EP3740335A1 - Verfahren zur ermittlung von daten zur verbesserten steuerung einer vorrichtung zur herstellung von gegenständen nach der methode des selektiven pulverschmelzens sowie vorrichtung dazu - Google Patents

Verfahren zur ermittlung von daten zur verbesserten steuerung einer vorrichtung zur herstellung von gegenständen nach der methode des selektiven pulverschmelzens sowie vorrichtung dazu

Info

Publication number
EP3740335A1
EP3740335A1 EP18807311.8A EP18807311A EP3740335A1 EP 3740335 A1 EP3740335 A1 EP 3740335A1 EP 18807311 A EP18807311 A EP 18807311A EP 3740335 A1 EP3740335 A1 EP 3740335A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
irradiated
irradiation
layer
optimized
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP18807311.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Fockele
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.)
Realizer GmbH
Original Assignee
Realizer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Realizer GmbH filed Critical Realizer GmbH
Publication of EP3740335A1 publication Critical patent/EP3740335A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80—Data acquisition or data processing
    • B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method for determining data for
  • the invention also provides a device for producing articles by the selective powder melting method and for carrying out the method, the device being adapted to the following steps a) to e)
  • the radiation sources are mostly lasers, so that the term selective laser melting has also become established in the art for this technology.
  • the prior art can be referred, for example, to DE 101 12 591 A1, WO 2013/079581 A1, DE 199 05 067 A1, DE 10 2005 014 483 A1, EP 1 839 781 B1, DE 10 2009 006 189 A1 or DE 103 20 085 A1 be referenced.
  • the article to be produced is usually built up in layers from a fine-grained powdery material in accordance with CAD data or derived geometry description, wherein the material powder is fused in accordance with a cross-sectional pattern of the article associated with the respective layer by selective irradiation. so that it solidifies on solidifying at the irradiated sites to coherent areas.
  • the location-selective irradiation is usually carried out by means of a beam deflecting the laser beam controlled deflecting, which is controlled by means of a control device on the basis of Geometriebecombiningsoire of the object to be produced.
  • the control information is usually derived and provided by a microcomputer or process computer in accordance with a corresponding program from CAD data.
  • the preparation of the next material powder layer then takes place on the layer which has been finally fused selectively by irradiation and partially.
  • an irradiation step is then carried out in the manner explained above.
  • the object thus arises layer by layer.
  • powder materials are in particular various metals in question, including z.
  • ceramic material powder or multi-component powder can be used in selective laser melting. Furthermore, with the method of selective laser melting almost all imaginable forms of objects can be produced, whereby it is predestined for the production of intricately shaped machine elements, prostheses, jewelry, etc.
  • the generation of a shaped body using the technique of selective laser melting requires a complete control of the geometric data of a component.
  • the individual layers are data-wise from a three-dimensional geometry, eg. As an STL data set generated.
  • the laser beam scans the areas to be remelted in the respective powder layer during an irradiation process. During this scanning process, traces of molten metal powder are formed which combine the volume element by volume element and layer by layer to form a dense metal part in accordance with the geometry description data of the molded article.
  • irradiation parameters come z.
  • As the laser power a laser modulation, focusing and / or the scanning speed of the laser beam and the respective geometric beam guidance on the currently irradiated layer in question.
  • a problem with the layered production of moldings from powder materials by the method of selective laser melting is that the physical properties of the originating Shaped bodies may vary from step to step with each remelted volume element.
  • One reason for this is the permanent change in the thermal conductivity as well as the heat capacity of the molded article by increasing the remelt solidified volume at various points during the building process.
  • the temperature increase induced with a specific energy input per unit of time at the respective irradiation site depends strongly on the heat dissipation capacity of the surroundings of the irradiation site and furthermore also on the heat capacity of the surroundings of the irradiation site and on the radiation absorption capacity or refractive power at the irradiation location.
  • the problem here is that the heat dissipation of the powder material often differs significantly from the heat dissipation of already in the course of the construction process by remelting solidified material of the already prepared portion of the molding. If the respective irradiation site is essentially surrounded exclusively by material powder, the heat generated at the irradiation site can not flow off very well and it can easily lead to local overheating of the material far beyond its melting temperature. If, on the other hand, the irradiation site under consideration is essentially surrounded by already solidified material, then heat can flow better due to the better heat dissipation of the environment and it is not so easy to overheat at the irradiation site. Because of these effects, it may happen that different areas of a shaped body are remelted depending on its geometry with quite significantly different temperatures during its production, which can lead to the formation of mechanical stresses in the molding and uneven shrinkage of the molding during the solidification process.
  • Proposals have also already been made for pyrometrically detecting the respective actual temperature at the respective irradiation location of the powder layer and, in the case of a deviation of the actual temperature, from the desired temperature. Temperature to regulate the radiant energy input per unit time and area in the sense of minimizing the temperature deviation.
  • WO 2013/079581 A1 discloses a method of selective laser melting for the Fier ein of a shaped body, according to which the locally selective energy input per unit time and unit area at a respective irradiation location on the respective currently irradiated layer depending on the heat dissipation of a respective defined, immediate , Three-dimensional surrounding area of the irradiation site selected and automatically modulated by adjusting irradiation parameters, such as energy density of the radiation at the irradiation site and / or duration of irradiation of the irradiation site.
  • the volume fraction is already determined by merging material powder-solidified material within this environmental region from the geometry description data of the shaped body.
  • the site-selective energy input per unit time and area unit at the irradiation site is chosen to be greater in the context of possible tolerances, the greater the heat dissipation capacity of its surrounding area. This method has yielded comparatively good results.
  • the object of the present invention is to provide a method for determining data for the improved control of a device for the production of articles by the method of selective powder melting, for the implementation of which a device with the features mentioned is used.
  • the local heating of the material or possibly emitted by the respective currently irradiated point by emission and reflection radiation by means of at least one sensor contactless in association with localization data of the irradiated body concerned or / and in association with a respective one Measure is detected for the heat dissipation capacity of a defined environmental region of the relevant irradiation point representing value, and
  • the irradiation parameters used to irradiate a respective location of the prepared powder layer are preferably selected in magnitude as a function of the heat dissipation capability of a respective defined, immediate, three-dimensional ambient region of the irradiation site, such that the energy of the radiation per unit of time and area unit at the impact location of the irradiation site Beam at a respective irradiated position
  • a heat dissipation capacity of a defined environment can be determined in a simple manner for each irradiation site (or each voxel), so that a value for the irradiation energy input per unit time and area unit can also be selected in association with the geometry description data for each irradiation location , Taking into account these data, the appropriate irradiation parameters can then be selected according to type and size for the actual construction of an object according to the method of selective laser melting. With such a procedure, good results have already been achieved in practice in the production of such articles.
  • the present invention also aims at further optimizing irradiation parameters for the production of certain geometric features of objects by the method of selective laser melting in order to set the temperatures at the irradiated points of a layer during irradiation as equal as possible.
  • the data recorded according to the present invention provide metrological values for optimizing the irradiation parameters used.
  • the correspondingly optimized irradiation parameters or energy input values are archived in association with respective localization data for irradiation sites and can later be applied for use in the production of articles having the particular geometric feature.
  • the correspondingly optimized irradiation parameters can be archived in association with the heat dissipation properties of defined environmental regions to values to be irradiated and later used in the production of articles by the method of selective laser melting.
  • the proportion of the volume of the surrounding area solidified at the time of irradiation by remelting powder is preferably selected, as described, for example, in WO
  • the constructed article has a plurality of particular geometrical features, such that irradiation parameters optimized on the basis of the acquired data may also be determined for further of the plurality of determined geometric features to be used in the fabrication of articles having at least one of these geometric features.
  • certain geometric features may be, for example, the following features:
  • the local heating of the material at the points currently irradiated is preferably detected pyrometrically by means of a radiation-sensitive sensor, for example as a temperature measure.
  • a radiation-sensitive sensor for example as a temperature measure.
  • the radiation detection of the radiation emitted by the currently irradiated points and their evaluation need not be limited to the heat radiation range or IR range, but may extend into the visible spectrum and beyond.
  • the irradiation parameters are preferably optimized on the basis of the acquired data in such a way that, when the optimized irradiation parameters are used for the corresponding production of an article, temperature differences between the irradiated points of a respective material layer during fusion of the pulverulent material are largely minimized.
  • the optimized irradiation parameters determined on the basis of the acquired data are preferably selected from the following group of irradiation parameters:
  • the focus setting or radiation energy density as a function of the irradiation sites in the case of variably focusable radiation, the focus setting or radiation energy density as a function of the irradiation sites,
  • the respective geometrical beam guidance of the laser beam on the uppermost layer currently to be irradiated is considered as a specific optimized irradiation parameter.
  • distances, lengths and orientations of lines or tracks, which are drawn in the beam guide from the point of impact of the laser beam on the respective powder layer can be varied dynamically.
  • This approach can be generalized to the extent that an order of the volume elements (voxels) in a respective layer in which the volume elements are irradiated by the laser beam can be determined as the optimized irradiation parameter of the geometric beam guidance.
  • a further preferred variant of the method according to the invention is characterized in that, with regard to the production of an object, its geometry description data are examined for the occurrence of a geometric feature for which no optimized irradiation parameters have yet been determined according to the method, and in the event of such a feature of the invention product to be manufactured and optimized for this feature according to at least one of the preceding claims are determined and archived for use in the future production of such a feature. In this way, the catalog of optimized irradiation parameters in association with relevant geometric features can be extended continuously and automatically.
  • the invention further provides an apparatus for carrying out the method according to the invention.
  • the device comprises:
  • an irradiation device for irradiating a respective last-prepared material powder layer on the support in a cross-sectional region of the article to be produced, with a radiation which melts the material powder in the region of the irradiated points,
  • At least one sensor for non-contact detection of the radiation emitted by the currently irradiated points of the material
  • control device for controlling the powder layer preparation device and the irradiation device
  • Data processing means for recording the data provided by the at least one sensor in association with respective localization data of the irradiated sites and / or in association with a measure of the heat dissipation capability of a respective defined surrounding area of the irradiated sites. to determine optimized irradiation parameters in association with respective localization data and / or in association with a measure of the politiciansableitput a respective defined surrounding area of the irradiated sites representing values based on the recorded data and for storing the optimized irradiation parameters in association with respective localization data and / or in association with a measure of the heat dissipation capability of a respective defined environmental region of the irradiated sites.
  • FIG. 2 a and FIG. 2 b show an environmental region of the instantaneously irradiated point 33 of the article 25 in an enlarged representation in side view and in plan view.
  • FIG. 3 shows a parameter function diagram
  • the device has in a (not shown) housing on a support 1 as a construction platform, which is controlled height adjustable along a guide 3.
  • a shaped body is built up in layers from material powder 28, for example metal powder, by fusing the material powder 28 corresponding to a cross section of the shaped body to be produced by locally selective irradiation in each relevant layer becomes.
  • the irradiation takes place by means of variably focusable laser radiation 5.
  • the radiation source used is at least one controllable laser 7.
  • a beam deflecting device 9 directs the laser beam 5 to the point currently to be irradiated on the uppermost powder layer 11 on the carrier 1.
  • the control of the beam deflecting device deflecting the laser beam 5 takes place by means of a control device 13 on the basis of geometry description data of the shaped article to be produced.
  • 34 denotes a beam splitter in FIG. 1 and FIG.
  • a controllable powder layer preparation device designates a controllable powder layer preparation device in the figures. This comprises a powder feed channel 17, which is fed from a (not shown) powder source with material powder 28. Denoted at 19 is a smoothing slide which, after lowering the carrier 1, is displaceable back and forth over the complete carrier 1 by the amount of a powder layer thickness in order to distribute new powder 28 as a smoothed powder layer thereon.
  • the control of the height adjustment of the carrier 1, the laser 7, the beam deflecting device 9 and the powder layer preparation device 15 takes place by means of the control device 13.
  • shaped bodies are a bar 21 with sections of different diameters, furthermore a cuboid 23, an ellipsoidal body 25, a hexagonal column 27 and three shaped bodies with roof-like overhangs 27 of different orientations. The latter are already built up and embedded in the powder volume.
  • the irradiation of the uppermost powder layer 1 1 takes place to form a further cross-sectional layer 29 of the ellipsoidal body 25.
  • the radiation sensors 31, in which e.g. can act around pyrometer sensors the radiation emitted by the currently irradiated point 33 radiation is detected.
  • the measurement data obtained thereby or temperature data derived therefrom are stored in association with localization data of the respective irradiated point. This is likewise carried out under the control of the control device 13.
  • appropriate temperature data or corresponding radiation-dependent data in association with the relevant localization data of the irradiated points are preferably determined and archived for all irradiated points of the shaped bodies 21-27.
  • the irradiation parameters are optimized so that temperature differences are minimized at the irradiated points of the powder layer in the production of a respective shaped body.
  • results from the method according to FIG. 1 can be applied in order to produce it as stress-free as possible.
  • the molded body 35 has a partially ellipsoidal shape in its lower region 37, so that data from the production of the ellipsoid 25 in FIG. 1 can be used for the production of this lower region.
  • the molded body 35 further has, above this partially ellipsoidal area 37, a roof-shaped overhang 39, during the production of which information from the production of a roof-shaped overhang 39 is obtained.
  • hang 27 can be used from Figure 1.
  • the molded body 35 still has an upper cuboidal section 41, for the Fier ein information from the production of the molding 23 in Figure 1 can be used. Any built-up supports of the moldings can also be included in the present considerations.
  • FIG. 2 a the surrounding area of the currently irradiated point 33, which is identified by 32 in FIG. 1, is shown enlarged.
  • FIG. 2b shows this surrounding area in plan view.
  • a certain proportion by volume of material 42 already solidified by remelted powder is occupied at the current irradiation time, whereas the residual volume of this surrounding area 32 is occupied by material powder 28.
  • an ambient region 32 of an irradiated point 33 is assigned the greater heat dissipation capacity the greater its volume fraction of material 42 already solidified by remelting.
  • a respective surrounding area 32 can theoretically be subdivided into small, preferably equal volume elements 43 (voxels 43), of which two voxels 43 are shown by way of example in FIG. 2a.
  • a preferred size range for the voxels is between 20pm and 400pm.
  • a voxel may e.g. have a height of 50pm and a plan diameter or plan diagonal length of 120pm.
  • the ratio of said volumes can be easily determined and used as a measure of the heat dissipation of the Estimate surrounding area 32.
  • the optimized irradiation parameters determined according to the method of the present invention can also be assigned and dependent on archived in the manner described above, the heat dissipation capacity of the surrounding area irradiated bodies and later applied accordingly in the production of moldings by the method of selective laser melting.
  • FIG. 3 shows a parameter function diagram in which parameter functions for the parameters laser power (P L ), laser beam scanning speed (V s ) and the laser beam (E D ) energy density adjustable by focusing adjustment of the laser beam depend on the volume fraction of already remelted material from surrounding areas radiating bodies are registered.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Mittels einer Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Laserschmelzens wird unter Anwendung bestimmter Bestrahlungsparameter wenigstens ein Gegenstand (21, 23, 25, 26, 27) aufgebaut, welcher wenigstens ein bestimmtes geometrisches Merkmal aufweist, wobei dabei an aktuell bestrahlten Stellen (33) die davon ausgehende Strahlung, insbesondere die lokale Erwärmung des Werkstoffs mittels wenigstens eines Sensors (31) berührungsfrei in Zuordnung zu Lokalisierungsdaten der betreffenden bestrahlten Stelle (33) erfasst wird und wobei auf der Basis der erfassten Daten optimierte Bestrahlungsparameter bestimmt - und in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten zu bestrahlender Stellen archiviert werden zur Anwendung bei der Herstellung von Gegenständen, die das bestimmte geometrische Merkmal aufweisen, nach der Methode des selektiven Laserschmelzens.

Description

Verfahren zur Ermittlung von Daten zur verbesserten Steuerung einer Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens sowie Vorrichtung dazu
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Daten zur
verbesserten Steuerung einer Vorrichtung zur Herstellung von
Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem, insbesondere metallischem Werkstoff, nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des jeweils herzustellenden Gegenstands. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens sowie zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, folgende Schritte a) bis e) bei
Herstellung eines Gegenstands durchzuführen: a) - Präparieren einer Schicht des pulverförmigen Werkstoffs auf einem Träger,
b) - Bestrahlen der präparierten Schicht des pulverförmigen Werkstoffs in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich des herzustellenden Gegenstands mit einer das Werkstoffpulver im Bereich der bestrahlten Stellen zum Verschmelzen bringenden Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, nach Maßgabe von bestimmten Bestrahlungsparametern,
c) - Präparieren einer nächsten Schicht des pulverförmigen Werkstoffs auf der zuletzt bestrahlten Schicht,
d) - Bestrahlen dieser nächsten Schicht in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich des herzustellenden Gegenstands mit einer das Werkstoffpulver im Bereich der bestrahlten Stellen zum Ver- schmelzen bringenden Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, nach Maßgabe von bestimmten Strahlungsparametern,
e) - Wiederholen der Schritte c) und d) bis zur gewünschten Ausbaustufe, insbesondere dem vollständigen Aufbau des herzustellenden Gegenstands.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens sind in diversen Ausgestaltungen bekannt. Als Strahlungsquellen kommen zumeist Laser infrage, so dass sich in der Fachwelt auch die Bezeichnung selektives Laserschmelzen für diese Technologie durchgesetzt hat.
Zum Stand der Technik kann beispielsweise auf die DE 101 12 591 A1 , WO 2013/079581 A1 , DE 199 05 067 A1 , DE 10 2005 014 483 A1 , EP 1 839 781 B1 , DE 10 2009 006 189 A1 oder DE 103 20 085 A1 verwiesen werden.
Beim selektiven Laserschmelzen wird der herzustellende Gegenstand (Formkörper) üblicherweise nach Maßgabe von CAD-Daten bzw. von davon abgeleiteten Geometriebeschreibungsdaten schichtweise aus einem feinkörnigen, pulvrigen Werkstoff aufgebaut, wobei das Werkstoffpulver entsprechend einem der jeweiligen Schicht zugeordneten Querschnittsmuster des Gegenstands durch ortsselektives Bestrahlen verschmolzen wird, so dass es beim Erstarren danach an den bestrahlten Stellen zu zusammenhängenden Bereichen verfestigt wird.
Das ortselektive Bestrahlen erfolgt üblicherweise mittels einer den Laserstrahl gesteuert ablenkenden Strahlumlenkeinrichtung, welche mittels einer Steuereinrichtung auf der Basis von Geometriebeschreibungsdaten des herzustellenden Gegenstands gesteuert wird. Die Steuerinformationen werden üblicherweise von einem Mikrocomputer oder Prozessrechner nach Maßga- be eines entsprechenden Programms aus CAD-Daten abgeleitet und bereitgestellt. Nach entsprechender Bestrahlung einer Schicht erfolgt dann die Präparation der nächsten Werkstoffpulverschicht auf der zuletzt durch Bestrahlen selektiv und bereichsweise verschmolzenen Schicht. Nach Ausbildung einer an ihrer Oberfläche hinreichend glatten Werkstoffpulverschicht erfolgt dann wieder ein Bestrahlungsschritt in der vorstehend erläuterten Weise. Der Gegenstand entsteht somit Schicht für Schicht. Als Pulvermaterialien kommen insbesondere diverse Metalle infrage, darunter z. B. Stahl, Titan, Gold, Tantal und weitere. Auch keramisches Werkstoffpulver oder mehrkomponentiges Pulver kann beim selektiven Laserschmelzen eingesetzt werden. Ferner sind mit der Methode des selektiven Laserschmelzens nahezu alle erdenklichen Formen von Gegenständen herstellbar, wodurch sie für die Herstellung von kompliziert geformten Maschinenelementen, Prothesen, Schmuckstücken usw. prädestiniert ist.
Die Generierung eines Formkörpers mithilfe der Technik des selektiven Laserschmelzens setzt eine vollständige Kontrolle der Geometriedaten eines Bauteils voraus. Die einzelnen Schichten werden datenmäßig aus einer dreidimensionalen Geometrie, z. B. eines STL-Datensatzes, erzeugt. Wie schon erwähnt, tastet der Laserstrahl die umzuschmelzenden Bereiche in der jeweiligen Pulverschicht während eines Bestrahlungsvorgangs ab. Bei diesem Abtastvorgang entstehen Spuren aus aufgeschmolzenem Metallpulver, die sich Volumenelement für Volumenelement und Schicht für Schicht zu einem dichten Metallteil nach Maßgabe der Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers vereinigen. Als Bestrahlungsparameter kommen z. B. die Laserleistung, eine Lasermodulation, Fokussierung oder/und die Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahls sowie die jeweilige geometrische Strahlführung auf der aktuell zu bestrahlenden Schicht infrage. Ein Problem bei der schichtweisen Herstellung von Formkörpern aus Pul- vermaterialien nach dem Verfahren des selektiven Laserschmelzens besteht darin, dass die physikalischen Eigenschaften des in Entstehung befindlichen Formkörpers von Schritt zu Schritt mit jedem umgeschmolzenen Volumenelement variieren können. Ein Grund hierfür ist die permanente Änderung der Wärmeleitfähigkeit und auch der Wärmekapazität des Formkörpers durch Zunahme des durch Umschmelzen verfestigten Volumens an verschiedensten Stellen während des Aufbauprozesses. Die mit einem bestimmten Energieeintrag pro Zeiteinheit am jeweiligen Bestrahlungsort herbeigeführte Temperaturerhöhung hängt stark vom Wärmeableitvermögen der Umgebung des Bestrahlungsorts sowie weiterhin auch von der Wärmekapazität der Umgebung des Bestrahlungsorts sowie vom Bestrahlungsabsorptionsvermögen bzw. Refexionsvermögen am Bestrahlungsort ab.
Problematisch ist dabei, dass das Wärmeableitvermögen des Pulvermaterials sich oft erheblich von dem Wärmeableitvermögen des im Verlauf des Bauprozesses bereits durch Umschmelzen verfestigten Materials des schon hergestellten Bereichs des Formkörpers unterscheidet. Ist der jeweilige Bestrahlungsort im Wesentlichen ausschließlich von Werkstoffpulver umgeben, so kann die am Bestrahlungsort entstehende Wärme nicht sehr gut abfließen und es kann leicht zu einer lokalen Überhitzung des Werkstoffs weit über dessen Schmelztemperatur hinaus kommen. Ist hingegen der betrachtete Bestrahlungsort im Wesentlichen von bereits verfestigtem Material umgeben, so kann Wärme aufgrund des besseren Wärmeableitvermögens der Umgebung besser abfließen und es kommt nicht so leicht zu Überhitzungen am Bestrahlungsort. Aufgrund dieser Effekte kann es dazu kommen, dass unterschiedliche Bereiche eines Formkörpers abhängig von dessen Geometrie mit durchaus erheblich unterschiedlichen Temperaturen bei dessen Herstellung umgeschmolzen werden, was zur Ausbildung von mechanischen Spannungen in dem Formkörper und zu ungleichmäßigen Schrumpfvorgängen des Formkörpers beim Erstarrungsvorgang führen kann.
Es sind auch bereits Vorschläge gemacht worden, die jeweilige Ist- Temperatur am jeweiligen Bestrahlungsort der Pulverschicht pyrometrisch zu erfassen und im Falle einer Abweichung der Ist-Temperatur von der Soll- Temperatur den Strahlungsenergieeintrag pro Zeit- und Flächeneinheit im Sinne einer Minimierung der Temperaturabweichung zu regeln.
Bei einer komplizierteren Geometrie des Formkörpers kann es Vorkommen, dass bei dessen Fierstellung Zonen durchaus stark unterschiedlicher Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit längs der Bestrahlungsspur des Laserstrahls in dichter Folge einander abwechseln. Überstreicht der Laserstrahl eine solche Zone raschen und starken Wechsels der Wärmeleit- bzw. Wärmekapazitätseigenschaften des Materials, so kann es Vorkommen, dass auch bei Anwendung einer solchen Closed-Loop-Regelung zu hohe Temperaturen am Bestrahlungsort entstehen, die schließlich Materialspannungen und Materialverzug zur Folge haben.
Aus der WO 2013/079581 A1 ist ein Verfahren des selektiven Laserschmel- zens zur Fierstellung eines Formkörpers bekannt, gemäß welchem der ortselektive Energieeintrag pro Zeiteinheit und Flächeneinheit an einem jeweiligen Bestrahlungsort auf der jeweiligen aktuell bestrahlten Schicht in Abhängigkeit von dem Wärmeableitvermögen eines jeweiligen definierten, unmittelbaren, dreidimensionalen Umgebungsbereichs des Bestrahlungsortes gewählt und durch Einstellung von Bestrahlungsparametern, wie Energiedichte der Strahlung am Bestrahlungsort oder/und Dauer der Bestrahlung des Bestrahlungsortes, automatisch entsprechend moduliert wird. Als Maß für das Wärmeableitvermögen des definierten unmittelbaren, dreidimensionalen Umgebungs- bereiches des jeweiligen Bestrahlungsortes wird der Volumenanteil bereits durch Verschmelzen von Werkstoffpulver verfestigten Materials innerhalb dieses Umgebungsbereiches aus Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers bestimmt. Der ortselektive Energieeintrag pro Zeiteinheit und Flächeneinheit am Bestrahlungsort wird im Rahmen etwaiger Toleranzen umso größer gewählt, je größer das Wärmeableitvermögen seines Umgebungsbe- reichs ist. Dieses Verfahren hat vergleichsweise gute Ergebnisse erbracht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ermittlung von Daten zur verbesserten Steuerung einer Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens bereitzustellen, zu dessen Durchführung eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen eingesetzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
- dass mittels der Vorrichtung unter Anwendung bestimmter Bestrahlungsparameter wenigstens ein Gegenstand aufgebaut wird, welcher wenigstens ein bestimmtes geometrisches Merkmal aufweist,
- dass dabei an aktuell bestrahlten Stellen die lokale Erwärmung des Werkstoffs oder ggf. die von der jeweiligen aktuell bestrahlten Stelle durch Emission und Reflexion abgegebene Strahlung mittels wenigstens eines Sensors berührungsfrei in Zuordnung zu Lokalisierungsdaten der betreffenden bestrahlten Stelle oder/und in Zuordnung zu einem jeweiligen ein Maß für das Wärmeableitvermögen eines definierten Umgebungsbereichs der betreffenden bestrahlten Stelle repräsentierenden Wertes erfasst wird und
- dass auf der Basis der erfassten Daten optimierte Bestrahlungsparameter bestimmt - und in Zuordnung zu entsprechenden Geometriebeschreibungsdaten des Gegenstandes oder/und in Zuordnung zu das Wärmeableitvermögen definierter Umgebungsbereiche zu bestrahlender Stellen repräsentierenden Werten archiviert werden zur Anwendung bei der Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens.
Die zur Bestrahlung einer jeweiligen Stelle der präparierten Pulverschicht angewandten Bestrahlungsparameter sind größenmäßig vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Wärmeableitvermögen eines jeweiligen definierten, unmittelbaren, dreidimensionalen Umgebungsbereichs der Bestrahl lungsstel- le gewählt, und zwar so, dass die Energie der Strahlung pro Zeiteinheit und Flächeneinheit am Auftreffort des Strahls an einer jeweiligen bestrahlten Stel- le der Pulverschicht umso kleiner ist, je geringer das Wärmeableitvermögen der Umgebung der bestrahlten Stelle ist.
Aus den Geometriebeschreibungsdaten des herzustellenden Gegenstandes kann für jede Stufe des Herstellungsprozesses ermittelt werden, welche Bereiche einer definierten Umgebung des jeweiligen Bestrahlungsortes von bereits durch Umschmelzen verfestigtem Material eingenommen werden und welche Bereiche durch nicht umgeschmolzenes Werkstoffpulver belegt sind. Diese Informationen können benutzt werden, um das Wärmeableitvermögen eines jeweiligen definierten Umgebungsbereichs einer aktuell bestrahlten Stelle auf der Pulverschicht zu ermitteln bzw. abzuschätzen. Je nach zumutbarem Rechenaufwand kann der Umgebungsbereich der jeweils bestrahlten Stelle mehr oder weniger präzise hinsichtlich der Wärmeableiteigenschaften untersucht werden.
Vorzugsweise wird zur Ermittlung des Wärmeableitvermögens eines jeweiligen Bestrahlungsortes auf der Pulverschicht in der Weise vorgegangen, wie es auch in der WO 2013/079581 A1 vorgeschlagen ist, indem als Maß für das Wärmeableitungsvermögen der Volumenanteil bereits durch Verschmelzen von Werkstoffpulver verfestigten Materials des Umgebungsbereichs des Bestrahlungsortes aus Geometriebeschreibungsdaten des herzustellenden Gegenstandes bestimmt wird. Auf diese Weise kann mit überschaubarem Rechenaufwand auf einfache Weise für jeden Bestrahlungsort (bzw. jedes Voxel) ein Wärmeableitvermögen einer definierten Umgebung bestimmt werden, so dass auch für jeden Bestrahlungsort ein Wert für den Strahlungsenergieeintrag pro Zeiteinheit und Flächeneinheit in Zuordnung zu den Geometriebeschreibungsdaten gewählt werden kann. Unter Berücksichtigung dieser Daten können dann die geeigneten Bestrahlungsparameter nach Art und Größe für den tatsächlichen Aufbau eines Gegenstandes nach der Methode des selektiven Laserschmelzens vorgewählt werden. Mit einer solchen Vorgehensweise wurden in der Praxis bereits gute Ergebnisse bei der Herstellung von solchen Gegenständen erzielt. Die vorliegende Erfindung zielt darüber hinaus darauf ab, Bestrahlungsparameter für die Herstellung bestimmter geometrischer Merkmale von Gegenständen nach dem Verfahren des selektiven Laserschmelzens noch weitergehend zu optimieren, um die Temperaturen an den bestrahlten Stellen einer Schicht während der Bestrahlung möglichst gleich einzustellen.
Die nach der vorliegenden Erfindung erfassten Daten liefern messtechnische Werte zur Optimierung der eingesetzten Bestrahlungsparameter. Die entsprechend optimierten Bestrahlungsparameter oder Energieeintragswerte werden in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten zu bestrahlender Stellen archiviert und können später zur Anwendung bei der Herstellung von Gegenständen, die das bestimmte geometrische Merkmal aufweisen, angewandt werden. Alternativ oder zusätzlich können die entsprechend optimierten Bestrahlungsparameter in Zuordnung zu das Wärmeableitvermögen definierter Umgebungsbereiche zu bestrahlender Stellen repräsentierenden Werten archiviert und später bei der Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Laserschmelzens angewandt werden. Als Maß für das Wärmeableitvermögen eines definierten Umgebungsbereichs einer zu bestrahlenden Stelle wird vorzugsweise der Anteil des zum Bestrahlungszeitpunkt schon durch Umschmelzen von Pulver verfestigten Volumens des Umgebungsbereichs gewählt, wie dies beispielsweise in der WO
2013/079581 A1 erläutert ist.
Auf der Basis der ermittelten optimierten Bestrahlungsparameter können entsprechende Parameterfunktionen unter Berücksichtigung des Wärmeableit- vermögens der Umgebungsbereiche der Bestrahlungsorte erstellt werden. In diesem Sinne ist es möglich, die Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Laserschmelzens hinsichtlich der Bestrahlungsparameter selbstkalibrierend auszugestalten. Vorzugsweise hat der aufgebaute Gegenstand mehrere bestimmte geometrische Merkmale, so dass auf der Basis der erfassten Daten optimierte Bestrahlungsparameter auch für weitere der mehreren bestimmten geometrischen Merkmale bestimmt werden können, um sie bei der Herstellung von Gegenständen, die wenigstens eines dieser geometrischen Merkmale aufweisen, anzuwenden. Eine solche Vorgehensweise ermöglicht es, optimierte Bestrahlungsparameter messtechnisch zu ermitteln und in Zuordnung zu betreffenden geometrischen Merkmalen bzw. in Zuordnung zu Werten des Wärmeableitungsvermögens definierter Umgebungsbereich zu bestrahlender Stellen zu katalogisieren und bei der zukünftigen Herstellung von Formkörpern anzuwenden. Versuche haben gezeigt, dass das Verfahren gute Ergebnisse liefert in dem Sinne, dass unter Anwendung der optimierten Bestrahlungsparameter betreffende Formkörper ohne signifikante Werkstoffspannungen und Materialverzug nach der Methode des selektiven Pulverschmel- zens hergestellt werden können.
Um einen möglichst umfassenden Katalog an optimierten Bestrahlungsparametern zu erstellen, wird vorgeschlagen, dass bei dem Herstellungsprozess gleich mehrere Gegenstände mit unterschiedlichen geometrischen Merkmalen hergestellt werden und dass dabei von den aktuell bestrahlten Stellen abgegebene Strahlung mittels wenigstens eines Sensors, beispielsweise Pyrometers oder/und Si-Detektors oder/und einer Wärmebildkamera berührungsfrei erfasst wird und dass auf der Basis der erfassten Daten optimierte Bestrahlungsparameter bestimmt werden insbesondere zur Anwendung bei der Herstellung von Gegenständen, die wenigstens eines dieser bestimmten geometrischen Merkmale aufweisen. Dies vorzugsweise mittels der Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung gleichen Typs.
Bei bestimmten geometrischen Merkmalen kann es sich unter anderen beispielsweise um folgende Merkmale handeln:
- Wandabschnitte mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen, - zusammenhängende quaderförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- zusammenhängende ellipsoidförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- dachförmige Volumenbereiche mit Überhang mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- rohrförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- kastenförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- streifenförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- Flächenbereiche auf Stützstrukturen bzw. Gitterstrukturen zur Simulation der Anbindung erster Schichten eines Formkörpers an dünne punktförmige oder linienförmige Stützen.
Die lokale Erwärmung des Werkstoffs an den aktuell bestrahlten Stellen wird vorzugsweise pyrometrisch mittels eines strahlungssensitiven Sensors beispielsweise als Temperaturmaß erfasst. Die Strahlungsdetektion der von den aktuell bestrahlten Stellen ausgehenden Strahlung und deren Auswertung muss sich jedoch nicht auf den Wärmestrahlungsbereich oder IR-Bereich beschränken, sondern kann sich bis ins sichtbare Spektrum und darüber hinaus erstrecken.
Die Bestrahlungsparameter werden auf der Basis der erfassten Daten vorzugsweise dahingehend optimiert, dass bei der Anwendung der optimierten Bestrahlungsparameter zur entsprechenden Herstellung eines Gegenstandes Temperaturunterschiede zwischen den bestrahlten Stellen einer jeweiligen Werkstoffschicht beim Verschmelzen des pulverförmigen Werkstoffs weitgehend minimiert sind. Die auf der Basis der erfassten Daten bestimmten optimierten Bestrahlungsparameter werden vorzugsweise aus der folgenden Gruppe von Bestrahlungsparametern ausgewählt:
- Intensität der Strahlung (Laserleistung),
- bei diskontinuierlich schrittweiser Strahlführung die Bestrahlungsdauer pro bestrahlter Stelle,
- bei kontinuierlicher Strahlführung die Geschwindigkeit der Strahlführung,
- Geometrie der Strahlführung,
- bei variabel fokussierbarer Strahlung die Fokuseinstellung bzw. Strahlungsenergiedichte in Abhängigkeit von den Bestrahlungsstellen,
- Anzahl der jeweils zum Verschmelzen des pulverförmigen Werkstoffs aktivierten Strahlungsquellen in Abhängigkeit von den Bestrahlungsstellen.
Wie vorstehend angegeben kommt als bestimmter optimierter Bestrahlungsparameter auch die jeweilige geometrische Strahlführung des Laserstrahls auf der aktuell zu bestrahlenden obersten Schicht infrage. So können beispielsweise Abstände, Längen und Ausrichtungen von Linien oder Spuren, welche bei der Strahlführung von dem Auftreffpunkt des Laserstrahls auf der jeweiligen Pulverschicht gezogen werden, dynamisch variiert werden.
Dieser Ansatz kann soweit verallgemeinert werden, dass als optimierter Bestrahlungsparameter der geometrischen Strahlführung eine Reihenfolge der Volumenelemente (Voxel) in einer jeweiligen Schicht bestimmt werden kann, in welcher die Volumenelemente vom Laserstrahl bestrahlt werden.
Auch kann es vorgesehen sein, dass bestimmte Stellen der aktuell zu bestrahlenden obersten Pulverschicht mehrfach bestrahlt werden. Dies kann beispielsweise auch mit im Übrigen unterschiedlichen Bestrahlungsparame- tern und geometrischen Strahlführungen erfolgen. Eine weitere bevorzugte Variante des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf die Herstellung eines Gegenstandes dessen Geometriebeschreibungsdaten auf das Vorkommen eines geometrischen Merkmals untersucht werden, für das verfahrensgemäß noch keine optimierten Bestrahlungsparameter ermittelt wurden, und dass bei Vorkommen eines solchen Merkmals des herzustellenden Gegenstandes optimierte Bestrahlungsparameter für dieses Merkmal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche bestimmt und archiviert werden zur Anwendung bei zukünftiger Herstellung eines solchen Merkmals. Auf diese Weise kann der Katalog an optimierten Bestrahlungsparametern in Zuordnung zu betreffenden geometrischen Merkmalen ständig und automatisch erweitert werden.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Die Vorrichtung umfasst:
- einen Bauraum mit Träger,
- eine Pulverschichtenpräparationseinrichtung zur Präparierung aufeinanderfolgender Schichten des Werkstoffpulvers auf dem Träger,
- eine Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung einer jeweiligen zuletzt auf dem Träger präparierten Werkstoffpulverschicht in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich des herzustellenden Gegenstandes mit einer das Werkstoffpulver im Bereich der bestrahlten Stellen zum Verschmelzen bringenden Strahlung,
- wenigstens einen Sensor zur berührungslosen Erfassung der von den an aktuell bestrahlten Stellen des Werkstoffs abgegebenen Strahlung,
- eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Pulverschichtenpräparationseinrichtung und der Bestrahlungseinrichtung und
- Datenverarbeitungsmittel zur Aufnahme der von dem wenigstens einen Sensor bereitgestellten Daten in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten der bestrahlten Stellen oder/und in Zuordnung zu ein Maß für das Wärmeableitvermögen eines jeweiligen definierten Umgebungsbereichs der bestrahlten Stellen repräsentierenden Wer- ten zur Bestimmung optimierter Bestrahlungsparameter in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten oder/und in Zuordnung zu ein Maß für das Wärmeableitvermögen eines jeweiligen definierten Umgebungsbereichs der bestrahlten Stellen repräsentierenden Werten auf der Basis der aufgenommenen Daten und zur Speicherung der optimierten Bestrahlungsparameter in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten oder/und in Zuordnung zu ein Maß für das Wärmeableitvermögen eines jeweiligen definierten Umgebungsbereichs der bestrahlten Stellen repräsentierenden Werten.
Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 10 - 13 genannt.
In den Figuren 1 und 4 ist in stark schematisierter Darstellung eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer Momentaufnahme bei der Herstellung von Formkörpern skizziert.
Figur 2a und Figur 2b zeigen einen in Figur 1 mit 32 gekennzeichneten Umgebungsbereich der momentan bestrahlten Stelle 33 des Gegenstandes 25 in vergrößerter Darstellung in Seitenansicht und in Draufsicht.
Figur 3 zeigt ein Parameterfunktionsdiagramm.
Die Vorrichtung weist in einem (nicht gezeigten) Gehäuse einen Träger 1 als Bauplattform auf, die längs einer Führung 3 gesteuert höhenverstellbar ist.
Wie an sich bekannt, wird nach dem Verfahren des selektiven Laserschmel- zens ein Formkörper schichtweise aus Werkstoffpulver 28, beispielsweise Metallpulver, aufgebaut, indem in jeder betreffenden Schicht das Werkstoffpulver 28 entsprechend einem der Schicht zugeordneten Querschnitt des herzustellenden Formkörpers durch ortselektives Bestrahlen verschmolzen wird. Das Bestrahlen erfolgt mittels variabel fokussierbarer Laserstrahlung 5. Als Strahlungsquelle dient wenigstens ein steuerbarer Laser 7.
Eine Strahlumlenkeinrichtung 9 lenkt den Laserstrahl 5 zu der aktuell zu bestrahlenden Stelle auf der obersten Pulverschicht 1 1 auf dem Träger 1. Die Steuerung der den Laserstrahl 5 ablenkenden Strahlumlenkeinrichtung erfolgt mittels einer Steuereinrichtung 13 auf der Basis von Geometriebeschreibungsdaten des herzustellenden Formkörpers. Mit 34 ist in Figur 1 und Figur 4 ein Strahlenteiler bezeichnet.
Mit 15 ist in den Figuren eine steuerbare Pulverschichtenpräparationseinrichtung bezeichnet. Diese umfasst einen Pulverzuführungskanal 17, welcher aus einer (nicht gezeigten) Pulverquelle mit Werkstoffpulver 28 gespeist wird. Mit 19 ist ein Glättungsschieber bezeichnet, welcher nach Absenken des Trägers 1 um das Maß einer Pulverschichtdicke über den kompletten Träger 1 hin- und her verschiebbar ist, um neues Pulver 28 als geglättete Pulverschicht darauf zu verteilen.
Die Steuerung der Höheneinstellung des Trägers 1 , des Lasers 7, der Strahlumlenkeinrichtung 9 und der Pulverschichtenpräparierungseinrichtung 15 erfolgt mittels der Steuereinrichtung 13.
Bei dem Beispiel gemäß Figur 1 wird nicht nur ein Formkörper während des laufenden Herstellungsprozesses aufgebaut, sondern gleich mehrere mit typischen geometrischen Merkmalen. Bei diesen Formkörpern handelt es sich um eine Stange 21 mit Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers, ferner um einen Quader 23, einen ellipsoidförmigen Körper 25, eine Sechsecksäule 27 sowie drei Formkörper mit dachartigen Überhängen 27 unterschiedlicher Ausrichtungen. Letztere sind bereits fertig aufgebaut und in dem Pulvervolumen eingebettet. ln der Momentaufnahme gemäß Figur 1 erfolgt die Bestrahlung der obersten Pulverschicht 1 1 zur Ausbildung einer weiteren Querschnittsschicht 29 des ellipsoidförmigen Körpers 25.
Mittels der Strahlungssensoren 31 , bei denen es sich z.B. um Pyrometersensoren handeln kann, wird die von der aktuell bestrahlten Stelle 33 ausgehende Strahlung erfasst. Die dabei erhaltenen Messdaten oder davon abgeleitete Temperaturdaten werden in Zuordnung zu Lokalisierungsdaten der betreffenden bestrahlten Stelle gespeichert. Dies erfolgt ebenfalls unter Kontrolle der Steuereinrichtung 13. Auf diese Weise werden vorzugsweise für alle bestrahlten Stellen der Formkörper 21 - 27 entsprechende Temperaturdaten oder entsprechend strahlungsabhängige Daten in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten der bestrahlten Stellen bestimmt und archiviert.
Danach werden diese Daten ausgewertet, um für die typischen geometrischen Merkmale, welche die Formkörper 21 - 27 repräsentieren, optimierte Bestrahlungsparameter für die Bestrahlung bei deren zukünftiger Herstellung nach dem Verfahren des selektiven Laserschmelzens zu bestimmen.
Die Bestrahlungsparameter werden dahingehend optimiert, dass an den bestrahlten Stellen der Pulverschicht bei der Herstellung eines betreffenden Formkörpers Temperaturunterschiede minimiert werden.
So können beispielsweise bei dem in Figur 4 skizzierten Formkörper 35 Ergebnisse aus dem Verfahren gemäß Figur 1 angewandt werden, um diesen möglichst spannungsfrei herzustellen. Der Formkörper 35 weist in seinem unteren Bereich 37 teilellipsoide Form auf, so dass für die Herstellung dieses unteren Bereichs Daten aus der Herstellung des Ellipsoids 25 in Figur 1 zum Einsatz kommen können. Der Formkörper 35 weist ferner oberhalb dieses teilellipsoiden Bereichs 37 einen dachförmigen Überhang 39 auf, bei dessen Herstellung Informationen aus der Herstellung eines dachförmigen Über- hangs 27 aus Figur 1 verwendet werden können. Schließlich weist der Formkörper 35 noch einen oberen quaderförmigen Abschnitt 41 auf, für dessen Fierstellung Informationen aus der Herstellung des Formkörpers 23 in Figur 1 genutzt werden können. Auch etwaige mitaufgebaute Stützen der Formkörper können in die vorliegenden Betrachtungen einbezogen werden.
In Figur 2a ist der in Figur 1 mit 32 gekennzeichnete Umgebungsbereich der aktuell bestrahlten Stelle 33 vergrößert dargestellt. Figur 2b zeigt diesen Umgebungsbereich in Draufsicht. Innerhalb dieses Umgebungsbereichs 32 ist zu dem aktuellen Bestrahlungszeitpunkt ein bestimmter Volumenanteil bereits durch umgeschmolzenes Pulver verfestigtes Material 42 belegt, wohingegen das Restvolumen dieses Umgebungsbereichs 32 vom Werkstoffpulver 28 eingenommen ist.
Wie bereits erläutert, werden einem Umgebungsbereich 32 einer bestrahlten Stelle 33 ein umso größeres Wärmeableitungsvermögen beigemessen je größer sein Volumenanteil an bereits durch Umschmelzen verfestigten Materials 42 ist. Zur Ermittlung der Volumenanteile kann ein betreffender Umgebungsbereich 32 theoretisch in kleine, vorzugsweise gleich große Volumenelemente 43 (Voxel 43) unterteilt werden, von denen in Figur 2a beispielhaft zwei Voxel 43 eingezeichnet sind. Ein bevorzugter Größenbereich für die Voxel liegt zwischen 20pm und 400pm. So kann ein Voxel z.B. eine Höhe von 50pm und einen Draufsichtsdurchmesser oder eine Draufsichtsdiagonallänge von 120pm aufweisen. Durch Abzählen der Voxel 43, welche auf verfestigtes Material 42 entfallen und durch Abzählen der Voxeielemente 43, welche auf das vom Pulver 28 belegte Volumen innerhalb des Umgebungsbereichs 32 fallen, lässt sich das Verhältnis der genannten Volumina leicht bestimmen und daraus ein Maß für das Wärmeableitvermögen des Umgebungsbereichs 32 abschätzen.
Die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ermittelten optimierten Bestrahlungsparameter können auch in Zuordnung und Abhängigkeit von dem in der vorstehend erläuterten Weise bestimmtem Wärmeableitungsvermögen des Umgebungsbereichs bestrahlter Stellen archiviert und später bei der Herstellung von Formkörpern nach der Methode des selektiven Laser- schmelzens entsprechend angewandt werden.
Figur 3 zeigt ein Parameterfunktionsdiagramm, in welchem qualitativ und beispielhaft Parameterfunktionen für die Parameter Laserleistung (PL), Laserstrahlabtastgeschwindigkeit (Vs) und die durch Fokussiereinstellung des Laserstrahls einstellbare Energiedichte des Laserstrahls (ED) in Abhängigkeit vom Volumenanteil bereits umgeschmolzenen Materials von Umgebungsbereichen zu bestrahlender Stellen eingetragen sind.
In dem Diagramm gemäß Figur 3 ist erkennbar, dass die Strahlungsleistung PL und die Strahlungsenergiedichte ED mit zunehmendem Volumenanteil bereits umgeschmolzenen Materials von Umgebungsbereichen zunimmt, wohingegen die Abtastgeschwindigkeit Vs des Laserstrahls mit zunehmendem Volumenanteil bereits umgeschmolzenen Materials abnimmt.
Anzumerken ist, dass bei dieser Betrachtung lediglich der Volumenanteil be- reits umgeschmolzenen Materials in einem betreffenden Umgebungsbereich 32 ungeachtet der speziellen Geometrie dieses Volumens berücksichtigt wird. Diese Vorgehensweise ist somit in diesem Sinne universell für Formkörper unterschiedlichster Geometrien möglich und liefert gute Ergebnisse.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung von Daten zur verbesserten Steuerung einer Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem, insbesondere metallischem Werkstoff, nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des jeweils herzustellenden Gegenstandes, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, folgende Schritte a) bis e) bei Herstellung eines Gegenstandes durchzuführen:
a) - Präparieren einer Schicht (11 ) des pulverförmigen Werkstoffs (28) auf einem T räger (1 ),
b) - Bestrahlen der präparierten Schicht (11 ) des pulverförmigen
Werkstoffs (28) in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich des herzustellenden Gegenstandes (25) mit einer das Werkstoffpulver im Bereich der bestrahlten Stellen zum Verschmelzen bringenden Strahlung (5), insbesondere Laserstrahlung, nach Maßgabe von bestimmten Bestrahlungsparametern, c) - Präparieren einer nächsten Schicht des pulverförmigen Werkstoffs auf der zuletzt bestrahlten Schicht,
d) - Bestrahlen dieser nächsten Schicht in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich des herzustellenden Gegenstandes (25) mit einer das Werkstoffpulver (28) im Bereich der bestrahlten Stellen zum Verschmelzen bringenden Strahlung (5), insbesondere Laserstrahlung,
e) - Wiederholen der Schritte c) und d) bis zur gewünschten Ausbaustufe, insbesondere Fertigstellung des herzustellenden Gegenstandes (25),
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels der Vorrichtung unter Anwendung bestimmter Bestrahlungsparameter wenigstens ein Gegenstand (21 - 27) aufgebaut wird, welcher wenigstens ein bestimmtes geometrisches Merkmal aufweist, dass dabei an aktuell bestrahlten Stellen (33) die lokale Erwärmung des Werkstoffs bzw. die von der jeweiligen aktuell bestrahlten Stelle abgegebene Strahlung mittels wenigstens eines Sensors (31 ) berührungsfrei in Zuordnung zu Lokalisierungsdaten der betreffenden bestrahlten Stelle (33) oder/und in Zuordnung zu einem jeweiligen Maß für das Wär- meableitvermögen eines jeweiligen definierten Umgebungsbereichs der betreffenden bestrahlten Stelle repräsentierenden Wertens erfasst wird und
dass auf der Basis der erfassten Daten optimierte Bestrahlungsparameter bestimmt- und in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten zu bestrahlender Stellen oder/und in Zuordnung zu das Wärmeableitver- mögen definierter Umgebungsbereiche zu bestrahlender Stellen repräsentierenden Werten archiviert werden zur Anwendung bei der Herstellung von Gegenständen, die das bestimmte geometrische Merkmal aufweisen, nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gemäß Anspruch 1 aufgebaute Gegenstand mehrere bestimmte geometrische Merkmale aufweist und dass auf der Basis der erfassten Daten optimierte Bestrahlungsparameter auch für weitere der mehreren bestimmten geometrischen Merkmale bestimmt werden zur Anwendung bei der Herstellung von Gegenständen, die wenigstens eines dieser geometrischen Merkmale aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Anspruch 1 mehrere Gegenstände (21 - 27) mit unterschiedlichen geometrischen Standardmerkmalen hergestellt werden und dass dabei die lokale Erwärmung des Werkstoffs an den aktuell bestrahlten Stellen (33) bzw. die von der jeweiligen aktuell bestrahlten Stelle ausgehende Strahlung mittels wenigstens eines Sensors (31 ) berührungsfrei erfasst wird und dass auf der Basis der erfassten Daten optimierte Bestrahlungsparameter be- stimmt werden zur Anwendung bei der Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte geometrische Merkmal oder die bestimmten geometrischen Merkmale ausgewählt wird/werden aus der folgenden Gruppe von Merkmalen mit jeweiliger bestimmter Anordnung im Raum auf dem Träger:
- Wandabschnitte mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- zusammenhängende quaderförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen ,
- zusammenhängende ellipsoidförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- dachförmige Volumenbereiche mit Überhang mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- rohrförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- kastenförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
- streifenförmige Volumenbereiche mit unterschiedlichen Gestaltungen und Abmessungen,
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Erwärmung des Werkstoffs an den aktuell bestrahlten Stellen pyrometrisch mittels eines strahlungssensitiven Sensors als Temperaturmaß erfasst wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass auf der Basis der erfassten Daten die Bestrahlungsparameter dahingehend optimiert werden, dass bei der Anwendung der optimierten Bestrahlungsparameter zur entsprechenden Herstellung eines Ge- genstandes Temperaturunterschiede zwischen den bestrahlten Stellen einer jeweiligen Werkstoffschicht beim Verschmelzen des pulverförmigen Werkstoffs weitgehend minimiert sind.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Basis der erfassten Daten bestimmten optimierten Bestrahlungsparameter aus der folgenden Gruppe von Bestrahlungsparametern ausgewählt werden:
Intensität der Strahlung,
bei diskontinuierlich schrittweiser Strahlführung die Bestrahlungsdauer pro bestrahlter Stelle,
bei kontinuierlicher Strahlführung die Geschwindigkeit der Strahlführung,
Geometrie der Strahlführung,
bei variabel fokussierbarer Strahlung die Fokuseinstellung in Abhängigkeit von den Bestrahlungsstellen,
Anzahl der jeweils zum Verschmelzen des pulverförmigen Werkstoffs aktivierten Strahlungsquellen in Abhängigkeit von den Bestrahlungsstellen.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf die Herstellung eines Gegenstandes dessen Geometriebeschreibungsdaten auf das Vorkommen eines geometrischen Merkmals untersucht werden, für das verfahrensgemäß noch keine optimierten Bestrahlungsparameter ermittelt wurden, und dass bei Vorkommen eines solchen Merkmals des herzustellenden Gegenstandes optimierte Bestrahlungsparameter für dieses Merkmal nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche bestimmt und archiviert werden zur Anwen- düng bei zukünftiger Herstellung eines solchen Merkmals.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
einen Bauraum mit Träger (1),
eine Pulverschichtenpräparationseinrichtung (15) zur Präparierung aufeinanderfolgender Schichten des Werkstoffpulvers (28) auf dem Träger (1 ), eine Bestrahlungseinrichtung (7, 9) zur Bestrahlung einer jeweiligen zuletzt auf dem Träger präparierten Werkstoffpulverschicht (11 ) in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich (29) des herzustellenden Gegenstandes mit einer das Werkstoffpulver im Bereich der bestrahlten Stellen (33) zum Verschmelzen bringenden Strahlung (5),
wenigstens einen Sensor (31 ) zur berührungslosen Erfassung der von jeweiligen aktuell bestrahlten Stellen ausgehenden Strahlung, insbesondere der Erwärmung des Werkstoffs an aktuell bestrahlten Stellen (33),
eine Steuereinrichtung (13) zur Steuerung der Pulverschichtenpräparationseinrichtung (15) und der Bestrahlungseinrichtung (7, 9),
Datenverarbeitungsmittel (13) zur Aufnahme der von dem wenigstens einen Sensor (31 ) bereitgestellten Daten in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten der bestrahlten Stellen zur Bestimmung optimierter Bestrahlungsparameter in Zuordnung zu den betreffenden Lokalisierungsdaten auf der Basis der aufgenommenen Daten und zur Speicherung der optimierten Bestrahlungsparameter in Zuordnung zu betreffenden Lokalisierungsdaten.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung (7, 9) wenigstens eine Laserstrahlungsquelle (7) und eine Strahlumlenkeinrichtung (9) aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Strahl der Laserstrahlungsquelle (7) gesteuert zu den zu bestrahlenden Stellen (33) der aktuell zu bestrahlenden Pulverschicht (11 ) zu lenken.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (31) ein Pyrometersensor zur berührungslosen Erfassung der Temperatur des Werkstoffs an den aktuell bestrahlten Stellen ist.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsmittel (13) dazu eingerichtet sind, die Bestrahlungsparameter dahingehend zu optimieren, dass bei der Anwendung der optimierten Bestrahlungsparameter zur entsprechenden Herstellung eines Gegenstandes mittels der Vorrichtung Temperaturunterschiede zwischen den bestrahlten Stellen einer jeweiligen Werkstoffschicht , insbesondere zwischen den bestrahlten Stellen aller Werkstoffschichten beim Verschmelzen des pulverförmigen Werkstoffs weitgehend minimiert sind.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsmittel (13) dazu eingerichtet sind, in Vorbereitung der Herstellung eines Gegenstandes dessen Geometriebeschreibungsdaten dahingehend zu analysieren, ob er wenigstens ein geometrisches Merkmal aufweist, für welches noch keine optimierten Bestrahlungsparameter der Vorrichtung archiviert sind, und bei Vorliegen eines solchen Merkmals die optimierten Bestrahlungsparameter in Zuordnung zu den betreffenden Lokalisierungsdaten der zu bestrahlenden Stellen zu bestimmen und zu archivieren.
EP18807311.8A 2018-01-17 2018-11-21 Verfahren zur ermittlung von daten zur verbesserten steuerung einer vorrichtung zur herstellung von gegenständen nach der methode des selektiven pulverschmelzens sowie vorrichtung dazu Ceased EP3740335A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018200721.7A DE102018200721A1 (de) 2018-01-17 2018-01-17 Verfahren zur Ermittlung von Daten zur verbesserten Steuerung einer Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Methode des selektiven Pulverschmelzens sowie Vorrichtung dazu
PCT/EP2018/082026 WO2019141410A1 (de) 2018-01-17 2018-11-21 Verfahren zur ermittlung von daten zur verbesserten steuerung einer vorrichtung zur herstellung von gegenständen nach der methode des selektiven pulverschmelzens sowie vorrichtung dazu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3740335A1 true EP3740335A1 (de) 2020-11-25

Family

ID=64426944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18807311.8A Ceased EP3740335A1 (de) 2018-01-17 2018-11-21 Verfahren zur ermittlung von daten zur verbesserten steuerung einer vorrichtung zur herstellung von gegenständen nach der methode des selektiven pulverschmelzens sowie vorrichtung dazu

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3740335A1 (de)
DE (1) DE102018200721A1 (de)
WO (1) WO2019141410A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021063659A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 SLM Solutions Group AG System and method
DE102019127952A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-22 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts sowie Verfahren zum Erstellen eines Prozessfensters zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905067A1 (de) 1999-02-08 2000-08-10 Matthias Fockele Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem, insbesondere metallischem Werkstoff
DE10165113B3 (de) 2000-03-15 2019-11-21 Realizer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers
DE10320085A1 (de) 2002-05-03 2004-02-26 Bego Medical Ag Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Freiform-Lasersintern oder -schmelzen (Unterlagen in P: 103 20 281,1)
US6815636B2 (en) * 2003-04-09 2004-11-09 3D Systems, Inc. Sintering using thermal image feedback
DE102005014483B4 (de) 2005-03-30 2019-06-27 Realizer Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem Werkstoff
DE102006014835A1 (de) 2006-03-30 2007-10-04 Fockele, Matthias, Dr. Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem Werkstoff
DE102009006189A1 (de) 2009-01-27 2010-07-29 Fockele, Matthias, Dr. Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung und Nachbearbeitung eines Formkörpers
DE102011087374A1 (de) 2011-11-29 2013-05-29 Matthias Fockele Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers durch schichtweises Aufbauen aus Werkstoffpulver
DE102013003937A1 (de) * 2013-03-08 2014-09-11 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Verfahren zur Beurteilung der Strukturqualität von dreidimensionalen Bauteilen
DE102015113700A1 (de) * 2015-04-22 2016-10-27 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils
US11318535B2 (en) * 2016-12-23 2022-05-03 General Electric Company Method for process control in additive manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019141410A1 (de) 2019-07-25
DE102018200721A1 (de) 2019-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10165113B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers
EP2785481B1 (de) Verfahren zur herstellung eines formkörpers durch schichtweises aufbauen aus werkstoffpulver
EP2340925B1 (de) Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts mit kontinuierlicher Wärmezufuhr
EP3099469B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verbesserten steuerung des energieeintrags in einem generativen schichtbauverfahren
EP3059076A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
EP3434450B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen bauteils
DE19516972C1 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes mittels Lasersintern
DE102005055524B4 (de) Verfahren, Vorrichtung und System zur Herstellung eines keramischen Formkörpers
DE102005015870B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE10344902B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
EP3077180B1 (de) Verfahren zur beschleunigten herstellung von objekten mittels generativer fertigung
DE102015207254A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objektes
DE102012012344A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken durch Strahlschmelzen pulverförmigen Materials
DE10208150A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers
EP3740335A1 (de) Verfahren zur ermittlung von daten zur verbesserten steuerung einer vorrichtung zur herstellung von gegenständen nach der methode des selektiven pulverschmelzens sowie vorrichtung dazu
WO2018197506A1 (de) Erhöhung der oberflächenqualität
DE102017130282A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum additiven Herstellen eines Bauteil sowie Bauteil
WO2017153187A1 (de) Generatives schichtbauverfahren mit verbesserter detailauflösung und vorrichtung zur durchführung desselben
DE10320085A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Freiform-Lasersintern oder -schmelzen (Unterlagen in P: 103 20 281,1)
WO2018206581A1 (de) Positionsspezifischer energieeintrag
DE102018204510A1 (de) Computerbasiertes Verfahren zum Bereitstellen von Steuerbefehlsdaten für eine additive Herstellvorrichtung
DE102017127148A1 (de) Bestrahlungsstreifensortierung
DE102020106516A1 (de) Sensor-integriertes Fertigungssystem für die Additive Fertigung
DE102015214690A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes mittels eines generativen Schichtbauverfahrens
WO2017167726A1 (de) Bearbeitungswerkzeug und verfahren zu seiner herstellung mittels eines generativen schichtbauprozesses

Legal Events

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

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

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

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200810

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

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

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

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

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220912

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

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

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20240115