construction cylinder 24 down.
  • the component 12 is not removed individually from the machine 11. Rather, the building cylinder 24 is taken out with the therein provided component 12 and the component 12 surrounding and not solidified building material 29 from the machine 11 to then insert an empty construction cylinder 24 in the machine 11, so that after this change operation immediately with a new component 12 can be done in the new substitute building cylinder 24. Also, during the changing process in a neighboring construction cylinder 24, a component 12 can be produced.
  • FIG. 5 shows a schematic arrangement from above on a process chamber cover 53 with a construction cylinder cover 52, which are received by the support 57.
  • the process chamber lid 53 rests on the construction cylinder cover 52.
  • the process chamber lid 53 is connected by a positive interface 54 with the construction cylinder cover 52.
  • This positive interface 54 may be formed, for example, by two complementary connecting elements 55, 56. This may be, for example, a conical projection 55, which engages in a depression 56.
  • the two covers 52, 53 are aligned symmetrically with respect to one another and lie in a common central axis.
  • the construction cylinder cover 52 and the process chamber lid 53 are provided together on a support 57.
  • This carrier 57 comprises for receiving a base plate 58.
  • This base plate 58 has an open-edged U-shaped recess 59.
  • This open-edged U-shaped recess 59 is used for releasably receiving the construction cylinder cover 52.
  • This has a circumferential groove 61 which engages the U-shaped recess 59 of the base plate 58.
  • the U-shaped recess 59 has a filling region 60 which is wider in width than the encircling U-shaped groove 61 in order to allow an independent centering of the construction cylinder cover 52 for the correct position in the open-edged U-shaped recess 59.
  • the carrier 57 further comprises a chassis 63.
  • the chassis 63 may, for example, comprise two axles which are aligned parallel to one another and receive rollers.
  • the open-edged U-shaped recess 59 is aligned in the direction of travel of the carrier 57.
  • the construction cylinder cover 52 has a peripheral surface 65, in particular cylindrical or conical peripheral surface 65, which is bounded by a radially outwardly projecting annular collar 66.
  • connection point 64 serves to couple the cover assembly 51 to the application and leveling device 30 in order to control a movement of the cover assembly 51 from a parking position into a working position aligned with the opening 46 of the process chamber 22.
  • the circumferential sealing surface 67 On the construction cylinder cover 52 of the process chamber lid 53 is located, the circumferential sealing surface 67 has a same radial extent as the circumferential groove 61 or protrudes from this.
  • the circumferential sealing surface 67 of the process chamber lid 53 is delimited by a shoulder 68, which forms a bearing surface when the process chamber lid 53 is positioned in the opening 46 of the working surface 21.
  • the carrier 57 further includes the cover plate 71, which is positioned above the U-shaped open-edged recess 59.
  • the distance of the cover plate 71 to the base plate 58 corresponds to the distance or is slightly larger than the distance of the circumferential groove 61 on the construction cylinder cover 52 and an upper side of the process chamber lid 53rd
  • the substrate plate 25 is first moved into the construction cylinder 24 in preparation for the change of the construction cylinder 24.
  • Such a lowered position of the substrate plate 25 is shown in FIG.
  • the application and leveling device 30 is coupled to the lid assembly 51.
  • a connection point 64 shown schematically can be provided.
  • the cover assembly 51 is positioned from a stowed position in the process chamber 22 to the opening 46 of the process chamber 22 by a linear movement of the order and leveling device 30. This is shown in FIG.
  • the construction cylinder 24 is slightly lowered in the activated lifting seal 42. At the same time, an overpressure in the process chamber 22 prevail.
  • an annular suction device 47 surrounding the opening 46 and shown in more detail in FIG. 7 can be activated in order to fluidize still adhering building material 29 in the edge region of the opening 46.
  • This Ringabsaugvorraum 47 can be formed by a plurality of channels, which pass under the lifting seal 42 in a radially encircling annular channel 48. The supplied medium is then blown radially in accordance with arrow 49 over the opening edge of the construction cylinder 24 in its interior. Subsequently, the Ringabsaugvortechnisch 47 is deactivated.
  • the construction cylinder 24 is lifted by the lifting device 32 and retracted into the process chamber 22 according to FIG.
  • the opening 41 of the construction cylinder 24 receives the construction cylinder cover 52.
  • the construction cylinder 24 of the construction cylinder cover 52 and the process chamber lid 53 is fixed while the carrier 57 is moved laterally, so that the cover 52, 53 due to the U-shaped recess 59 in the base plate 58 free from the carrier 57.
  • the lift seal 42 is deactivated.
  • the process chamber lid 53 closes the opening 46 of the process chamber 22.
  • the lift seal 42 is activated, whereby the opening 46 of the process chamber 22 is sealed.
  • the taking of this position shown in Figure 10 can in turn be monitored by at least one sensor element.
  • a further lifting movement of the building cylinder 24 and the console 36 is driven to the process chamber lid 53 of the construction cylinder cover 52 due to the positive interface 54 to solve.
  • the carrier 57 can meanwhile be moved to a stowed position within the process chamber 22.
  • the indexing 37 on the bracket 36 of the lifting device 32 is released. Subsequently, the piston 34 of the lifting device 32 can be further lowered, so that the piston 34 is released relative to the substrate plate 25.
  • the console 36 is held in a change position, so that the building cylinder 24 can be removed with a handling device of the console 46. In this case, the construction cylinder 24 is closed. The hot component 12 and the heated building material 29 remain in the construction cylinder 24th
  • FIG. 13 shows a diagrammatically enlarged detailed view of a construction cylinder cover 52 resting on the construction cylinder 24.
  • the construction cylinder cover 52 may be provided by the peripheral surface 65, which is preferably conical, self-centering at the upper opening edge of the wall 31 of the construction cylinder 24.
  • the relative to the peripheral surface 65 radially projecting annular collar 66 may rest on one end face of the wall 31 of the construction cylinder 24 and form a seal.
  • a layer of a sealing and heat-resistant material may be provided on the annular collar 66.
  • the annular collar 66 forms with the end face of the wall 31 of the construction cylinder 24 an axial seal 69 or an edge seal.
  • the peripheral surface 65 may be additionally formed as a conical peripheral surface and also have a sealing effect.
  • a gripping device 81 is provided instead of the movable carrier 57.
  • This gripping device 81 may be provided fixed in the process chamber 22.
  • this gripping device 81 can be moved within the process chamber 22 by means of the linear axis of the application and leveling device 30.
  • This gripping device 81 preferably comprises three grippers 83, which comprise bar-shaped gripping elements 85, which are provided for engagement in the circumferential groove 61 of the building cylinder 52.
  • the grippers 83 are preferably aligned at the same distance from the lid assembly 51, so that, for example, three grippers 83 a secure receiving the lid assembly 51 is given.
  • the grippers 83 are aligned, for example, in an isosceles triangle to each other.
  • a drive 87 for example a belt, rope, chain or toothed belt drive, can be provided, which comprises a motor 84.
  • gripping elements 85 can be transferred simultaneously into a gripping position in which they engage in the circumferential groove 61 or led out after positioning of the construction cylinder cover 52 in the opening 41 of the construction cylinder 24 from the circumferential groove 61.

Abstract

The invention relates to a cover assembly for a machine (11), as well as a machine and a method for producing a three-dimensional component (12) by selectively solidifying a powder-form build-up material (29) by means of a beam (16) acting on the build-up material (29), comprising a build cylinder cover (51) which sealingly closes an opening (41) of the build cylinder (24) for a changing of a build cylinder (24), and comprising a process chamber cover (53) associated with the build cylinder cover (52), which are detachably connected to one another via an interface (54), wherein the build cylinder cover (52) and the process chamber cover (53) are formed as a manipulatable unit for a changing of the build cylinder (24) and are detachably connected to one another via an interface (54) (Fig. 10).

Description

  • Deckelanordnung für eine Maschine sowie Maschine und Lid arrangement for a machine and machine and
    Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen BauteilenMethod for producing three-dimensional components
  • Die Erfindung betrifft eine Deckelanordnung für eine Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen sowie eine Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles sowie ein Verfahren zum Wechsel eines Bauzylinders in einer Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen des pulverförmigen Aufbaumaterials mittels des auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles.The invention relates to a lid assembly for a machine for the production of three-dimensional components by selective solidification and a machine for the production of three-dimensional components by selectively solidifying a layered building material by means of a beam acting on the building material and a method for changing a building cylinder in a machine for manufacturing of three-dimensional components by selectively solidifying the powdery building material by means of the beam acting on the building material.
  • Aus der DE 10 2015 005 780 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines mittels Strahlung verfestigbaren Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objekts entsprechenden Stellen bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine Prozesskammer, welche von einem Gehäuse umschlossen ist. Der Prozesskammer ist ein Baubehälter sowie eine Aufbringungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Aufbaumaterials auf eine Tragevorrichtung im Baubehälter vorgesehen. Der Baubehälter ist einer Öffnung im Prozesskammerboden zugeordnet. Dieser Baubehälter ist als gesonderter Wechselbehälter oder innerhalb eines Wechselmoduls der Vorrichtung entnehmbar. Hierfür wird der Baubehälter mit einer inertgasdichten Deckeleinrichtung versehen. Die Deckeleinrichtung ist als Schiebedeckel ausgebildet, welche unterhalb des Prozesskammerbodens vorgesehen ist. Durch eine Verschiebebewegung wird die Öffnung des Baubehälters geschlossen. Alternativ kann die Deckeleinrichtung als Rollabdeckung ausgebildet sein, welche in der Funktion dem Schiebedeckel entspricht. Auch kann der Schiebedeckel zum Verschluss des Baubehälters und eine unterhalb des Prozesskammerbodens angeordnete Rollabdeckung zum Verschließen der Öffnung im Prozesskammerboden vorgesehen sein.DE 10 2015 005 780 A1 discloses a device for producing three-dimensional objects by successively solidifying layers of a radiation-hardenable building material at the locations corresponding to the respective cross-section of the object. This device comprises a process chamber, which is enclosed by a housing. The process chamber is a building container and an application device for applying layers of the building material provided on a support device in the building container. The construction container is associated with an opening in the process chamber floor. This building container is removable as a separate swap body or within a removable module of the device. For this purpose, the building container is provided with an inert gas-tight lid device. The cover device is designed as a sliding cover, which is provided below the process chamber floor. By a sliding movement, the opening of the building container is closed. Alternatively, the lid device may be formed as a rolling cover, which corresponds in function to the sliding cover. Also, the sliding cover to the closure of the building container and arranged below the process chamber floor rolling cover for closing the opening may be provided in the process chamber bottom.
  • Aus der EP 2 732 889 A2 ist eine Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen eines schichtweisen, insbesondere pulverförmigen, Aufbaumaterials bekannt. Diese Maschine umfasst ein Maschinengestell sowie eine an dem Maschinengestell angeordnete Strahlquelle, wie beispielsweise eine Laserquelle. Diese Strahlquelle gibt einen Strahl ab, der über eine Strahlablenkungsvorrichtung auf eine Arbeitsebene einer Arbeitsfläche in einer Prozesskammer umgelenkt oder geführt wird. Unterhalb der Arbeitsebene ist ein erster und zweiter Bauzylinder vorgesehen. Jeder Bauzylinder umfasst eine darin auf und ab bewegbare Substratplatte, um darauf aufbauend das dreidimensionale Bauteil zu schaffen. Benachbart zum Bauzylinder ist eine Vorratskammer vorgesehen, durch welche pulverförmiges Aufbaumaterial bereitgestellt wird. Den Bauzylindern gegenüberliegend ist eine Auffangkammer vorgesehen. Durch eine Auftrags- und Nivelliereinrichtung wird pulverförmiges Aufbaumaterial dem oder den Bauzylindern zugeführt. Das nicht benötigte Aufbaumaterial wird mittels der Auftrags- und Nivelliereinrichtung in die Auffangkammer übergeführt.From EP 2 732 889 A2, a machine is known for the production of three-dimensional components by selective solidification of a layered, in particular pulverulent, building material. This machine comprises a machine frame and a beam source arranged on the machine frame, such as a laser source. This beam source emits a beam which is deflected or guided via a beam deflection device onto a working plane of a working surface in a process chamber. Below the working level, a first and second construction cylinder is provided. Each construction cylinder includes a substrate plate movable up and down to provide the three-dimensional component thereon. Adjacent to the building cylinder, a storage chamber is provided through which powdered building material is provided. The construction cylinders opposite a collecting chamber is provided. By a contracting and leveling powdered building material is fed to the one or more Bauzylindern. The construction material that is not required is transferred into the collecting chamber by means of the application and leveling device.
  • Das dreidimensionale Bauteil wird bevorzugt durch Laserschmelzen oder Lasersintern hergestellt. Beim Wechsel eines Bauzylinders wird auf die Öffnung des Bauzylinders ein Deckel positioniert, um eine Kontamination der Umgebung mit dem nichtverfestigen Aufbaumaterial und eine Wechselwirkung mit Luftsauerstoff zu vermeiden.The three-dimensional component is preferably produced by laser melting or laser sintering. When changing a building cylinder, a lid is positioned on the opening of the building cylinder to avoid contamination of the environment with the non-solid building material and an interaction with atmospheric oxygen.
  • Aus der DE 20 2013 009 787 U1 ist eine Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten, insbesondere pulverförmigen, Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles bekannt. Nach der Herstellung des Bauteils wird der Bauzylinder innerhalb der Prozesskammer mit einem Deckel geschlossen. Dabei wird der Deckel mit einer Deckelpositionieranordnung aus einer Position seitlich des Bauzylinders auf die Oberseite des Bauzylinders gefahren und der Bauzylinder geschlossen. Darauffolgend wird der gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtete Bauzylinder aus der Prozesskammer in eine Wechselstation herausgeführt.DE 20 2013 009 787 U1 discloses a machine for producing three-dimensional components by selective solidification of a build-up material applied in layers, in particular pulverulent, by means of a jet acting on the building material. After production of the component, the construction cylinder is closed within the process chamber with a lid. The lid is moved with a Deckelpositionieranordnung from a position laterally of the building cylinder on the top of the building cylinder and closed the building cylinder. Subsequently, the sealed relative to the ambient atmosphere of the construction cylinder is led out of the process chamber in a change station.
  • Durch das Herausführen des gesamten Bauzylinders mit dem darauf positionierten Deckel aus der Prozesskammer tritt das Prozessgas aus der Prozesskammer aus. Zudem kann es zu einer Kontamination des Aufbaumaterials in der Umgebung kommen. Durch einen solchen Wechsel des Bauzylinders ist die Auslegung der Maschine mit mehreren benachbart zueinander angeordneten Bauzylindern nachteilig.By removing the entire construction cylinder with the lid positioned thereon out of the process chamber, the process gas exits the process chamber. In addition, contamination of the building material in the environment can occur. By such a change of the construction cylinder, the design of the machine with several adjacently arranged construction cylinders is disadvantageous.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Deckelanordnung für eine Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen für einen Wechsel eines Bauzylinders in einer Prozesskammer vorzuschlagen, durch welche ein einfacher und schneller Wechsel von Bauzylindern ermöglicht ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen vorzuschlagen, welche bei einem Bauzylinderwechsel sowohl das lose Aufbaumaterial im Bauzylinder als auch die Prozesskammer vor Wechselwirkungen mit Luftsauerstoff schützt. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wechsel eines Bauzylinders in einer Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen vorzuschlagen, welches in einfacher Weise und sicher durchgeführt werden kann.The invention has for its object to propose a cover assembly for a machine for the production of three-dimensional components for a change of a building cylinder in a process chamber through which a simple and quick change of construction cylinders is possible. Furthermore, the invention has for its object to propose a machine for the production of three-dimensional components, which protects both the loose construction material in the construction cylinder and the process chamber from interactions with atmospheric oxygen at a Bauzylinderwechsel. The invention is also based on the object to propose a method for changing a construction cylinder in a machine for the production of three-dimensional components, which can be carried out in a simple manner and safely.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Deckelanordnung für einen Wechsel eines Bauzylinders in einer Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles gelöst, welche einen Bauzylinderdeckel und einen Prozesskammerdeckel umfasst, die durch eine Schnittstelle lösbar miteinander verbunden sind. Der Prozesskammerdeckel und der Bauzylinderdeckel sind als eine handhabbare Einheit für den Wechsel des Bauzylinders ausgebildet. Durch diese Deckelanordnung wird ermöglicht, dass bei einem Wechsel des Bauzylinders in einer Prozesskammer sowohl ein Verschluss einer Öffnung des Bauzylinders als auch ein Verschluss einer Öffnung in einer Arbeitsfläche der Prozesskammer ermöglicht ist. Durch die Ausgestaltung als handhabbare Einheit kann die Deckelanordnung mit dem Prozesskammerdeckel und dem Bauzylinderdeckel gemeinsam zur Öffnung der Prozesskammer positioniert werden, so dass darauffolgend beim Wechsel des Bauzylinders sowohl die Öffnung des Bauzylinders als auch die Öffnung der Prozesskammer geschlossen werden kann. Dadurch wird eine Wechselwirkung mit Luftsauerstoff verhindert, und es kann somit einer Oxidation des Aufbaumaterials entgegengewirkt werden. Gleichzeitig ist die Umgebung bei einem Wechsel des Bauzylinders von einem Austritt des nicht verfestigten und auch heißen Aufbaumaterials geschützt.The object underlying the invention is achieved by a cover assembly for a change of a building cylinder in a machine for the production of three-dimensional components by selectively solidifying a powdery building material by means of a beam acting on the building material, which comprises a construction cylinder cover and a process chamber lid, which by an interface are releasably connected together. The process chamber lid and the construction cylinder cover are designed as a manageable unit for the change of the construction cylinder. By means of this cover arrangement it is made possible that, when the construction cylinder is changed in a process chamber, both a closure of an opening of the construction cylinder and a closure of an opening in a working surface of the process chamber are made possible. Due to the configuration as a manageable unit, the cover assembly can be positioned with the process chamber lid and the construction cylinder cover to open the process chamber, so that subsequently when changing the construction cylinder both the opening of the construction cylinder and the opening of the process chamber can be closed. As a result, an interaction with atmospheric oxygen is prevented, and it can thus be counteracted oxidation of the building material. At the same time the environment is protected in a change of the building cylinder from an outlet of the non-solidified and hot building material.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwischen dem Prozesskammerdeckel und dem Bauzylinderdeckel eine formschlüssige Schnittstelle vorgesehen ist und vorzugsweise diese formschlüssige Schnittstelle durch zumindest ein Verbindungselement gebildet wird, welches den Prozesskammerdeckel zum Baukammerdeckel, insbesondere zentrisch, ausrichtet. Dadurch sind die Prozesskammerdeckel und der Bauzylinderdeckel in einer definierten Lage zueinander ausgerichtet, so dass eine exakte Positionierung der Deckelanordnung zur Öffnung der Prozesskammer ermöglicht und sowohl der Prozesskammerdeckel als auch der Bauzylinderdeckel ausgerichtet sind.It is preferably provided that between the process chamber lid and the construction cylinder cover a positive interface is provided and preferably this positive interface is formed by at least one connecting element, which aligns the process chamber lid to the construction chamber lid, in particular centrally. As a result, the process chamber cover and the construction cylinder cover are aligned in a defined position to each other, so that an exact positioning of the cover assembly for opening the process chamber allows and both the process chamber lid and the construction cylinder cover are aligned.
  • Vorteilhafterweise liegt der Prozesskammerdeckel lose auf dem Bauzylinderdeckel auf. Diese Anordnung stellt eine konstruktiv einfache Ausgestaltung dar und ermöglicht dennoch ein Verschließen der Öffnung des Bauzylinders und darauffolgend der Öffnung der Prozesskammerdeckel bei einer Entnahme des Bauzylinders aus der Prozesskammer.Advantageously, the process chamber lid loosely rests on the construction cylinder cover. This arrangement is a structurally simple embodiment and still allows a closure of the opening of the construction cylinder and subsequently the opening of the process chamber lid at a removal of the construction cylinder from the process chamber.
  • Der Bauzylinderdeckel weist bevorzugt eine konische Umfangsfläche auf, welche mit einem radial abstehenden Ringbund abschließt. Bevorzugt ist oberhalb des Ringbundes die Aufnahme, insbesondere die umlaufende Nut, zur Anordnung des Bauzylinderdeckels mit dem darauf aufliegenden Prozesskammerdeckel im Träger vorgesehen. Die konische Umfangsfläche weist den Vorteil auf, dass eine einfache Zentrierung der handhabbaren Einheit aus Bauzylinderdeckel und Prozesskammerdeckel zur Öffnung des Bauzylinders ermöglicht ist. Zudem kann diese als Dichtfläche wirken. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ringbund abdichtend auf dem oberen Öffnungsrand des Bauzylinders aufliegt. Auch können der Ringbund und die Umfangsfläche gemeinsam eine Abdichtung bilden.The construction cylinder cover preferably has a conical peripheral surface, which terminates with a radially projecting annular collar. Preferably, above the annular collar, the receptacle, in particular the circumferential groove, provided for the arrangement of the construction cylinder cover with the process chamber lid resting thereon in the carrier. The conical peripheral surface has the advantage that a simple centering of the manageable unit made of construction cylinder cover and process chamber lid for opening the construction cylinder is possible. In addition, this can act as a sealing surface. It is preferably provided that the annular collar rests sealingly on the upper opening edge of the building cylinder. Also, the annular collar and the peripheral surface together form a seal.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Prozesskammerdeckel der Deckelanordnung eine umlaufende Dichtfläche aufweist, an welche sich eine Schulter anschließt. Dadurch ist ein einfacher konstruktiver Aufbau des Prozesskammerdeckels gegeben, der nach dem Positionieren in einer Öffnung der Arbeitsfläche der Prozesskammer selbständig in einer Schließposition aufliegt. Durch die umlaufende Dichtfläche, insbesondere zylindrische Dichtfläche, kann eine der Öffnung der Prozesskammer zugeordnete Dichtung an dem Prozesskammerdeckel anliegen und die Prozesskammer abdichten, so dass während des Wechsels eines Bauzylinders in zumindest einem weiteren benachbarten Bauzylinder die Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils ermöglicht wird. Ein Ausströmen eines Prozessgases aus der Prozesskammer wird dadurch verhindert.Furthermore, it is preferably provided that the process chamber lid of the lid assembly has a circumferential sealing surface, which is followed by a shoulder. As a result, a simple structural design of the process chamber lid is given, which rests automatically in a closed position after positioning in an opening of the working surface of the process chamber. Due to the peripheral sealing surface, in particular cylindrical sealing surface, a seal associated with the opening of the process chamber can rest against the process chamber lid and seal the process chamber, so that the production of a three-dimensional component is made possible during the change of a building cylinder in at least one further adjacent building cylinder. Outflow of a process gas from the process chamber is thereby prevented.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Prozesskammerdeckel und der Bauzylinderdeckel von einem verfahrbaren Träger aufgenommen sind. Dies ermöglicht eine einfache Verfahrbewegung der Deckelanordnung auf der Arbeitsfläche der Prozesskammer zur Positionierung der Deckelanordnung zur Öffnung der Prozesskammer.Advantageously, it is provided that the process chamber lid and the construction cylinder cover are received by a movable carrier. This allows a simple movement of the lid assembly on the working surface of the process chamber for positioning the lid assembly for opening the process chamber.
  • Bevorzugt weist der verfahrbare Träger ein Fahrwerk auf, durch welches die Deckelanordnung auf der Arbeitsfläche der Prozesskammer verfahrbar ist. Preferably, the movable carrier on a chassis through which the lid assembly is movable on the working surface of the process chamber.
  • Ein solcher verfahrbarer Träger kann bevorzugt mit einer Auftrags- und Nivelliereinrichtung innerhalb der Prozesskammer verfahren werden. An dem Träger kann eine Anschlussstelle vorgesehen sein, welche mit der Auftrags- und Nivelliereinrichtung koppelbar ist. Insbesondere kann diese Koppelstelle als ein sogenanntes Nullpunktspannsystem ausgebildet sein, wodurch eine definierte Anbindung des Trägers an der Auftrags- und Nivelliereinrichtung erfolgt, so dass eine exakte Positionierung des Trägers zur Öffnung der Prozesskammer ermöglicht ist. Such a movable carrier can preferably be moved with an application and leveling device within the process chamber. On the carrier, a connection point can be provided, which can be coupled to the order and leveling device. In particular, this coupling point can be designed as a so-called zero-point clamping system, whereby a defined connection of the carrier takes place at the order and leveling device, so that an exact positioning of the carrier for opening the process chamber is made possible.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Träger eine Grundplatte aufweist, welche eine randoffene, U-förmige Ausnehmung umfasst, und der Bauzylinderdeckel eine Aufnahme, insbesondere eine umlaufende Nut, aufweist, durch welche der Bauzylinder an der Grundplatte lösbar aufgenommen ist. Durch eine seitliche Verfahrbewegung des Trägers zum Bauzylinderdeckel kann eine einfache Entkopplung des Bauzylinderdeckels zusammen mit dem Prozesskammerdeckel von dem Träger erfolgen, sobald die Öffnung des Bauzylinders an dem Bauzylinderdeckel angreift. Furthermore, it is preferably provided that the carrier has a base plate which comprises an open-edged, U-shaped recess, and the construction cylinder cover has a receptacle, in particular a circumferential groove, through which the structural cylinder is detachably received on the base plate. By a lateral movement of the carrier to the construction cylinder cover a simple decoupling of the construction cylinder cover together with the process chamber cover made by the carrier as soon as the opening of the construction cylinder engages the construction cylinder cover.
  • Die Deckelanordnung kann gemäß einer alternativen Ausführungsform zum Träger durch eine Greifvorrichtung handhabbar sein. Diese Greifvorrichtung umfasst wenigstens zwei, vorzugsweise drei Greifer, welche in die umlaufende Nut an dem Bauzylinderdeckel eingreifen, um den Bauzylinderdeckel und Prozesskammerdeckel gemeinsam zu handhaben.The lid assembly may be handled by a gripping device according to an alternative embodiment to the carrier. This gripping device comprises at least two, preferably three grippers, which engage in the circumferential groove on the construction cylinder cover to handle the construction cylinder cover and process chamber lid together.
  • Die Greifer der Greifvorrichtung sind bevorzugt durch einen gemeinsamen Antrieb angesteuert. Beispielsweise kann ein Riemenantrieb vorgesehen sein, um die räumlich voneinander getrennt zueinander ausgerichteten Greifer gemeinsam anzusteuern. Vorteilhafterweise sind zwei einander gegenüberliegende oder beispielsweise drei in einem gleichschenkligen Dreieck zueinander positioniert angeordnete Greifer vorgesehen. Bevorzugt wird eine Schwenkbewegung eines Greifelementes des jeweiligen Greifers durch den gemeinsamen Antrieb angesteuert, um die Greifelemente in eine Eingriffsposition in die umlaufende Nut überzuführen. Alternativ kann auch eine weitere Eingriffsbewegung des jeweiligen Greifelementes des Greifers vorgesehen sein, um in die umlaufende Nut am Bauzylinderdeckel einzugreifen.The grippers of the gripping device are preferably driven by a common drive. For example, a belt drive may be provided to jointly control the spatially separated from each other aligned gripper. Advantageously, two opposing or for example three in an isosceles triangle positioned mutually arranged gripper are provided. Preferably, a pivoting movement of a gripping element of the respective gripper is driven by the common drive to transfer the gripping elements in an engaged position in the circumferential groove. Alternatively, a further engagement movement of the respective gripping element of the gripper may be provided to engage in the circumferential groove on the construction cylinder cover.
  • Des Weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Greifvorrichtung in der Prozesskammer parallel zur Arbeitsebene und/oder in der Höhe zur Arbeitsebene verfahrbar ist. Dadurch kann die Deckelanordnung in die jeweilige Verstaulage oder Arbeitsposition zum Wechsel eines Bauzylinders überführbar sein.Furthermore, it is advantageously provided that the gripping device can be moved in the process chamber parallel to the working plane and / or at a height to the working plane. As a result, the cover assembly can be transferred into the respective stowage position or working position for changing a building cylinder.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen des schichtweise aufgebrachten, insbesondere pulverförmigen Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles gelöst, bei welchem für einen Wechsel des Bauzylinders zur Prozesskammer eine Deckelanordnung nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen vorgesehen ist, wobei die Deckelanordnung in der Prozesskammer angeordnet ist. Dadurch kann eine Prozessumgebung beim Bauzylinderwechsel vor austretendem und gegebenenfalls noch heißem nicht verfestigtem Aufbaumaterial und einer Wechselwirkung mit Luftsauerstoff geschützt werden.The object underlying the invention is further solved by a machine for the production of three-dimensional components by selectively solidifying the layers applied, in particular powdered building material by means of acting on the building material jet, wherein for a change of the construction cylinder to the process chamber, a cover assembly according to one of the preceding Embodiments is provided, wherein the lid assembly is arranged in the process chamber. As a result, a process environment during the construction cylinder change can be protected from escaping and possibly still hot unconsolidated building material and an interaction with atmospheric oxygen.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Deckelanordnung in der Prozesskammer mit der Auftrags- und Nivelliereinrichtung zur Öffnung der Prozesskammer positionierbar ist. Dadurch sind keine zusätzlichen Handhabungseinrichtungen oder Wechselstationen erforderlich. Vielmehr können die bereits in der Maschine vorhandenen Bewegungskomponenten, insbesondere Linearachsen, zur Positionierung der Deckelanordnung eingesetzt werden.It is preferably provided that the cover arrangement can be positioned in the process chamber with the application and leveling device for opening the process chamber. As a result, no additional handling facilities or changing stations are required. Rather, the motion components already present in the machine, in particular linear axes, can be used for positioning the lid arrangement.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Deckelanordnung einen Bauzylinderdeckel zum Verschließen einer Öffnung des Bauzylinders und einen Prozesskammerdeckel zum Verschließen der Öffnung in der Arbeitsfläche der Prozesskammer umfasst. Dadurch kann bei einer Maschine mit mehreren, der Prozesskammer zugeordneten Bauzylindern während des Wechsels von einem Bauzylinder in einem benachbarten Bauzylinder die Herstellung eines dreidimensionalen Teils durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Taktzeiten und einer Erhöhung der Produktivität.Furthermore, it is preferably provided that the cover assembly comprises a construction cylinder cover for closing an opening of the construction cylinder and a process chamber lid for closing the opening in the working surface of the process chamber. As a result, in the case of a machine having a plurality of construction cylinders assigned to the process chamber, during the changeover from a construction cylinder in an adjacent construction cylinder, the production of a three-dimensional part can be carried out. This allows a reduction in cycle times and an increase in productivity.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass unterhalb der Arbeitsfläche und der Öffnung der Prozesskammer zugeordnet eine Hubdichtung angeordnet ist, welche vorzugsweise mit Druck beaufschlagbar ist und abdichtend an dem Bauzylinder oder dem Prozesskammerdeckel angreift. Dadurch kann eine sichere Abdichtung sowohl während eines Arbeitsprozesses zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils als auch während eines Wechselvorganges des Bauzylinders vorgesehen sein.Furthermore, it is preferably provided that arranged below the working surface and the opening of the process chamber associated with a lifting seal, which is preferably acted upon by pressure and sealingly engages the structural cylinder or the process chamber lid. As a result, a secure seal can be provided both during a work process for producing a three-dimensional component and during a change operation of the construction cylinder.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass in der Prozesskammer eine Parkposition für die Deckelanordnung vorgesehen ist. Diese Parkposition ist bevorzugt zu einer gemeinsamen Längsmittelachse von wenigstens zwei Öffnungen in der Prozesskammer ausgerichtet. Dadurch genügt eine einfache Verfahrbewegung entlang einer Linearachse, um die Deckelanordnung bedarfsorientiert an eine der Öffnungen in der Prozesskammer für einen Wechsel des Bauzylinders zu verfahren.Furthermore, it is preferably provided that a parking position for the lid assembly is provided in the process chamber. This parking position is preferably aligned with a common longitudinal central axis of at least two openings in the process chamber. As a result, a simple movement movement along a linear axis is sufficient in order to move the cover arrangement according to requirements to one of the openings in the process chamber for a change of the construction cylinder.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Wechsel eines Bauzylinders in einer Maschine zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten, insbesondere pulverförmigen, Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles gelöst, bei welchem eine Deckelanordnung nach einem der vorbeschriebenen Ausführungsformen in einer Arbeitsposition zur Öffnung einer Prozesskammer positioniert wird, welcher der zu wechselnde Bauzylinder zugeordnet ist und bei dem der Bauzylinder in Richtung auf die Prozesskammer angehoben wird und die Öffnung des Bauzylinders durch den Bauzylinderdeckel geschlossen wird und der Bauzylinder nach dem Verschließen durch den Bauzylinderdeckel in entgegengesetzter Richtung zur Prozesskammer abgesenkt und die Öffnung der Prozesskammer durch den Prozesskammerdeckel verschlossen wird. Durch diese Deckelanordnung genügt eine Hubbewegung des Bauzylinders entlang einer Hubachse, um aufeinanderfolgend die Öffnung des Bauzylinders und die Öffnung der Prozesskammer zu schließen. Diese Hubachse zur Durchführung der Hubbewegung ist bei der Maschine bereits vorhanden, so dass keine zusätzlichen bewegbaren Achsen erforderlich sind.The object underlying the invention is further achieved by a method for changing a construction cylinder in a machine for producing a three-dimensional component by selectively solidifying a layered applied, in particular powdered, building material by means of a beam acting on the building material, in which a cover assembly according to one of previously described embodiments is positioned in a working position for opening a process chamber, which is associated with the cylinder to be changed and in which the building cylinder is raised in the direction of the process chamber and the opening of the building cylinder is closed by the construction cylinder cover and the building cylinder after closing by the construction cylinder cover lowered in the opposite direction to the process chamber and the opening of the process chamber is closed by the process chamber lid. By means of this cover arrangement, a stroke movement of the construction cylinder along a stroke axis is sufficient to successively close the opening of the construction cylinder and the opening of the process chamber. This lifting axis for carrying out the lifting movement is already present in the machine, so that no additional movable axes are required.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass bei der Hubbewegung des Bauzylinders aus der Prozesskammer heraus der Prozesskammerdeckel sich selbständig vom Baukammerdeckel löst. Hierzu ist bevorzugt die formschlüssige Schnittstelle mit zumindest einem Verbindungselement vorgesehen. Diese formschlüssige Schnittstelle nimmt den Prozesskammerdeckel durch seine Schwerkraft auf dem Bauzylinderdeckel, insbesondere zentrisch ausgerichtet, auf.Furthermore, it is preferably provided that during the stroke movement of the construction cylinder out of the process chamber, the process chamber lid is released automatically from the construction chamber cover. For this purpose, the positive interface with at least one connecting element is preferably provided. This positive interface takes the process chamber lid by its gravity on the construction cylinder cover, in particular centrically aligned on.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass vor dem Positionieren der Deckelanordnung zur Öffnung der Prozesskammer des zu wechselnden Bauzylinders die Substratplatte mit dem Bauteil in den zu wechselnden Bauzylinder eingefahren wird. Dadurch wird das Bauteil innerhalb des Bauzylinders positioniert. Eine darauffolgende Positionierung der Deckelanordnung durch eine Verfahrbewegung über die Öffnung der Prozesskammer kann ungehindert durchgeführt werden.Furthermore, it is preferably provided that before the positioning of the cover assembly for opening the process chamber of the to be changed construction cylinder, the substrate plate is retracted with the component in the to be changed structural cylinder. As a result, the component is positioned within the construction cylinder. A subsequent positioning of the lid assembly by a movement over the opening of the process chamber can be performed freely.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass während der Hubbewegung des Bauzylinders auf die zur Öffnung der Prozesskammer positionierte Deckelanordnung oder nach der Hubbewegung eine die Öffnung der Prozesskammer zumindest teilweise umgebende Ringabsaugvorrichtung aktiviert wird. Dadurch kann das in dem Randbereich der Öffnung der Prozesskammer vorhandene Aufbaumaterial entfernt werden. Diese Ringabsaugvorrichtung weist bevorzugt Fluiddüsen auf, die abwechselnd oder gleichzeitig mit Druck und Unterdruck beaufschlagt werden, um das sich dadurch lösende Aufbaumaterial zu entfernen.Furthermore, it is preferably provided that an opening of the process chamber at least partially surrounding Ringabsaugvorrichtung is activated during the lifting movement of the building cylinder to the opening arrangement of the process chamber positioned lid assembly or after the lifting movement. As a result, the building material present in the edge region of the opening of the process chamber can be removed. This Ringabsaugvorrichtung preferably has fluid nozzles, which are applied alternately or simultaneously with pressure and negative pressure to remove the thereby dissolving building material.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass nach dem Anheben des Bauzylinders in die Prozesskammer und dem Verschließen des Bauzylinders durch den Bauzylinderdeckel die Position des Bauzylinders gehalten und der Träger der Deckelanordnung aus seiner Arbeitsposition herausgefahren wird, bis der Bauzylinderdeckel und der darauf aufliegende Prozesskammerdeckel vom Träger freikommen. Somit kann zum Positionieren der Deckelanordnung für einen Bauzylinderwechsel eine Verfahrbewegung entlang einer Achse genügen und für das Verschließen des Bauzylinders und der Prozesskammer eine weitere Verfahrbewegung in einer weiteren Achse. Somit sind lediglich Verfahrbewegungen in zwei Achsen, die insbesondere senkrecht zueinander ausgerichtet sind, erforderlich, welche die bisherigen Maschinen bereits schon aufweisen.Furthermore, it is preferably provided that after lifting the cylinder in the process chamber and closing the cylinder by the Bauzylinderdeckel the position of the construction cylinder held and the carrier of the lid assembly is moved out of its working position until the Bauzylinderdeckel and the resting thereon process chamber lid from the carrier , Thus, for positioning the cover assembly for a construction cylinder change, a movement movement along one axis can suffice, and for the closing of the construction cylinder and the process chamber, a further movement movement in a further axis. Thus, only traversing movements in two axes, which are aligned in particular perpendicular to each other, required, which already have the previous machines.
  • Der Bauzylinder wird nach dem Verschließen mit dem Bauzylinderdeckel bevorzugt durch eine Hubbewegung, insbesondere Absenkbewegung, aus der Prozesskammer herausgeführt und unterhalb der Arbeitsfläche verfahren. Während dieser Hubbewegung, insbesondere Abwärtsbewegung, wird die Öffnung der Prozesskammer durch den Prozesskammerdeckel geschlossen. Somit kann während einer Verfahrbewegung zum Austausch des Bauzylinders gleichzeitig auch die Öffnung der Prozesskammer geschlossen werden.The construction cylinder is preferably led out after closing with the construction cylinder cover by a lifting movement, in particular lowering movement, from the process chamber and moved below the work surface. During this lifting movement, in particular downward movement, the opening of the process chamber is closed by the process chamber lid. Thus, the opening of the process chamber can be closed simultaneously during a movement to exchange the construction cylinder.
  • Des Weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass nach der Hubbewegung des Bauzylinders aus der Prozesskammer heraus eine an dem Bauzylinder anliegende Hubdichtung geöffnet wird, bis der Prozesskammerdeckel die Öffnung der Prozesskammer verschließt und anschließend die Hubdichtung wieder aktiviert wird, so dass diese an dem Prozesskammerdeckel anliegt und die Öffnung der Prozesskammer abdichtet.Furthermore, it is advantageously provided that, after the lifting movement of the construction cylinder out of the process chamber, a lifting seal abutting the construction cylinder is opened until the process chamber lid closes the opening of the process chamber and then the lifting seal is activated again, so that it bears against the process chamber lid and the Sealing opening of the process chamber.
  • Beim Wechsel des Bauzylinders ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest während der Hubbewegung des Bauzylinders aus der Prozesskammer heraus die Prozesskammer mit einem Überdruck, insbesondere von zwischen 20 mbar bis 50 mbar, beaufschlagt wird. Dadurch wird ein Luftsauerstoffeintritt in die Prozesskammer zur Vermeidung von unerwünschten Oxidationen, insbesondere von heißen Metalldampfablagerungen, an den Prozesskammerwänden von Werkstoffen, wie beispielsweise von Aluminium und Titan, verhindert. Die Prozesskammer wird bevorzugt mit einem Inertgas beaufschlagt. When changing the construction cylinder is preferably provided that at least during the lifting movement of the construction cylinder from the process chamber out the process chamber with an overpressure, in particular of between 20 mbar to 50 mbar, is applied. This prevents air oxygen entry into the process chamber to prevent undesirable oxidation, particularly hot metal vapor deposits, on the process chamber walls of materials such as aluminum and titanium. The process chamber is preferably charged with an inert gas.
  • In einer Wechselposition des Bauzylinders, bei welcher der Bauzylinder abgesenkt und vom Prozesskammerdeckel getrennt ist, wird der verschlossene und mit einem Bauteil versehene Bauzylinder aus der Maschine entnommen und ein neuer mit einem Baudeckel verschlossener Bauzylinder der Wechselposition zugeführt, um einen nachfolgenden Arbeitsprozess durchzuführen. Dadurch wird ermöglicht, dass bei einer Verfahrbewegung des Bauzylinders in eine Arbeitsposition, in welcher der Bauzylinder an die Öffnung der Prozesskammer anschließt, der Bauzylinderdeckel den Prozesskammerdeckel aufnimmt und anschließend wiederum der Bauzylinderdeckel und der darauf aufliegende Prozesskammerdeckel durch den Träger aufgenommen werden können. Durch eine Verfahrbewegung des Trägers auf der Arbeitsfläche greift die U-förmige Ausnehmung der Grundplatte des Trägers in die Nut am Bauzylinderdeckel ein. Der Träger mit den darin aufgenommenen Deckeln kann darauffolgend in eine Verstauposition innerhalb der Prozesskammer verfahren und anschließend ein Aufbauprozess in dem neu eingewechselten Bauzylinder durchgeführt werden.In a change position of the construction cylinder, in which the construction cylinder is lowered and separated from the process chamber lid, the closed and provided with a component construction cylinder is removed from the machine and a new closed with a construction cover cylinder supplied to the change position to perform a subsequent work process. This makes it possible that during a movement of the construction cylinder into a working position, in which the construction cylinder adjoins the opening of the process chamber, the construction cylinder cover receives the process chamber lid and then turn the Bauzylinderdeckel and the resting thereon process chamber lid can be received by the carrier. By a movement of the carrier on the work surface, the U-shaped recess of the base plate of the carrier engages in the groove on the construction cylinder cover. The carrier with the lids received therein can subsequently be moved into a stowed position within the process chamber and subsequently a build-up process can be carried out in the newly inserted construction cylinder.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described in more detail below with reference to the examples shown in the drawings and explained. The features to be taken from the description and the drawings can be applied individually according to the invention individually or in combination in any combination. Show it:
  • Figur 1 eine schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen,FIG. 1 shows a schematic view of a machine for producing three-dimensional components,
  • Figur 2 eine schematische Detailansicht eines Bauzylinders während eines Arbeitsprozesses zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils,FIG. 2 shows a schematic detail view of a construction cylinder during a working process for producing a three-dimensional component,
  • Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Deckelanordnung,FIG. 3 shows a perspective view of a cover arrangement,
  • Figur 4 eine schematische Schnittansicht der Deckelanordnung gemäß Figur 3,FIG. 4 shows a schematic sectional view of the cover arrangement according to FIG. 3,
  • Figur 5 eine schematische Ansicht auf einen Träger der Deckelanordnung gemäß Figur 3,FIG. 5 shows a schematic view of a carrier of the lid arrangement according to FIG. 3,
  • Figuren 6 bis 11 schematische Schnittansichten von aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten zum Verschließen des Bauzylinders und einer Öffnung der Prozesskammer für einen darauffolgenden Wechsel des Bauzylinders in der Maschine gemäß Figur 1, 6 to 11 are schematic sectional views of successive steps for closing the construction cylinder and an opening of the process chamber for a subsequent change of the construction cylinder in the machine according to Figure 1,
  • Figur 12 eine schematische Seitenansicht zur Darstellung des Wechsels der Bauzylinder,FIG. 12 shows a schematic side view to illustrate the change of the construction cylinders,
  • Figur 13 eine schematisch vergrößerte Detailansicht eines auf dem Bauzylinder aufliegenden Bauzylinderdeckels, undFigure 13 is a schematically enlarged detail view of a resting on the building cylinder construction cylinder cover, and
  • Figur 14 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform zum Positionieren der Deckelanordnung zur Öffnung der Prozesskammer.Figure 14 is a perspective view of an alternative embodiment for positioning the lid assembly to open the process chamber.
  • In Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer Maschine 11 zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteiles 12 durch ein aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen Aufbaumaterials 29 dargestellt. Diese Maschine 11 umfasst ein Maschinengestell 14 sowie eine an dem Maschinengestell 14 angeordnete Strahlquelle 15, beispielsweise in Form einer Laserquelle. Diese Strahlquelle 15 gibt einen Strahl 16 ab, der über eine Strahlablenkvorrichtung 18 auf eine Arbeitsebene 20 einer Arbeitsfläche 21 in einer Prozesskammer 22 eingelenkt und geführt wird. Die Strahlablenkvorrichtung 18 kann in Form eines oder mehrerer ansteuerbarer Spiegel, insbesondere in Form eines Scanners, ausgebildet sein. Unterhalb der Arbeitsebene 20 ist ein Bauzylinder 24 mit einer Substratplatte 25 vorgesehen, welche innerhalb des Bauzylinders 24 verfahrbar ist, um darauf aufbauend das dreidimensionale Bauteil 12 zu schaffen. Benachbart zum Bauzylinder 24 ist eine Vorratskammer 27 vorgesehen, durch welche pulverförmiges Aufbaumaterial 29 bereitgestellt wird. Dieser gegenüberliegend zum Bauzylinder 24 ist eine Auffangkammer 28 vorgesehen. Durch eine Auftrags- und Nivelliereinrichtung 30 wird pulverförmiges Aufbaumaterial 29 ausgehend von einer in Figur 1 dargestellten rechten Startposition dem Bauzylinder 24 zugeführt. Nicht benötigtes Aufbaumaterial 29 wird mittels der Auftrags- und Nivelliereinrichtung 30 in die Auffangkammer 28 übergeführt (linke Endposition), so dass dieses wiederum aufbereitet und weiterverwendet werden kann.FIG. 1 shows a schematic view of a machine 11 for producing a three-dimensional component 12 by sequential solidification of layers of a powdered building material 29. This machine 11 comprises a machine frame 14 and a beam source 15 arranged on the machine frame 14, for example in the form of a laser source. This beam source 15 emits a beam 16, which is deflected and guided via a beam deflection device 18 onto a working plane 20 of a working surface 21 in a process chamber 22. The beam deflection device 18 may be in the form of one or more controllable mirrors, in particular in the form of a scanner. Below the working plane 20, a construction cylinder 24 is provided with a substrate plate 25 which is movable within the construction cylinder 24 in order to create the three-dimensional component 12 based thereon. Adjacent to the building cylinder 24, a storage chamber 27 is provided, through which powdered building material 29 is provided. This opposite to the building cylinder 24, a collecting chamber 28 is provided. By means of an application and leveling device 30, powdery building material 29 is supplied to the building cylinder 24 starting from a right starting position shown in FIG. Unnecessary building material 29 is transferred by means of the application and leveling device 30 into the collecting chamber 28 (left end position), so that this in turn can be processed and reused.
  • Das Aufbaumaterial 29 besteht bevorzugt aus einem Metall- oder Keramikpulver. Auch andere für das Laserschmelzen und das Lasersintern geeignete und verwendete Werkstoffe können eingesetzt werden. Die Prozesskammer 22 ist bevorzugt hermetisch abgeriegelt. Diese wird für die Herstellung des dreidimensionalen Bauteiles 12 mit Schutzgas oder einem Inertgas gefüllt, um beim Aufschmelzen des Aufbaumaterials 29 eine Oxidation zu vermeiden.The building material 29 is preferably made of a metal or ceramic powder. Other materials suitable and used for laser melting and laser sintering can also be used. The process chamber 22 is preferably hermetically sealed off. This is filled for the production of the three-dimensional component 12 with inert gas or an inert gas to prevent the melting of the building material 29 oxidation.
  • In Figur 2 ist der Bauzylinder 24 vergrößert und detaillierter dargestellt. Der Bauzylinder 24 umfasst eine zylindrische Wand 31, innerhalb der die Substratplatte 25 mit einer Hubeinrichtung 32 auf und ab bewegbar ist, wobei von dieser Hubeinrichtung 32 lediglich eine Kolbenstange 33 und ein an der Substratplatte 25 angreifender Kolben 34 dargestellt ist. Die Substratplatte 25 und der Kolben 34 sind durch ein Spannsystem lösbar miteinander verbunden. Der Bauzylinder 24 ist von einer Konsole 36 auswechselbar aufgenommen. Durch eine Indexierung 37 ist der Bauzylinder 24 zur Konsole 36 ausgerichtet und fixiert. Diese Indexierung 37 ist lösbar zum Wechsel des Bauzylinders 24.In Figure 2, the building cylinder 24 is enlarged and shown in more detail. The construction cylinder 24 comprises a cylindrical wall 31, within which the substrate plate 25 is movable up and down with a lifting device 32, wherein only a piston rod 33 and a piston 34 acting on the substrate plate 25 are represented by this lifting device 32. The substrate plate 25 and the piston 34 are detachably connected together by a clamping system. The construction cylinder 24 is received replaceable by a bracket 36. By an indexing 37 of the building cylinder 24 is aligned and fixed to the bracket 36. This indexing 37 is releasable to change the construction cylinder 24th
  • Zwischen der Substratplatte 25 und dem Kolben 34 ist bevorzugt eine Gasdichtung 38 sowie eine Pulverdichtung 39 vorgesehen, um den Bauzylinder 24 nach unten hin abzudichten. Eine Öffnung 41 des Bauzylinders 24 schließt in einer Arbeitsposition zum Herstellen des Bauteils 12 insbesondere bündig an die Arbeitsfläche 21 der Prozesskammer 22 an. Am Außenumfang der Öffnung 41 greift unterhalb der Arbeitsebene 20 eine Hubdichtung 42 an. Durch diese Hubdichtung 42 ist eine Öffnung 46 in der Prozesskammer 22 zum Bauzylinder 24, insbesondere zur Wand 31 des Bauzylinders 24, sowohl gasdicht als auch pulverdicht abgeschlossen. Diese Hubdichtung 42 ist in einer abdichtenden Anordnung aktiviert. Beispielsweise ist diese mittels eines Mediums mit Druck beaufschlagt. Diese Hubdichtung 42 weist in einem deaktivierten Zustand einen vergrößerten Innenumfang auf. Dies ermöglicht ein Herausfahren des Bauzylinders 24 nach unten.Between the substrate plate 25 and the piston 34, a gas seal 38 and a powder seal 39 is preferably provided to seal the structural cylinder 24 downwards. An opening 41 of the construction cylinder 24, in a working position for producing the component 12, in particular, is flush with the working surface 21 of the process chamber 22. On the outer circumference of the opening 41 engages below the working plane 20 to a lifting seal 42. By this lifting seal 42 is an opening 46 in the process chamber 22 to the building cylinder 24, in particular to the wall 31 of the construction cylinder 24, both gas-tight and powder-tight finished. This lift seal 42 is activated in a sealing arrangement. For example, this is pressurized by means of a medium. This lifting seal 42 has an enlarged inner circumference in a deactivated state. This allows a retraction of the construction cylinder 24 down.
  • Zur Erhöhung der Produktivität einer solchen Maschine 11 wird das Bauteil 12 nicht einzeln aus der Maschine 11 entnommen. Vielmehr wird der Bauzylinder 24 mit dem darin vorgesehenen Bauteil 12 und dem das Bauteil 12 umgebenden und nicht verfestigten Aufbaumaterial 29 aus der Maschine 11 herausgenommen, um daraufhin einen leeren Bauzylinder 24 in die Maschine 11 einzusetzen, so dass nach diesem Wechselvorgang umgehend die Herstellung mit einem neuen Bauteil 12 im neu eingewechselten Bauzylinder 24 erfolgen kann. Auch kann während des Wechselvorgangs in einem benachbarten Bauzylinder 24 ein Bauteil 12 hergestellt werden.To increase the productivity of such a machine 11, the component 12 is not removed individually from the machine 11. Rather, the building cylinder 24 is taken out with the therein provided component 12 and the component 12 surrounding and not solidified building material 29 from the machine 11 to then insert an empty construction cylinder 24 in the machine 11, so that after this change operation immediately with a new component 12 can be done in the new substitute building cylinder 24. Also, during the changing process in a neighboring construction cylinder 24, a component 12 can be produced.
  • Für diesen Wechsel des Bauzylinders 24 beziehungsweise der Herausnahme des Bauzylinders 24 mit dem Bauteil 12 und dem noch heißen Aufbaumaterial 29 ist eine Deckelanordnung 51 vorgesehen, welche perspektivisch in Figur 3 dargestellt ist. Eine schematische Schnittansicht entlang der Linie III-III in Figur 3 ist in Figur 4 dargestellt, aus welcher der Aufbau der Deckelanordnung 51 mit einem Bauzylinderdeckel 52 und einem Prozesskammerdeckel 53 ersichtlich ist. In dieser Schnittansicht ist ein Träger 57 der Deckelanordnung 51 nicht dargestellt. In Figur 5 ist eine schematische Anordnung von oben auf einen Prozesskammerdeckel 53 mit einem Bauzylinderdeckel 52 dargestellt, welche von dem Träger 57 aufgenommen sind. For this change of the construction cylinder 24 or the removal of the construction cylinder 24 with the component 12 and the still hot building material 29, a cover assembly 51 is provided, which is shown in perspective in Figure 3. A schematic sectional view along the line III-III in Figure 3 is shown in Figure 4, from which the construction of the cover assembly 51 with a construction cylinder cover 52 and a process chamber cover 53 can be seen. In this sectional view, a carrier 57 of the lid assembly 51 is not shown. FIG. 5 shows a schematic arrangement from above on a process chamber cover 53 with a construction cylinder cover 52, which are received by the support 57.
  • Der Prozesskammerdeckel 53 liegt auf dem Bauzylinderdeckel 52 auf. Der Prozesskammerdeckel 53 ist durch eine formschlüssige Schnittstelle 54 mit dem Bauzylinderdeckel 52 verbunden. Diese formschlüssige Schnittstelle 54 kann beispielsweise durch zwei komplementäre Verbindungselemente 55, 56 ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise ein konischer Vorsprung 55 sein, der in eine Vertiefung 56 eingreift. Bevorzugt ist durch die formschlüssige Schnittstelle 54 auch eine Ausrichtung des Prozesskammerdeckels 53 zum Bauzylinderdeckel 52 bezüglich deren Längsmittelachsen gegeben. Insbesondere sind die beiden Deckel 52, 53 symmetrisch zueinander ausgerichtet und liegen in einer gemeinsamen Mittelachse.The process chamber lid 53 rests on the construction cylinder cover 52. The process chamber lid 53 is connected by a positive interface 54 with the construction cylinder cover 52. This positive interface 54 may be formed, for example, by two complementary connecting elements 55, 56. This may be, for example, a conical projection 55, which engages in a depression 56. Preferably, the orientation of the process chamber lid 53 to the construction cylinder cover 52 with respect to the longitudinal center axes given by the positive interface 54. In particular, the two covers 52, 53 are aligned symmetrically with respect to one another and lie in a common central axis.
  • Der Bauzylinderdeckel 52 und der Prozesskammerdeckel 53 sind gemeinsam an einem Träger 57 vorgesehen. Dieser Träger 57 umfasst zu deren Aufnahme eine Grundplatte 58. Diese Grundplatte 58 weist eine randoffene U-förmige Ausnehmung 59 auf. Diese randoffene U-förmige Ausnehmung 59 dient zur lösbaren Aufnahme des Bauzylinderdeckels 52. Dieser weist eine umlaufende Nut 61 auf, welche an der U-förmigen Ausnehmung 59 der Grundplatte 58 angreift. Die U-förmige Ausnehmung 59 weist einen Einfüllbereich 60 auf, der in der Weite breiter als die umlaufende U-förmige Nut 61 ist, um ein selbständiges Zentrieren des Bauzylinderdeckels 52 zur lagerichtigen Anordnung in der randoffenen U-förmigen Ausnehmung 59 zu ermöglichen.The construction cylinder cover 52 and the process chamber lid 53 are provided together on a support 57. This carrier 57 comprises for receiving a base plate 58. This base plate 58 has an open-edged U-shaped recess 59. This open-edged U-shaped recess 59 is used for releasably receiving the construction cylinder cover 52. This has a circumferential groove 61 which engages the U-shaped recess 59 of the base plate 58. The U-shaped recess 59 has a filling region 60 which is wider in width than the encircling U-shaped groove 61 in order to allow an independent centering of the construction cylinder cover 52 for the correct position in the open-edged U-shaped recess 59.
  • Der Träger 57 weist des Weiteren ein Fahrwerk 63 auf. Das Fahrwerk 63 kann beispielsweise zwei Achsen umfassen, die parallel zueinander ausgerichtet sind, und Laufrollen aufnehmen. Die randoffene U-förmige Ausnehmung 59 ist in Fahrtrichtung des Trägers 57 ausgerichtet. The carrier 57 further comprises a chassis 63. The chassis 63 may, for example, comprise two axles which are aligned parallel to one another and receive rollers. The open-edged U-shaped recess 59 is aligned in the direction of travel of the carrier 57.
  • Der Bauzylinderdeckel 52 weist eine Umfangsfläche 65, insbesondere zylindrische oder konische Umfangsfläche 65, auf, welche durch einen radial nach außen vorstehenden Ringbund 66 begrenzt ist. Der konischen Umfangsfläche 65 gegenüberliegend ist dem Ringbund 66 die umlaufende Nut 61 zugeordnet.The construction cylinder cover 52 has a peripheral surface 65, in particular cylindrical or conical peripheral surface 65, which is bounded by a radially outwardly projecting annular collar 66. The conical peripheral surface 65 opposite the annular collar 66 associated with the circumferential groove 61.
  • An einer Außenseite des Trägers 57 oder einer Außenseite einer Deckplatte 71 kann eine Anschlussstelle 64 vorgesehen sein. Diese Anschlussstelle 64 dient zur Ankopplung der Deckelanordnung 51 an die Auftrags- und Nivelliereinrichtung 30, um eine Verfahrbewegung der Deckelanordnung 51 aus einer Parkposition in eine zur Öffnung 46 der Prozesskammer 22 ausgerichtete Arbeitsposition anzusteuern.On an outer side of the carrier 57 or an outer side of a cover plate 71, a connection point 64 may be provided. This connection point 64 serves to couple the cover assembly 51 to the application and leveling device 30 in order to control a movement of the cover assembly 51 from a parking position into a working position aligned with the opening 46 of the process chamber 22.
  • Auf dem Bauzylinderdeckel 52 liegt der Prozesskammerdeckel 53 auf, dessen umlaufende Dichtfläche 67 eine gleiche radiale Erstreckung wie die umlaufende Nut 61 aufweist oder gegenüber dieser hervorsteht. Die umlaufende Dichtfläche 67 des Prozesskammerdeckels 53 ist durch eine Schulter 68 begrenzt, die eine Auflagefläche bei einer Positionierung des Prozesskammerdeckels 53 in der Öffnung 46 der Arbeitsfläche 21 bildet. On the construction cylinder cover 52 of the process chamber lid 53 is located, the circumferential sealing surface 67 has a same radial extent as the circumferential groove 61 or protrudes from this. The circumferential sealing surface 67 of the process chamber lid 53 is delimited by a shoulder 68, which forms a bearing surface when the process chamber lid 53 is positioned in the opening 46 of the working surface 21.
  • Der Träger 57 weist des Weiteren die Deckplatte 71 auf, welche oberhalb der U-förmigen randoffenen Ausnehmung 59 positioniert ist. Der Abstand der Deckplatte 71 zur Grundplatte 58 entspricht dem Abstand oder ist geringfügig größer als der Abstand der umlaufenden Nut 61 an dem Bauzylinderdeckel 52 und einer Oberseite des Prozesskammerdeckels 53.The carrier 57 further includes the cover plate 71, which is positioned above the U-shaped open-edged recess 59. The distance of the cover plate 71 to the base plate 58 corresponds to the distance or is slightly larger than the distance of the circumferential groove 61 on the construction cylinder cover 52 and an upper side of the process chamber lid 53rd
  • Nachfolgend wird die Funktionsweise der Deckelanordnung 51 gemäß den Figuren 3, 4 und 5 bei einem Wechsel des Bauzylinders 24 zur Prozesskammer 22 anhand der Figuren 6 bis 12 näher erläutert.The mode of operation of the cover assembly 51 according to FIGS. 3, 4 and 5 will be explained in more detail in the case of a change of the construction cylinder 24 to the process chamber 22 with reference to FIGS. 6 to 12.
  • Ausgehend von einer Anordnung der Substratplatte 25 im Bauzylinder 24 gemäß Figur 2 wird in Vorbereitung auf den Wechsel des Bauzylinders 24 zunächst die Substratplatte 25 in den Bauzylinder 24 eingefahren. Eine solche abgesenkte Position der Substratplatte 25 ist in Figur 6 dargestellt. Während oder nach der Absenkbewegung der Substratplatte 25 wird die Auftrags- und Nivelliereinrichtung 30 mit der Deckelanordnung 51 gekoppelt. Hierfür kann eine schematisch dargestellte Anschlussstelle 64 vorgesehen sein. Darauffolgend wird durch eine lineare Verfahrbewegung der Auftrags- und Nivelliereinrichtung 30 die Deckelanordnung 51 aus einer Verstauposition in der Prozesskammer 22 zur Öffnung 46 der Prozesskammer 22 positioniert. Dies ist in Figur 6 dargestellt.Starting from an arrangement of the substrate plate 25 in the construction cylinder 24 according to FIG. 2, the substrate plate 25 is first moved into the construction cylinder 24 in preparation for the change of the construction cylinder 24. Such a lowered position of the substrate plate 25 is shown in FIG. During or after the lowering movement of the substrate plate 25, the application and leveling device 30 is coupled to the lid assembly 51. For this purpose, a connection point 64 shown schematically can be provided. Subsequently, the cover assembly 51 is positioned from a stowed position in the process chamber 22 to the opening 46 of the process chamber 22 by a linear movement of the order and leveling device 30. This is shown in FIG.
  • Der Bauzylinder 24 wird bei der aktivierten Hubdichtung 42 geringfügig abgesenkt. Gleichzeitig kann ein Überdruck in der Prozesskammer 22 herrschen. Zusätzlich kann eine die Öffnung 46 umgebende und in Figur 7 näher dargestellte Ringabsaugvorrichtung 47 aktiviert werden, um noch anhaftendes Aufbaumaterial 29 im Randbereich der Öffnung 46 zu fluidisieren. Diese Ringabsaugvorrichtung 47 kann durch mehrere Kanäle gebildet werden, welche unterhalb der Hubdichtung 42 in einen radial umlaufenden Ringkanal 48 übergehen. Das zugeführte Medium wird dann radial gemäß Pfeil 49 über den Öffnungsrand des Bauzylinders 24 in dessen Innenraum geblasen. Darauffolgend wird die Ringabsaugvorrichtung 47 deaktiviert.The construction cylinder 24 is slightly lowered in the activated lifting seal 42. At the same time, an overpressure in the process chamber 22 prevail. In addition, an annular suction device 47 surrounding the opening 46 and shown in more detail in FIG. 7 can be activated in order to fluidize still adhering building material 29 in the edge region of the opening 46. This Ringabsaugvorrichtung 47 can be formed by a plurality of channels, which pass under the lifting seal 42 in a radially encircling annular channel 48. The supplied medium is then blown radially in accordance with arrow 49 over the opening edge of the construction cylinder 24 in its interior. Subsequently, the Ringabsaugvorrichtung 47 is deactivated.
  • Der Bauzylinder 24 wird gemäß Figur 8 durch die Hubeinrichtung 32 angehoben und in die Prozesskammer 22 eingefahren. Die Öffnung 41 des Bauzylinders 24 nimmt den Bauzylinderdeckel 52 auf. Durch den Bauzylinder 24 wird der Bauzylinderdeckel 52 und der Prozesskammerdeckel 53 fixiert, während der Träger 57 seitlich verfahren wird, so dass die Deckel 52, 53 aufgrund der U-förmigen Ausnehmung 59 in der Grundplatte 58 von dem Träger 57 freikommen.The construction cylinder 24 is lifted by the lifting device 32 and retracted into the process chamber 22 according to FIG. The opening 41 of the construction cylinder 24 receives the construction cylinder cover 52. By the construction cylinder 24 of the construction cylinder cover 52 and the process chamber lid 53 is fixed while the carrier 57 is moved laterally, so that the cover 52, 53 due to the U-shaped recess 59 in the base plate 58 free from the carrier 57.
  • Anschließend wird der Bauzylinder 24, insbesondere gleichzeitig mit der Substratplatte 25, abgesenkt, wie dies in Figur 9 dargestellt ist. Zuvor wird die Hubdichtung 42 deaktiviert. In einer ersten Phase der Hubbewegung aus der Prozesskammer 22 heraus verschließt der Prozesskammerdeckel 53 die Öffnung 46 der Prozesskammer 22. Die Hubdichtung 42 wird aktiviert, wodurch die Öffnung 46 der Prozesskammer 22 abgedichtet wird. Die Einnahme dieser in Figur 10 dargestellten Position kann wiederum durch zumindest ein Sensorelement überwacht werden. Darauffolgend wird eine weitere Hubbewegung des Bauzylinders 24 bzw. der Konsole 36 angesteuert, um den Prozesskammerdeckel 53 von dem Bauzylinderdeckel 52 aufgrund der formschlüssigen Schnittstelle 54 zu lösen. Der Träger 57 kann währenddessen in eine Verstauposition innerhalb der Prozesskammer 22 verfahren werden.Subsequently, the construction cylinder 24, in particular simultaneously with the substrate plate 25, lowered, as shown in Figure 9. Previously, the lift seal 42 is deactivated. In a first phase of the lifting movement out of the process chamber 22, the process chamber lid 53 closes the opening 46 of the process chamber 22. The lift seal 42 is activated, whereby the opening 46 of the process chamber 22 is sealed. The taking of this position shown in Figure 10 can in turn be monitored by at least one sensor element. Subsequently, a further lifting movement of the building cylinder 24 and the console 36 is driven to the process chamber lid 53 of the construction cylinder cover 52 due to the positive interface 54 to solve. The carrier 57 can meanwhile be moved to a stowed position within the process chamber 22.
  • In einer weiteren Wechselphase gemäß Figur 11 wird die Indexierung 37 an der Konsole 36 der Hubeinrichtung 32 gelöst. Darauffolgend kann der Kolben 34 der Hubeinrichtung 32 weiter abgesenkt werden, so dass der Kolben 34 sich gegenüber der Substratplatte 25 löst. Die Konsole 36 wird in einer Wechselposition gehalten, so dass der Bauzylinder 24 mit einer Handhabungseinrichtung von der Konsole 46 entnommen werden kann. Dabei ist der Bauzylinder 24 geschlossen. Das heiße Bauteil 12 und das aufgeheizte Aufbaumaterial 29 bleiben im Bauzylinder 24.In a further change phase according to FIG. 11, the indexing 37 on the bracket 36 of the lifting device 32 is released. Subsequently, the piston 34 of the lifting device 32 can be further lowered, so that the piston 34 is released relative to the substrate plate 25. The console 36 is held in a change position, so that the building cylinder 24 can be removed with a handling device of the console 46. In this case, the construction cylinder 24 is closed. The hot component 12 and the heated building material 29 remain in the construction cylinder 24th
  • Diese Herausnahme des Bauzylinders 24 aus der Maschine 11 und ein gleichzeitiges Zuführen eines leeren oder neuen Bauzylinders 24 ist in Figur 12 dargestellt. Nach dem Aufsetzen des leeren Bauzylinders 24 auf der Konsole 36 werden die vorbeschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen, um den Bauzylinder 24 für einen nachfolgenden Arbeitsprozess zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils 12 bereitzustellen.This removal of the construction cylinder 24 from the machine 11 and a simultaneous feeding of an empty or new construction cylinder 24 is shown in FIG. After placing the empty building cylinder 24 on the console 36, the above-described steps are performed in reverse order to provide the building cylinder 24 for a subsequent work process for producing a three-dimensional component 12.
  • In Figur 13 ist eine schematisch vergrößerte Detailansicht eines auf dem Bauzylinder 24 aufliegenden Bauzylinderdeckels 52 dargestellt. Der Bauzylinderdeckel 52 kann durch die Umfangsfläche 65, die bevorzugt konisch ausgebildet ist, selbstzentrierend am oberen Öffnungsrand der Wand 31 des Bauzylinders 24 vorgesehen sein. Der gegenüber der Umfangsfläche 65 radial hervorstehende Ringbund 66 kann auf einer Stirnseite der Wand 31 des Bauzylinders 24 aufliegen und eine Abdichtung bilden. Insbesondere kann an dem Ringbund 66 eine Schicht aus einem abdichtenden und hitzebeständigen Material vorgesehen sein. Der Ringbund 66 bildet mit der Stirnseite der Wand 31 des Bauzylinders 24 eine axiale Dichtung 69 bzw. eine Kantendichtung. Auch kann die Umfangsfläche 65 zusätzlich als konische Umfangsfläche ausgebildet sein und auch abdichtend wirken.FIG. 13 shows a diagrammatically enlarged detailed view of a construction cylinder cover 52 resting on the construction cylinder 24. The construction cylinder cover 52 may be provided by the peripheral surface 65, which is preferably conical, self-centering at the upper opening edge of the wall 31 of the construction cylinder 24. The relative to the peripheral surface 65 radially projecting annular collar 66 may rest on one end face of the wall 31 of the construction cylinder 24 and form a seal. In particular, a layer of a sealing and heat-resistant material may be provided on the annular collar 66. The annular collar 66 forms with the end face of the wall 31 of the construction cylinder 24 an axial seal 69 or an edge seal. Also, the peripheral surface 65 may be additionally formed as a conical peripheral surface and also have a sealing effect.
  • In Figur 14 ist eine alternative Ausführungsform der Deckelanordnung 51 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass anstelle des verfahrbaren Trägers 57 eine Greifvorrichtung 81 vorgesehen ist. Diese Greifvorrichtung 81 kann ortsfest in der Prozesskammer 22 vorgesehen sein. Alternativ kann diese Greifvorrichtung 81 mittels der Linearachse der Auftrags- und Nivelliereinrichtung 30 innerhalb der Prozesskammer 22 verfahrbar sein. Diese Greifvorrichtung 81 umfasst bevorzugt drei Greifer 83, welche stegförmige Greifelemente 85 umfassen, die zum Eingreifen in die umlaufende Nut 61 des Bauzylinders 52 vorgesehen sind. Die Greifer 83 sind vorzugsweise im gleichen Abstand zur Deckelanordnung 51 ausgerichtet, so dass durch beispielsweise drei Greifer 83 eine sichere Aufnahme der Deckelanordnung 51 gegeben ist. Die Greifer 83 sind beispielsweise in einem gleichschenkligen Dreieck zueinander ausgerichtet. Zum gemeinsamen Antreiben der Greifelemente 85 kann ein Antrieb 87, beispielsweise ein Riemen-, Seil-, Ketten- oder Zahnriemenantrieb, vorgesehen sein, der einen Motor 84 umfasst. Dadurch können Greifelemente 85 gleichzeitig in eine Greifposition übergeführt werden, in welcher diese in die umlaufende Nut 61 angreifen oder nach dem Positionieren des Bauzylinderdeckels 52 in der Öffnung 41 des Bauzylinders 24 aus der umlaufenden Nut 61 herausgeführt werden.In Figure 14, an alternative embodiment of the lid assembly 51 is shown. In this embodiment, it is provided that instead of the movable carrier 57, a gripping device 81 is provided. This gripping device 81 may be provided fixed in the process chamber 22. Alternatively, this gripping device 81 can be moved within the process chamber 22 by means of the linear axis of the application and leveling device 30. This gripping device 81 preferably comprises three grippers 83, which comprise bar-shaped gripping elements 85, which are provided for engagement in the circumferential groove 61 of the building cylinder 52. The grippers 83 are preferably aligned at the same distance from the lid assembly 51, so that, for example, three grippers 83 a secure receiving the lid assembly 51 is given. The grippers 83 are aligned, for example, in an isosceles triangle to each other. For the common driving of the gripping elements 85, a drive 87, for example a belt, rope, chain or toothed belt drive, can be provided, which comprises a motor 84. As a result, gripping elements 85 can be transferred simultaneously into a gripping position in which they engage in the circumferential groove 61 or led out after positioning of the construction cylinder cover 52 in the opening 41 of the construction cylinder 24 from the circumferential groove 61.
  • Der Ablauf und die Arbeitsweise zum Wechseln eines Bauzylinders 24 ist analog zu den vorbeschriebenen Figuren 6 bis 12. Sofern diese Greifvorrichtung 81 oberhalb der Prozesskammer 22 angeordnet ist, findet lediglich eine Verfahrbewegung der Greifvorrichtung 81 in vertikaler Richtung auf den Bauzylinder 24 zu und wieder davon weg statt. Dabei ist die Deckelanordnung 51 in einer Verstaulage derart von der Arbeitsfläche 21 abgehoben, so dass die Auftrags- und Nivelliereinrichtung 30 auf der Arbeitsfläche 21 vollständig über die Öffnung 22 der Arbeitsebene 20 verfahren werden kann.The procedure and procedure for changing a construction cylinder 24 is analogous to the above-described Figures 6 to 12. If this gripping device 81 is disposed above the process chamber 22, only one movement of the gripping device 81 in the vertical direction on the building cylinder 24 and back away instead of. In this case, the cover assembly 51 is lifted off from the working surface 21 in a stowing position such that the application and leveling device 30 can be moved completely over the opening 22 of the working plane 20 on the working surface 21.

Claims (27)

  1. Deckelanordnung für eine Maschine (11) zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (12) durch selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials (29) mittels eines auf das Aufbaumaterial (29) einwirkenden Strahles (16),Lid assembly for a machine (11) for producing a three-dimensional component (12) by selectively solidifying a powdery building material (29) by means of a jet (16) acting on the building material (29),
    - mit einem Bauzylinderdeckel (52), der für einen Wechsel eines Bauzylinders (24) eine Öffnung (41) des Bauzylinders (24) abdichtend schließt, und- With a construction cylinder cover (52) sealingly closes an opening (41) of the construction cylinder (24) for a change of a building cylinder (24), and
    - mit einem dem Bauzylinderdeckel (52) zugeordneten Prozesskammerdeckel (53), die durch eine Schnittstelle (54) lösbar miteinander verbunden sind,- with a construction cylinder cover (52) associated process chamber lid (53), which are detachably connected to each other by an interface (54),
    dadurch gekennzeichnet, characterized,
    - dass der Bauzylinderdeckel (52) und der Prozesskammerdeckel (53) als eine handhabbare Einheit für einen Wechsel des Bauzylinders (24) ausgebildet sind.- That the construction cylinder cover (52) and the process chamber lid (53) are formed as a manageable unit for a change of the construction cylinder (24).
  2. Deckelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (54) zwischen dem Bauzylinderdeckel (52) und Prozesskammerdeckel (53) formschlüssig ausgebildet ist und der Prozesskammerdeckel (53) und der Bauzylinderdeckel (52) durch komplementäre Verbindungselemente (55, 56) zueinander, insbesondere zentrisch zueinander, ausgerichtet sind.Lid assembly according to claim 1, characterized in that the interface (54) between the construction cylinder cover (52) and process chamber lid (53) is positively formed and the process chamber lid (53) and the Bauzylinderdeckel (52) by complementary connecting elements (55, 56) to each other, in particular centric to each other, are aligned.
  3. Deckelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesskammerdeckel (53) auf dem Bauzylinderdeckel (52) lose aufliegt.Lid arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the process chamber lid (53) rests loosely on the construction cylinder cover (52).
  4. Deckelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauzylinderdeckel (52) eine Umfangsfläche (65) aufweist, welche mit einem sich radial nach außen erstreckenden Ringbund (66) abgeschlossen ist und oberhalb des Ringbundes (66) die umlaufende Nut (61) vorgesehen ist.Lid assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the construction cylinder cover (52) has a peripheral surface (65) which is closed with a radially outwardly extending annular collar (66) and above the annular collar (66) the circumferential groove (61). is provided.
  5. Deckelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesskammerdeckel (53) eine umlaufende Dichtfläche (67), insbesondere zylindrische Dichtfläche (67) aufweist, an welche sich eine Schulter (68) anschließt.Lid arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the process chamber cover (53) has a peripheral sealing surface (67), in particular a cylindrical sealing surface (67), which is adjoined by a shoulder (68).
  6. Deckelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesskammerdeckel (53) und der Bauzylinderdeckel (52) in einen verfahrbaren Träger (57) gelagert sind.Lid arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the process chamber cover (53) and the construction cylinder cover (52) are mounted in a movable carrier (57).
  7. Deckelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (57) ein Fahrwerk (63) aufweist, durch welches der Bauzylinderdeckel (52) und Prozesskammerdeckel (53) auf einer Arbeitsfläche (21) der Prozesskammer (22) verfahrbar sind.Lid assembly according to claim 6, characterized in that the carrier (57) has a chassis (63) through which the construction cylinder cover (52) and process chamber lid (53) on a working surface (21) of the process chamber (22) are movable.
  8. Deckelanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (57) eine Anschlussstelle (64) vorgesehen ist, die mit einem Greifer einer Auftrags- und Nivelliereinrichtung (30) verbindbar ist und der Träger (57) durch die Auftrags- und Nivelliereinrichtung (30) zu dem zu wechselnden Bauzylinder (24) positionierbar ist. Lid assembly according to claim 6 or 7, characterized in that on the support (57) a connection point (64) is provided, which is connectable to a gripper of a contracting and leveling device (30) and the carrier (57) by the order and Leveling device (30) is positioned to be changed to the construction cylinder (24).
  9. Deckelanordnung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (57) eine Grundplatte (58) mit einer U-förmigen, randoffenen Ausnehmung (59) aufweist, durch welche der Bauzylinderdeckel (52) mit der umlaufenden Nut (61) an der Grundplatte (58) lösbar in der U-förmigen, randoffenen Ausnehmung (59) aufgenommen und aus dieser herausführbar ist.Cover assembly according to claim 6 to 8, characterized in that the carrier (57) has a base plate (58) with a U-shaped, open-edged recess (59) through which the construction cylinder cover (52) with the circumferential groove (61) on the Base plate (58) releasably received in the U-shaped, open-edged recess (59) and can be led out of this.
  10. Deckelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesskammerdeckel (53) und der Bauzylinderdeckel (52) mit einer Greifvorrichtung (81) handhabbar sind.Lid arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the process chamber cover (53) and the construction cylinder cover (52) with a gripping device (81) are manageable.
  11. Deckelanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (81) wenigstens zwei Greifer (83), vorzugsweise drei Greifer (83), aufweist, die jeweils zumindest ein Greifelement (85) umfassen, welche in die umlaufende Nut (61) des Bauzylinderdeckels (52) eingreifen.Lid assembly according to claim 10, characterized in that the gripping device (81) at least two grippers (83), preferably three grippers (83), each comprising at least one gripping element (85) which in the circumferential groove (61) of the construction cylinder cover (52) intervene.
  12. Greifvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (83) durch einen gemeinsamen Antrieb (87) aus einer Greifposition in eine Ruheposition ansteuerbar sind.Gripping device according to claim 10 or 11, characterized in that the grippers (83) can be actuated by a common drive (87) from a gripping position into a rest position.
  13. Deckelanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifelemente (85) der zumindest zwei Greifer (83) durch eine Drehbewegung zum Eingreifen in die umlaufende Nut (61) des Bauzylinderdeckels (52) durch den Antrieb (87) ansteuerbar sind.Lid assembly according to one of claims 10 to 12, characterized in that the gripping elements (85) of the at least two grippers (83) by a rotational movement to engage in the circumferential groove (61) of the construction cylinder cover (52) by the drive (87) are controllable ,
  14. Deckelanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (81) in der Prozesskammer (22) parallel und/oder in der Höhe veränderbar zur Arbeitsebene (20) verfahrbar ist.Lid arrangement according to one of claims 10 to 13, characterized in that the gripping device (81) in the process chamber (22) parallel and / or variable in height to the working plane (20) is movable.
  15. Maschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen (12) durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials (29) mittels eines auf das Aufbaumaterial (29) einwirkenden Strahles (16), Machine for producing three-dimensional components (12) by selectively consolidating a build-up material (29) applied in layers by means of a jet (16) acting on the building material (29),
    - mit zumindest einer Prozesskammer (22), welche zumindest eine in einer X-/Y-Ebene ausgerichtete Arbeitsfläche (21) aufweist, der zumindest ein Bauzylinder (24) auswechselbar zugeordnet ist, in welchem eine Substratplatte (25) verfahrbar angesteuert ist und auf welcher das dreidimensionale Bauteil (12) erzeugt wird,- With at least one process chamber (22), which has at least one aligned in an X- / Y-plane working surface (21), the at least one building cylinder (24) is assigned interchangeable, in which a substrate plate (25) is driven movable and on which the three-dimensional component (12) is produced,
    - mit einer Strahlquelle (15) zur Erzeugung des Strahles (16) und zumindest einer Strahlablenkvorrichtung (18), durch welche der zumindest eine Strahl (16) auf das zu verfestigende Aufbaumaterial (29) im Bauzylinder (24) abgelenkt ist,- With a beam source (15) for generating the beam (16) and at least one beam deflection device (18) through which the at least one beam (16) is deflected onto the building material to be solidified (29) in the construction cylinder (24),
    - mit einer Auftrags- und Nivelliereinrichtung (30), welche oberhalb der Arbeitsfläche (21) zum Aufbringen des Aufbaumaterials (29) relativ zum zumindest einen Bauzylinder (24) verfahrbar ist,- With an order and leveling device (30) which is movable above the working surface (21) for applying the building material (29) relative to at least one building cylinder (24),
    - mit einer Hubeinrichtung (32), welche den Bauzylinder (24) zumindest in eine Arbeitsebene (20) der Arbeitsfläche (21) zu einer Öffnung (46) der Prozesskammer (22) verfährt und einen Kolben (34) umfasst, der die Substratplatte (25) in dem Bauzylinder (24) verfahrbar ansteuert,- with a lifting device (32) which moves the building cylinder (24) at least into a working plane (20) of the working surface (21) to an opening (46) of the process chamber (22) and comprises a piston (34), the substrate plate ( 25) in the building cylinder (24) moves movable,
    dadurch gekennzeichnet,characterized,
    - dass eine Deckelanordnung (51) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in der Prozesskammer (22) vorgesehen ist.- That a cover assembly (51) according to any one of claims 1 to 14 in the process chamber (22) is provided.
  16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelanordnung (51) in der Prozesskammer (22) mit der Auftrags- und Nivelliereinrichtung (30) zur Öffnung (46) der Prozesskammer (22) verfahrbar ist.Machine according to claim 15, characterized in that the cover arrangement (51) in the process chamber (22) with the application and leveling device (30) to the opening (46) of the process chamber (22) is movable.
  17. Maschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelanordnung (51) einen Bauzylinderdeckel (52) zum Verschließen einer Öffnung (41) des Bauzylinders (24) und einen Prozesskammerdeckel (53) zum Verschließen der Öffnung (46) in der Arbeitsfläche (21) der Prozesskammer (22) umfasst.A machine according to claim 15 or 16, characterized in that the lid assembly (51) comprises a building cylinder cover (52) for closing an opening (41) of the building cylinder (24) and a process chamber lid (53) for closing the opening (46) in the work surface (Fig. 21) of the process chamber (22).
  18. Maschine nach Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Arbeitsfläche (21) und der Öffnung (46) der Prozesskammer (22) zugeordnet eine Hubdichtung (42) vorgesehen ist, welche mit Druck beaufschlagbar ist und abdichtend an einer Wand (31) des Bauzylinders (24) oder an dem Prozesskammerdeckel (53) angreift.Machine according to claim 15 to 17, characterized in that below the working surface (21) and the opening (46) of the process chamber (22) associated with a lifting seal (42) is provided, which is acted upon by pressure and sealingly on a wall (31). the construction cylinder (24) or on the process chamber lid (53) attacks.
  19. Maschine nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerstelle der Deckelanordnung (51) in einer gemeinsamen Längsmittelachse von wenigstens zwei Öffnungen (46) in der Prozesskammer (22) zur Anordnung von Bauzylindern (24) vorgesehen ist. Machine according to one of claims 15 to 18, characterized in that a bearing point of the cover assembly (51) in a common longitudinal central axis of at least two openings (46) in the process chamber (22) for the arrangement of construction cylinders (24) is provided.
  20. Verfahren zum Wechseln eines Bauzylinders (24) in einer Maschine (11) zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (12) durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials (29) mittels eines auf das Aufbaumaterial (29) einwirkenden Strahles (16),Method for changing a construction cylinder (24) in a machine (11) for producing a three-dimensional component (12) by selectively solidifying a build-up material (29) applied in layers by means of a jet (16) acting on the building material (29),
    - bei dem zum Wechsel des Bauzylinders (24) in der Prozesskammer (22) ein Bauzylinderdeckel (52) auf die Öffnung (41) des Bauzylinders (24) aufgesetzt wird und der Bauzylinder (24) von der Prozesskammer (22) entfernt wird,in which a construction cylinder cover (52) is placed on the opening (41) of the construction cylinder (24) to change the construction cylinder (24) in the process chamber (22) and the construction cylinder (24) is removed from the process chamber (22),
    dadurch gekennzeichnet, characterized,
    - dass eine Deckelanordnung (51) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 in eine Arbeitsposition zu einer Öffnung (46) der Prozesskammer (22) positioniert wird, welcher der zu wechselnde Bauzylinder (24) zugeordnet ist,in that a cover arrangement (51) according to one of claims 1 to 14 is positioned in a working position to an opening (46) of the process chamber (22), to which the construction cylinder (24) to be changed is assigned,
    - dass der Bauzylinder (24) in Richtung auf die Prozesskammer (22) angehoben und die Öffnung (41) des Bauzylinders (24) durch den Bauzylinderdeckel (52) geschlossen wird, - that the building cylinder (24) is raised in the direction of the process chamber (22) and the opening (41) of the construction cylinder (24) by the construction cylinder cover (52) is closed,
    - dass der Bauzylinder (24) entgegengesetzt zur Prozesskammer (22) abgesenkt und die Öffnung (46) der Prozesskammer (22) mit dem Prozesskammerdeckel (53) verschlossen wird.- That the building cylinder (24) opposite to the process chamber (22) is lowered and the opening (46) of the process chamber (22) with the process chamber lid (53) is closed.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Positionieren der Deckelanordnung (51) zur Öffnung der Prozesskammer (22) die Substratplatte (25) mit dem Bauteil (12) in den Bauzylinder (24) eingefahren wird.A method according to claim 20, characterized in that prior to positioning the lid assembly (51) for opening the process chamber (22), the substrate plate (25) with the component (12) is retracted into the building cylinder (24).
  22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass während der Hubbewegung des Bauzylinders (24) auf die Deckelanordnung (51) zu oder nach der Hubbewegung eine die Öffnung (46) der Prozesskammer (22) zumindest teilweise umgebende Ringabsaugvorrichtung (47) aktiviert wird, welche Fluiddüsen oder einen Ringkanal (48) aufweisen, die abwechselnd mit einem Druck und einem Unterdruck beaufschlagt werden.A method according to claim 20 or 21, characterized in that during the lifting movement of the building cylinder (24) on the cover assembly (51) or after the lifting movement of the opening (46) of the process chamber (22) at least partially surrounding Ringabsaugvorrichtung (47) is activated , which fluid nozzles or an annular channel (48), which are alternately acted upon by a pressure and a negative pressure.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anheben des Bauzylinders (24) und dem Verschließen des Bauzylinders (24) durch den Bauzylinderdeckel (52) die Position des Bauzylinders (24) gehalten wird und der Träger (57) aus der Arbeitsposition herausgefahren wird, bis der Bauzylinderdeckel (52) und der Prozesskammerdeckel (53) gegenüber dem Träger (57) freikommen.Method according to one of claims 20 to 22, characterized in that after lifting the construction cylinder (24) and closing the construction cylinder (24) by the construction cylinder cover (52) the position of the construction cylinder (24) is held and the support (57) is moved out of the working position until the Bauzylinderdeckel (52) and the process chamber lid (53) with respect to the carrier (57) free.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauzylinder (24) mit dem darauf positionierten Bauzylinderdeckel (52) durch eine Hubbewegung aus der Prozesskammer (22) herausgeführt und unterhalb die Arbeitsfläche (21) verfahren wird und die Öffnung (46) der Prozesskammer (22) durch den Prozesskammerdeckel (53) geschlossen wird.Method according to one of claims 20 to 23, characterized in that the construction cylinder (24) with the construction cylinder cover (52) positioned thereon is guided out of the process chamber (22) by a lifting movement and moved below the working surface (21) and the opening (46 ) of the process chamber (22) through the process chamber lid (53) is closed.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass während der Hubbewegung des Bauzylinders (24) aus der Prozesskammer (22) heraus die an dem Bauzylinder (24) anliegende Hubdichtung (42) geöffnet wird, bis der Prozesskammerdeckel (53) die Öffnung (46) der Prozesskammer (22) verschließt und nach dem Verschließen der Öffnung (46) der Prozesskammer (22) die Hubdichtung (42) geschlossen wird, so dass diese abdichtend an dem Prozesskammerdeckel (53) anliegt.Method according to one of claims 20 to 24, characterized in that during the lifting movement of the construction cylinder (24) out of the process chamber (22) out of the construction cylinder (24) adjacent the stroke seal (42) is opened until the process chamber lid (53) Closing opening (46) of the process chamber (22) and after closing the opening (46) of the process chamber (22), the lifting seal (42) is closed, so that this sealingly against the process chamber lid (53).
  26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Hubbewegung des Bauzylinders (24) aus der Prozesskammer (22) die Prozesskammer (22) mit einem Überdruck, insbesondere von 20 mbar bis 50 mbar, beaufschlagt wird.A method according to claim 24 or 25, characterized in that at least during the lifting movement of the construction cylinder (24) from the process chamber (22), the process chamber (22) with an overpressure, in particular from 20 mbar to 50 mbar, is applied.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wechselposition, in welcher der Bauzylinder (24) gegenüber der Arbeitsfläche (21) abgesenkt und zum Prozesskammerdeckel (53) getrennt ist, der verschlossene Bauzylinder (24) mit dem darin enthaltenen Bauteil (12) entnommen und ein neuer, insbesondere leerer Bauzylinder (24), mit einem darauf angeordneten Bauzylinderdeckel (52), für einen nachfolgenden Arbeitsprozess zugeführt wird.Method according to one of claims 24 to 26, characterized in that in a change position, in which the building cylinder (24) relative to the working surface (21) lowered and the process chamber lid (53) is separated, the closed building cylinder (24) with the therein contained Removed component (12) and a new, in particular empty construction cylinder (24), with a construction cylinder cover (52) disposed thereon, is supplied for a subsequent work process.
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