EP3972819A1 - Powder output module for an additive manufacturing device, additive manufacturing device and method for applying a powder layer - Google Patents

Powder output module for an additive manufacturing device, additive manufacturing device and method for applying a powder layer

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EP3972819A1
EP3972819A1 EP20734902.8A EP20734902A EP3972819A1 EP 3972819 A1 EP3972819 A1 EP 3972819A1 EP 20734902 A EP20734902 A EP 20734902A EP 3972819 A1 EP3972819 A1 EP 3972819A1
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EP
European Patent Office
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powder
area
container
powder container
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
EP20734902.8A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Grünberger
Stefan Kneisel
Gabriel Schneider
Stefanie MARKL
Stefan Paternoster
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EOS GmbH
Original Assignee
EOS GmbH
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Publication date
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Definitions

  • Powder discharge module for an additive manufacturing device, additive manufacturing device and method for applying a powder layer
  • the present invention relates to a powder discharge module for a device for the additive manufacture of a three-dimensional object by layer-by-layer application and selective solidification of a powdery building material and to such an additive manufacturing device, as well as to a method for applying at least one layer of a powdery building material as part of a Ver Driving for the production of a three-dimensional object by layer-by-layer application and selective solidification of a powdery build-up material and such an additive manufacturing process.
  • Devices and methods of this type are used, for example, in rapid prototyping, rapid tooling or additive manufacturing.
  • An example of such a process is known by the name of "selective laser sintering or laser melting".
  • a thin layer of the powdery build-up material is repeatedly applied and the build-up material is selectively solidified in each layer by selective irradiation of a point corresponding to the cross-section of the object to be manufactured with a laser beam.
  • a coating device provided in the device is moved over a building field, for example.
  • powdery build-up material is discharged through a discharge device of the coating device, for example an output gap, and is applied to form a uniform layer by an application element of the coating device. pulled.
  • a gas By introducing a gas into the build-up material stored in the coating device, it can be fluidized, ie put into a fluidized bed or fluidized bed-like or fluid-like state in order to improve the powder discharge.
  • the coating device and thus also the powder stored in it are accelerated. Due to the acceleration forces that are provided in the coating device, the fluidized powdery building material is set in motion, which is also referred to as "sloshing" of the building material.
  • sloshing of the build-up material
  • Such a sloshing of the build-up material that is, a chaotic and therefore difficult to control action of a turbulent flow of the fluid build-up material, can cause an uneven distribution of the build-up material in the coating device, which can negatively affect the quality of the applied powder layer.
  • the sloshing can cause undesirable forces on the powder container, which can also negatively affect the quality of the applied layer.
  • Fine powder particles can also be carried out by the sloshing and / or fluidizing of the powder, which can lead to contamination of components of the coating device and / or the manufacturing device.
  • a powder discharge device for a coating device which comprises a powder container and a filling shaft formed separately from the powder container and connected to the powder container via an opening in a partition wall.
  • the powdery build-up material can be fluidized independently of one another in the powder container and in the filling shaft.
  • the object of the present invention is to provide an alternative or improved powder discharge module or an alternative or improved additive manufacturing device or an alternative or improved method for applying at least one powder layer or an alternative or improved additive manufacturing Provide treatment method in which, in particular, a movement of the fluidized powder in the powder discharge module of the coating device is at least reduced and / or the powdery build-up material can be better fluidized.
  • a powder discharge module is used for a coating device of a device for the additive manufacture of a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selective solidification of the applied layers at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, the coating device for Layer-by-layer application of the building material in at least one direction of movement over a working plane of the device is provided movably in the device.
  • the powder discharge module has a powder container for receiving the powdery build-up material.
  • the powder container comprises a feed opening for supplying the powdery build-up material to the powder container, an output area facing the working level when the coating device is in normal operation, the output area at least one first discharge device for discharging powdery build-up material and at least one fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container, and at least one first flow reduction element provided in the powder container.
  • the powder discharge module can, for example, be formed integrally with the coating device or be provided on it such that it can be replaced.
  • the powder discharge module and / or the coating device can for example further at least one application element, for example an applicator roller and / or an applicator blade and / or a flexible applicator element, e.g. B. a flexible rubber lips or a brush, which is arranged in the direction of movement of the coating device behind the discharge device to hen the discharged from the discharge device powdery building material to a uniform layer and / or to compact an applied layer.
  • the output area is a downward direction of the powder container when the coating device is being used as intended or when the powder discharge module is used as intended, ie. H. in the direction of the working level or the construction field, the final area of the powder container.
  • the output area of the powder container can be, for example, a container bottom of the powder container, i. H. the entire container base or one or more zones of the container base. However, it can also be another area of the powder container, e.g. in the vicinity of the container floor, for example an intermediate floor, which is essentially turned towards the construction field or the work level when the coating device is used as intended or when the powder discharge module is used as intended.
  • the intended use of the powder discharge module preferably means a state and / or an arrangement or alignment of the powder discharge module in the additive manufacturing device or in the coating device in which the powder discharge module is suitable for dispensing powdery build-up material for applying a layer , d. H. in particular, the coating device is moved over the construction field or the work plane.
  • Proper operation of the coating device preferably denotes a state of the coating device in which it is arranged and / or aligned and / or controlled in the additive manufacturing device in such a way that it is at least suitable for at least one layer of the powdery building material in the working plane or to be applied to the construction field, in particular in accordance with a method according to the invention described in more detail below.
  • the Intended use of the powder discharge module preferably denotes a state in which the powder discharge module is suitably attached to the coating device or is provided integrally with it and the coating device is in its intended operation.
  • the at least one discharge device is designed to discharge the construction material stored in the powder container, in particular downwards, i.e. downwards. H. in the direction of the working level or the construction site.
  • the building material discharged in this way can then, for example, be drawn out into a uniform layer.
  • the support device can for example be designed as a recess in the output area.
  • one or more Beschich terelements, z. B. a slide and / or a metering roller can be provided for partially and / or completely closing the recess. With such coating elements it is possible, for example, to control the amount of powder discharged or a volume flow of the powder discharged.
  • the feed opening is preferably provided at a distance from a lateral wall of the powder container, in particular in a central region of the powder container with respect to the direction of movement.
  • a closing element for example a cover, is preferably also provided on the feed opening, by means of which the feed opening can be closed.
  • the at least one fluidization zone can be formed, for example, by a cavity in or outside the dispensing area, which is connected to a supply line for supplying the gas and by a gas inlet element, for example a perforated plate and / or a porous plate, from the interior of the powder container holder is separated.
  • the holes or pores of the gas inlet element are preferably designed in such a way that they allow the gas to pass, but do not allow any powder grains of the powdery build-up material to pass through.
  • the powder stored in it can be fluidized by introducing a gas into the powder container. the, ie in a fluidized bed-like or fluid-bed-like or fluid-like to stand.
  • the at least one fluidization zone is preferably used to introduce a gas into the powder container.
  • a flow reducing element is preferably understood to mean a structural element which on average reduces a flow in the powder container, in particular a flow of the fluidized build-up material in the powder container.
  • the flow reduction element can have at least one powder opening (for example a hole), the flow reduction element to be understood in such a way that the flow in the center of the hole passage is initially, but under certain circumstances, not influenced.
  • the flow of the fluidized build-up material can generally be understood as a movement of the fluidized build-up material, that is to say put into a fluidized bed-like or fluidized-bed-like state. Such a movement can in particular be caused by an increase and / or decrease in speed, i.e.
  • the flow-reducing element is preferably at least partially permeable to the powdery build-up material.
  • the building material can be distributed in the container or improved.
  • the at least one flow-reducing element is preferably provided separately from and at a distance from a wall of the powder container and / or protrudes into the interior of the powder container.
  • the flow reducing element is designed as a flat body with a small depth.
  • the flow reducing element can be formed as a thin plate or a thin sheet of metal.
  • the powder container preferably has the first flow-reducing element on at least one upper container area, it essentially extending from the at least one upper container area in the direction of the dispensing area.
  • the first flow reduction element extends preferably at least over 50%, more preferably over at least 70%, even more preferably over at least 90% of a distance between an upper container area and the output area.
  • the first flow-reducing element is preferably provided in the powder container at a distance from the dispensing area.
  • the upper container area of the powder container is preferably defined by a delimitation of the powder container at the top, for example a container ceiling or an intermediate container ceiling.
  • the distance between the upper container area and the dispensing area can also be referred to as the height of the interior of the powder container. The distance does not have to be the same in all areas of the powder container, but can vary, for example, across areas of the powder container. Therefore, the distance between the upper container area and the output area can also be a local distance, for example.
  • the flow reducing element can extend over the entire distance of the upper container region from the dispensing region. In this case it is adjacent to both the upper container area and the output area, ie it extends over the entire height of the interior of the powder container.
  • upper container area or “upper boundary” means an area or boundary of the powder container facing away from the working level or the construction field.
  • an interior of the powder container is located between the dispensing area and the upper container area of the powder container and is at least partially bounded by these.
  • the first flow reducing element extends essentially in a longitudinal direction transversely, more preferably perpendicularly, to the intended direction of movement of the coating device and extends preferably in the longitudinal direction essentially over an entire dimension of an interior of the powder container.
  • the first and / or second discharge device which is described in more detail below, and / or the feed opening and / or the at least one fluidization zone extends essentially in a longitudinal direction transversely, preferably perpendicularly, to the intended direction of movement of the coating device. More preferably, the first and / or second discharge device (see below) and / or the feed opening and / or the at least one fluidization zone extends in the longitudinal direction essentially over the entire dimension of the interior of the powder container.
  • the term “essentially” expresses the fact that the respective element extends over at least 80% of the dimensions of the interior of the powder container in the longitudinal direction.
  • the first flow-reducing element preferably has at least one, preferably a plurality of structures, the structure (s) being further preferred has one or a plurality of powder opening (s) penetrating the flow-reducing element.
  • a "powder opening penetrating the flow reducing element” preferably means that the powdery build-up material can pass through the powder opening from one side of the flow-reducing element to the opposite side, in particular when the fluidized build-up material is essentially not exposed to any acceleration. This enables, for example, a good distribution of the powdery building material in the powder container.
  • the flow reducing element can, for example, also have structures other than holes or powder openings, e.g. B. it can have one or more ribs and / or fins.
  • the structure (s) is or are preferably designed, as described above, to reduce a flow in the powder container in the middle.
  • various possibilities for the formation of the flow reducing element are provided.
  • the at least one powder opening of the flow reducing element is designed as an adjustable and / or changeable powder opening, ie the geometric shape and / or the opening area of the powder opening (s) can be set or changed.
  • This can be implemented, for example, by one or more diaphragms provided on the powder opening, the diaphragm (s) being or are designed to partially and / or completely close the at least one powder opening.
  • Such adjustable or changeable powder opening (s) of the flow reducing element makes it possible, for example, to use the powder container or flow reducing element for different powdery building materials, in particular building materials with different grain size distributions.
  • the powder openings are further preferably spaced from one another, even more preferably regularly spaced from one another, provided in the flow-reducing element, the powder openings preferably being arranged in mutually offset rows.
  • the powder openings can be spaced apart from one another in a longitudinal direction and / or a height direction of the flow reducing element and / or diagonally. Alternatively or additionally, the arrangement of the powder openings can be formed symmetrically, for example in the longitudinal direction and / or the height direction.
  • the powder openings are further preferably arranged in rows and / or in columns, in particular in rows and / or columns that are offset from one another.
  • the powder openings are preferably provided essentially over the entire extent of the flow reducing element along its vertical extent and / or essentially over the entire extent of the flow reducing element along its longitudinal extent, the height extent and the longitudinal extent of the flow reducing element each being transverse, preferably perpendicular, to the direction of movement the coating device run ver.
  • the powder openings are preferably designed and arranged such that powdery build-up material can pass the powder openings at least when the coating device is at a standstill and / or the coating device is moving at constant speed.
  • the powder openings can have an opening diameter or a maximum extension of the opening which is at least one hundred times a grain diameter assigned to the powder grains of the building material, for example a maximum grain diameter or a grain diameter of a defined characteristic value of the powder size distribution.
  • An opening diameter of the powder openings can for example be in the range between 5 mm and 10 mm.
  • a mean grain diameter of the powdery building material can be, for example, in the range of 50 ⁇ m +/- 20% deviation.
  • regions of the flow reducing element are preferably dimensioned such that a flow in the powder container is at least reduced.
  • a ratio of the total opening area of all powder openings to the remaining closed area of the flow reducing element can be at least 30% and / or at most 40%, preferably between 30% and 40%.
  • the flow reducing element formed in this way which is also referred to as a baffle plate or baffle plate, for example, can reduce movement (sloshing) of the fluidized build-up material in the powder container particularly well.
  • At least one second flow reducing element is provided in the powder container, which more preferably has an orientation corresponding to the first flow reducing element in the powder container, and is even more preferably arranged parallel to this first flow reducing element.
  • the first and second flow reduction elements are preferably designed and / or arranged in the powder container such that the powder openings of the first and second flow reduction elements are at least partially offset from one another in a projection of the first flow reduction element onto the second flow reduction element.
  • the first flow reducing element and the second flow reducing element are preferably arranged in the powder container at a distance from one another in the direction of movement of the coating device, and the feed opening of the powder container is provided between the flow reducing elements in the direction of movement of the coating device.
  • a first discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas is preferably provided in the powder container in a first area of the dispensing area, which is an area of the dispensing area adjoining the first dispensing device, and / or in a second area of the dispensing area, which is a is from the first Austrag recognized device spaced region of the output area, a central fluidization zone is provided for fluidizing the powdery building material using a gas in the powder container.
  • the discharge fluidization zone and the central fluidization zone are preferably designed as two independently controllable zones.
  • Two fluidization zones that can be controlled independently of one another are to be understood in particular to mean that a volume flow of the gas introduced into the powder container through the respective fluidization zone can be set independently of the other fluidization zone.
  • a volume flow of the gas introduced can also be zero.
  • the fluidization zones can be activated in a specific order, for example and / or have a different flow rate and / or a different activation frequency and / or a different activation duration. In this way, for example, the flexibility of the powder discharge module or a method that can be carried out with it for applying at least one powder layer can be increased.
  • the powder container further preferably has at least one upper container area on which the supply opening is provided, the supply opening being provided in a projection of the at least one upper container area onto the output area, even more preferably essentially in an area of the central fluidization zone.
  • the output area further preferably has a second discharge device, a second discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container in a third area of the output area, which is an area of the output area adjacent to the second discharge device is provided.
  • the first and the second discharge area are spaced apart from one another in the direction of movement, and the first and the second discharge fluidization zone are provided between the two discharge areas.
  • the central fluidization zone is provided between the first and the second discharge fluidization zone.
  • a second discharge device By providing a second discharge device, it is possible, for example, to apply successive (partial) layers of the build-up material in the coating direction and its opposite direction, with a first being applied for the application (Partial) layer the powdery build-up material is discharged through one of the two discharge devices and the powdery build-up material is carried out through the other of the two discharge devices to apply a second (partial) layer.
  • the first and / or second discharge device preferably comprises a dispensing opening, in particular a slit-shaped dispensing opening, which extends in the direction of the construction field or the working plane over a thickness of the dispensing area, where the dispensing opening is at least partially funnel-shaped and / or at least one dispensing opening fluidization zone having.
  • a longitudinal direction of the slot-shaped dispensing opening extends transversely, in particular perpendicular, to the direction of movement of the coating device.
  • the powder discharge can, for example, be further improved; H. clogging of the dispensing opening can be prevented.
  • the powder discharge can be improved, for example.
  • At least one of the fluidization zones comprises a porous plate and / or a perforated plate with a plurality of gas outlet openings, the gas outlet openings being designed to be permeable to the gas but not permeable to powder, the porous plate or the perforated plate further preferably being made of a metal is formed and / or was manufactured in an additive manufacturing process by layer-wise selective solidification of a building material.
  • the porous plate and / or perforated plate particularly preferably as a unit with a chamber, is designed as an exchangeable insert.
  • the chamber is used to receive a supplied gas before it flows through the porous plate and / or perforated plate into the interior of the powder container.
  • the insert is preferably sealed off from the dispensing area and / or further fluidization zones by means of one or more sealing elements. This makes it possible for example to use the Use for cleaning purposes and / or when using a different assembly material to remove and / or replace.
  • At least one of the fluidization zones preferably comprises a regulating device for setting a volume flow through the at least one fluidization zone.
  • control device is preferably designed to set a volume flow of the gas flowing into the powder container through the fluidization zone during operation. This makes it possible, for example, to adjust the volume flow of the gas through the fluidization zone into the powder container independently of further fluidization zones of the powder container and thus to generate a local fluidization of the building material, which can be controlled by the control device.
  • the control device can be designed, for example, as a mass flow controller (MFC) and / or as at least one switchable valve.
  • MFC mass flow controller
  • a powder discharge module is used for a coating device of a device for additive Fierstellen a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selectively solidifying the applied layer in places corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, the Be coating device for applying the building material in layers in at least one direction of movement over a working plane of the device is provided movably in the device.
  • the powder discharge module has a powder container for receiving the powdery build-up material and the powder container comprises a feed opening for feeding powdery build-up material to the powder container and an output area facing the work plane when the coating device is in normal operation, the at least one first discharge device for discharging powdery build-up material having, in a first area of the dispensing area, which is an area of the dispensing area adjoining the first dispensing device, a discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container and / or in a second area of the dispensing area, which is a spaced from the first discharge Be rich of the output area, a central fluidization zone for fluidizing the powdery building material is provided using a gas in the Pulverbeophl ter.
  • the powder discharge module further comprises at least one first flow reducing element provided in the powder container, the powder container further preferably having the flow reducing element on at least one upper container area and / or wherein the flow reducing element extends essentially from the at least one upper container area in the direction of the output area and / or wherein the flow-reducing element has at least one, preferably a plurality of flow-reducing structures, preferably powder openings penetrating the flow-reducing element.
  • powder discharge module it is possible, for example, to fluidize the powdery building material in the powder container in different areas, in particular independently of one another.
  • the powder discharge module according to the further aspect can be further developed by the features of the powder discharge module according to the invention described above or listed in the subclaims.
  • a device is used for the additive manufacture of a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selectively solidifying the applied layer at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, and comprises a coating device that is used to apply the layer by layer construction material is provided movable in at least one direction of movement over a working plane of the device in the device, wherein the coating device comprises a powder discharge module according to the invention described above and / or a powder discharge module according to the further aspect described above. Since it is possible, for example, to achieve the effects described above in relation to the powder discharge module also in an additive manufacturing device.
  • a method for applying at least one layer of a pulverulent construction material can be carried out or is carried out in a device for the additive production of a three-dimensional object by layering Application of powdery build-up material and selective solidification of the applied layers at points corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, a coating device for applying a layer of the powdery build-up material being moved in at least one direction of movement over a working plane of the device, with the coating device comprises a powder discharge module and wherein the powder discharge module has a powder container which receives powdery build-up material.
  • the powder container comprises a supply opening for supplying the powdery build-up material to the powder container, an output area facing the working level when the coating device is in normal operation, the output area underneath at least one first discharge device for discharging powdery build-up material and at least one fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material Having use of a gas in the powder container, and at least a first flow reducing element provided in the powder container.
  • the powder discharge module preferably comprises in a first area of the output area, which is an area of the output area adjoining the first discharge device, a discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container and in a second area of the output area, which an area of the output area spaced apart from the first discharge device is a central fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container, gas being introduced into the powder container at least temporarily through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone.
  • at least intermittently powdery building material is discharged from the first discharge device and gas is introduced into the powder container at least intermittently through at least one of the fluidization zones described above.
  • a filling step is preferably carried out in which the powder container is fed with powdery build-up material through the feed opening and in the gas at least through the central fluidization zone, preferably through the central fluidization zone and the Discharge fluidization zone, is introduced into the powder container, wherein in the filling step powdery build-up material is supplied up to a predetermined level in the powder container, which is preferably detected by means of a light barrier.
  • the build-up material By introducing a gas through the central fluidization zone, the build-up material can be fluidized in a central area of the powder container in relation to the coating direction, in which the feed opening is preferably provided, in order to enable, for example, a better distribution of the build-up material in the powder container.
  • the distribution of the construction material in the powder container can also be further improved by introducing the gas through the discharge fluidization zone (s) to fluidize the construction material in these areas.
  • a level of the powdery building material to be achieved in the powder container it is possible, for example, to supply a reproducible amount of powder to the powder container or to achieve a reproducible amount of powder in the powder container.
  • a filling level detection step can be carried out in which a current filling level of the powdery build-up material in the powder container is detected, for example by the light barrier.
  • gas is introduced into the powder container at least through the discharge fluidization zone, gas with a lower volume flow through the central fluidization zone than through the discharge fluidization zone and / or essentially no gas through the central fluidization zone is introduced into the powder container.
  • the build-up material is fluidized in the area of the discharge device, ie the gas is introduced into the powder container through the discharge fluidization zone, a homogeneous powder discharge can be achieved, for example.
  • gas too is introduced through the central fluidization zone with a large volume flow, e.g. B.
  • the fluidization zones or the volume flows of the gas flowing through the respective fluidization zones can preferably be switched or controlled independently of one another.
  • a control can for example be carried out depending on a currently executed function of the coating device (e.g. filling or layer application) and / or depending on an acceleration of the coating device (e.g. no acceleration, ie the coating device is stationary or moving at an essentially constant speed, or the coating device is accelerated (positive acceleration, ie increase in speed, or negative acceleration, ie decrease in speed)).
  • a filling process can, for example, only take a fraction of the time span of a coating and / or exposure process.
  • At least one fluidization zone can be deactivated, i.e. no gas is introduced through this fluidization zone (volume flow is zero), or that the at least one fluidization zone is only operated at a reduced rate, i.e. so little Gas (small volume flow) is introduced through the fluidization zone so that the building material is only fluidized to a very small extent, especially if (depending on the material) a deactivation to restore a fluidized bed is more difficult should lead.
  • the deactivation can, for example, bring about the formation of a compacted fixed bed (also referred to as a powder plug).
  • the volume flow of the gas introduced into the powder container through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone is reduced.
  • the volume flow of the gas introduced into the powder container through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone is preferably increased at the start of the discharge of the powdery build-up material by the discharge device.
  • a method for applying at least one layer of a powdery build-up material is provided, which can be carried out or is carried out in a device for the additive setting of a three-dimensional object by applying powdery build-up material layer by layer and selectively solidifying the applied layers at points, accordingly the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, wherein a coating device for applying a layer of the powdery building material is moved in at least one direction of movement over a working plane of the device.
  • the coating device comprises a powder discharge module and the powder discharge module has a powder container which holds powdery building material.
  • the powder container comprises a supply opening for supplying powdery build-up material to the powder container and an output area facing the work plane when the coating device is operating as intended, the output area having at least one first discharge device for discharging powdery build-up material.
  • a dispensing fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas is provided in the powder container and / or in a second area of the dispensing area, which is spaced apart from the first dispensing device
  • a central fluidization zone is provided for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container and gas is introduced at least temporarily through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone into the powder container.
  • the powder discharge module preferably further comprises at least one first flow reducing element provided in the powder container, the powder container further preferably having the flow reducing element at at least one upper container area and / or wherein the flow reducing element extends essentially from the at least one upper container area in the direction of the output area and / or wherein the flow-reducing element has at least one, preferably a plurality of flow-reducing structures, preferably powder openings penetrating the flow-reducing element.
  • An inventive method of setting a three-dimensional object is used for the additive setting of a three-dimensional object in a device by applying powdery build-up material in layers and selective solidification of the applied layer at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, with at least one layer of the layer being applied building material an above-described method according to the invention and / or a method described above according to the further aspect is carried out.
  • This makes it possible, for example, to achieve the effects described above in relation to the method according to the invention for applying at least one layer of the pulverulent construction material and / or the method for applying at least one layer of the pulverulent construction material according to the further aspect in an additive manufacturing process .
  • Another method is used to control a coating device and can be carried out or is carried out in a device for the additive production of a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selectively solidifying the applied layers at points corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective Layer, wherein the coating device for applying a layer of the powdery build-up material is controlled in such a way that it is moved in at least one direction of movement over a working plane of the device.
  • the coating device comprises a powder discharge module, the powder discharge module having a powder container which receives powdery build-up material.
  • the powder container comprises a supply opening for supplying the powdery build-up material to the powder container and an output area facing the working plane when the coating device is in normal operation.
  • the dispensing area has at least one first discharge device, which is controlled in such a way that it discharges building material in powder form at least at times. Furthermore, the output area has at least one fluidization zone, which is controlled in such a way that it at least temporarily fluidizes powdery building material using a gas in the powder container.
  • the powder container further comprises at least one first flow reducing element provided in the powder container and / or in a first area of the output area, which is an area of the output area adjoining the first discharge device, there is a discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in
  • the powder container is provided and / or in a second area of the dispensing area, which is an area of the dispensing area spaced from the first dispensing device, is a central fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas Powder container provided and wherein gas is at least temporarily passed through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone into the powder container.
  • the coating device can be controlled in such a way that it carries out a method described above for applying at least one powder layer.
  • Fig. 1 is a schematic, partially sectioned view of a device for generative Fierstellen a three-dimensional object ge according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic, sectional view of a powder discharge module of the device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic top view of an output area of the powder discharge module shown in FIG. 2 from above.
  • FIG. 4a is a schematic view of one in that shown in FIGS. 2 and 3
  • Powder discharge module provided flow reduction element and FIG. 4b shows the alignment of two flow reduction elements in the powder discharge module shown in FIGS. 2 and 3 in relation to one another.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram showing the steps of a method for applying a powder layer in the apparatus shown in FIG. 1 using the powder discharge module shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. 1.
  • the device shown in Fig. 1 is a laser sintering or Laser melting device 1. To build up an object 2, it contains a process chamber 3 with a chamber wall 4.
  • an upwardly open container 5 with a container wall 6 is arranged.
  • a working plane 7 is defined by the upper opening of the container 5, the area of the working plane 7 lying within the opening, which can be used to build the object 2, is referred to as construction field 8.
  • a movable in a vertical direction V carrier 10 is arranged, on which a base plate 11 is attached, which closes the container 5 down and thus forms the bottom.
  • the base plate 11 can be a plate formed separately from the carrier 10 and attached to the carrier 10, or it can be formed integrally with the carrier 10.
  • a construction platform 12 can also be attached to the base plate 11 as a construction base, on which the object 2 is built.
  • the object 2 can, however, also be built on the base plate 11 itself, which then serves as a construction base.
  • the object 2 to be formed in the container 5 on the construction platform 12 is shown below the working plane 7 in an intermediate state with several solidified layers, surrounded by building material 13 that has remained unsolidified.
  • the vertical direction V defines the z-direction of a Cartesian coordinate system.
  • the laser sintering device 1 also contains a storage container 14 for a powdery building material 15 that can be solidified by electromagnetic radiation and a coating device 16 movable in at least one direction of movement B, which is also referred to as the coating direction, for applying the building material 15 within the building field 8.
  • the direction of movement B is 1 shows a horizontal direction and defines the x-axis of the Cartesian coordinate system, the z-direction of which is defined by the vertical direction V of the carrier 10.
  • the coating device 16 preferably extends transversely to its direction of movement B, ie in the y-direction or in FIG. 1 into the plane of the drawing, over the entire area to be coated.
  • the coating device 16 comprises a powder discharge module 18, which will be described below with reference to FIGS.
  • the coating device 16 comprises at least one application element not shown in the figures, for example an applicator roller and / or an applicator blade and / or a flexible applicator element, for example a flexible rubber lip or a brush, for pulling out the powdery build-up material 15 to form a uniform layer and / or or compaction of an applied layer.
  • the at least one application element can also be provided on the powder discharge module.
  • powder can be used as the building material, in particular special metal powder, plastic powder, ceramic powder, sand, filled, coated or mixed powder.
  • a radiant heater 17 is arranged in the process chamber 3, which is used to heat the applied building material 15.
  • An infrared radiator for example, can be provided as the radiant heater 17.
  • the laser sintering device 1 furthermore contains an exposure device 20 with a laser 21 which generates a laser beam 22 which is deflected via a deflection device 23 and through a focusing device 24 via a coupling window 25 which is attached to the top of the process chamber 3 in the chamber wall 4, is focused on the working level 7.
  • the laser sintering device 1 also contains a control unit 29, via which the individual components of the device 1 are controlled in a coordinated manner to carry out the construction process.
  • the control unit can also be attached partially or entirely outside the device.
  • the control unit can contain a CPU, the operation of which is controlled by a computer program (software).
  • the computer program can be stored separately from the device on a storage medium from which it can be loaded into the device, in particular into the control unit.
  • the carrier 10 is first lowered by a height which corresponds to the desired layer thickness.
  • the coating device 16 first moves to the storage container 14 and takes from it a sufficient amount of the building material 15 to apply at least one layer into the powder discharge module 18 (not shown in FIG.
  • the coating device 16 moves over the construction field 8, brings there powdery construction material 15 on the construction base or an already existing powder layer and pulls it out to form a powder layer.
  • the application takes place at least over the entire cross section of the object 2 to be produced, preferably over the entire construction field 8, that is to say the area delimited by the container wall 6.
  • the powdery building material 15 is heated to a working temperature by means of a radiant heater 17.
  • the cross-section of the object 2 to be produced is then scanned by the laser beam 22, so that the powdery building material 15 is solidified at the points that correspond to the cross-section of the object 2 to be produced.
  • the powder grains are partially or completely melted at these points by means of the energy introduced by the radiation, so that they are connected to one another as solid bodies after cooling. These steps are repeated until the object 2 is completed and the process chamber 3 can be removed.
  • the powder discharge module comprises a powder container 30 for receiving the powdery building material.
  • Fig. 2 shows a view of the powder discharge module 18 or the powder container 30 in section, the section plane running essentially perpendicular to the working plane 7 and parallel to the direction of movement B of the coating device 16, ie parallel to the xz plane.
  • Fig. 3 shows a plan view of an output range or container bottom 31 of the powder container 30 from above (parallel to the xy plane, that is, parallel to the direction of movement B).
  • the powder container 30 comprises as the upper (ie the working level 7 (see Fig.
  • the powder container 30 comprises an output area which is designed as a container bottom 31 and delimits the powder container 30 at the bottom.
  • the powder container 30 is laterally bounded by a container wall, of which only the side wall 34b located at the front in the direction of movement B and the side wall 34a located at the rear in the direction of movement B are shown.
  • a cover (not shown in the figures) for closing the feed opening 33 can be provided on the feed opening 33.
  • the interior of the powder container 30 extends between the container top 32 and the container bottom 31, i. H. in the z-direction, over a flea Fl and along the direction of movement B, d. H. in the x-direction, over a width A. perpendicular to its fleas Fl and the width A, d. H. in the y direction, the interior of the Pulverbecher age 30 extends over a length L (see. Fig. 3).
  • the container bottom 31 has a thickness d in the z-direction, ie parallel to the fleas F1 of the interior of the powder container 31.
  • the thickness d is preferably smaller than the fleas Fl of the interior of the powder container 30.
  • the container bottom 31 comprises two spaltför-shaped dispensing openings or dispensing devices designed as dispensing gaps 36a, 36b, which extend in the z-direction over the entire thickness d of the Extend the output area. They each form an output opening for discharging powder-form building material provided in the powder container 30 downwards, ie in the direction of the working plane 7 (not shown in FIG. 2; see FIG. 1 in this regard).
  • a discharge element for regulating the amount of powder discharged through the discharge gap 36a, 36b and / or for at least partial opening and / or closing of the discharge gap 36a, 36b can be provided at at least one of the discharge gaps 36a, 36b.
  • the discharge element (not shown in the figures) can for example be designed as a slide and / or a (metering) roller.
  • the two output gaps 36a, 36b are provided in the direction of movement B, ie in the x direction, spaced from one another on the container bottom 31.
  • the right output gap 36b is the output gap in the front in the (current) direction of movement B and the left output gap 36a is the output gap in the rear in the (current) direction of movement B.
  • the dispensing gaps 36b, 36a are preferably provided on a delimitation of the container bottom 31 which is located at the front or rear in the direction of movement B.
  • the side walls 34a and 34b optionally each have an inclined section 35a and 35b, which is designed as a ramp and slopes downwards towards the respective dispensing gap 36a and 36b, i. H. is at least partially funnel-shaped.
  • the inclined section 35a, 35b of the side wall 34a, 34b preferably merges into a substantially vertical wall section 37a or 37b of the container bottom 31, which connects the respective output gap 36a and 36b in the direction of movement B, i.e. H. limited in the x direction or the opposite direction.
  • the inclined section 35a, 35b itself can move the respective output gap 36a or 36b in the direction of movement B, ie. H. in the x-direction, or at least partially limit the opposite direction, d. H.
  • the container bottom 31 can also be provided without the vertical wall section 37a or 37b.
  • the container base 31 comprises a first region adjoining the discharge gap 36b at the front in the direction of movement B, in which a first discharge fluidization zone 41b is provided.
  • the container bottom 31 further comprises a third area adjoining the discharge gap 36a at the rear in the direction of movement B, on which a second discharge fluidization zone 41a is provided.
  • a second loading area of the container bottom 31 is provided, which is spaced from the dispensing gaps 36a, 36b and on which a central fluidization zone 40 is provided.
  • the first and second discharge fluidization zones 41 b, 41 a can be provided at a distance from the respective output gap 36 b, 36 a or each attached to them. boundaries (as shown in Fig. 2).
  • the central fluidization zone 40 can be provided at a distance from the first and / or the second discharge fluidization zone 41 b, 41 a (as shown in FIG. 2) or adjoin them.
  • the first discharge fluidization zone 41b comprises a flask space 44b formed in the container bottom 31, which is separated from the interior of the powder container 30 by a porous plate and / or perforated plate 45b.
  • the second discharge fluidization zone 41a and the central fluidization zone 40 each include a cavity 44a or 42 formed in the container bottom 31, which is separated from the interior of the powder container 30 by a porous plate and / or perforated plate 45a or 43.
  • the cavities 42, 44a, 44b are each connected to a gas supply line, not shown in FIG. 2, for supplying a gas.
  • the gas supply lines preferably each include a control device for adjusting the volume flow of the gas flowing through the gas supply lines. More preferably, the volume flows of the gas flowing into the cavities 42, 44a, 44b can be adjusted independently of one another by the respective control devices.
  • the porous plates and / or perforated plates 43, 45a, 45b each have a plurality of gas outlet openings which are designed or dimensioned such that they are permeable to the gas, but not to the powdery building material.
  • the opening cross-sections of the gas outlet openings are therefore smaller than the cross-sectional areas of the powder grains of the building material, preferably smaller, more preferably several times smaller than a minimum cross-sectional area of the powder grains.
  • one or more discharge opening fluidization zones can be provided on at least one of the inclined sections 35a, 35b of the side walls 34a, 34b and / or on at least one of the essentially vertical wall sections 37a or 37b of the container bottom 31 .
  • a discharge opening fluidization zone preferably comprises, analogously to the discharge fluidization zones 41 a, 41 b and the central fluidization zone 40, a cavity formed in the inclined section 35a, 35b or the wall section 34a, 34b (in FIG not shown), which is separated from the interior of the powder container 30 by a porous plate and / or perforated plate (not shown in FIG. 2).
  • gas flows through the respective gas supply line (not shown in FIG. 2) into the respective cavity 42, 44a, 44b and then flows through the respective porous plate and / or perforated plate 43, 45a, 45b into the interior of the powder container 30.
  • the powdery build-up material is at least locally placed in a fluidized bed or fluidized bed-like state d. H. fluidized.
  • the volume flow of the gas flowing into the powder container is preferably adjustable by the corresponding control device.
  • baffle plates 50a, 50b are provided in the powder container 30 shown in FIG. 2, which elements are hereinafter referred to as baffle plates.
  • the baffles 50a, 50b are placed in the powder container 30, preferably on the container ceiling 32, for example by means of a respective fastening section 51a, 51b which runs essentially parallel to the container ceiling 32.
  • the baffles 50a, 50b each extend essentially vertically downward from the container ceiling 32, i.e. H. in the direction of the container bottom 31.
  • the baffles 50a, 50b are each provided at a distance from the Bebirl terteil 31, d. H.
  • baffles 50a, 50b can extend over the entire height H of the interior of the powder container 30, i.e. from the Be container ceiling 32 to the container bottom 31.
  • the baffles 50a, 50b are arranged in the powder container 30 at a distance from one another in the direction of movement B.
  • the right baffle plate 50b is the baffle plate located in front in the (current) direction of movement B and the left baffle plate 50a is the baffle plate located at the rear in the (current) direction of movement B Baffle plate.
  • the feed opening 33 of the powder container 30 is provided in the direction of movement B between the baffles 50a, 50b.
  • the baffles 50a, 50b are further described in more detail below with reference to FIGS. 4a and 4b.
  • the discharge gaps 36a, 36b, the discharge fluidization zones 41a, 41b and the central fluidization zone 40 each extend essentially in a longitudinal direction perpendicular to the direction of movement B, i.e. H. parallel to the length L of the interior of the powder container 30, and essentially over the entire length L of the interior of the powder container 30, but at least over 80% of the length L.
  • the Zugaröff opening 33 is provided within the central fluidization zone 40, in FIG. 3 by the area between the dashed lines.
  • the baffles 50a, 50b are also provided within the central fluidization zone 40 in a projection onto the container bottom 31, shown in FIG. 3 by the dash-dotted lines.
  • at least one of the baffles 50a, 50b can, however, also be provided outside the central fluidization zone 40 and / or at an edge of the central fluidization zone 40.
  • the feed opening 33 and the baffle plates 50a, 50b likewise in each case essentially in a longitudinal direction perpendicular to the direction of movement B, i. H. parallel to the length L of the interior of the powder container 30, and essentially over the entire length L of the interior of the powder container 30, but at least over 80% of the length L.
  • the baffles 50a, 50b are described in more detail below with reference to FIGS. 4a and 4b.
  • the front baffle 50b has a plurality of powder openings 52b penetrating the baffle 50b and the rear baffle 50a has a plurality of powder openings 52a penetrating the baffle 50a (FIG. 4a optionally shows the front baffle 50b or the rear baffle plate 50a).
  • the powder openings 52a, 52b of the respective baffle plate 50a, 50b are each regularly spaced from one another. provided at a distance in the baffle plate 50a, 50b.
  • the powder openings 52a, 52b are arranged in two offset rows of four powder openings each, but more than two rows and / or rows of more than four powder openings, for example 15 openings, can be provided.
  • the rows also do not have to be offset from one another, or the powder openings can be arranged differently than in rows or columns.
  • the powder openings 52a, 52b are each essentially over the entire extent of the surge plate 50a, 50b in the direction of the height H of the powder container 30 (see FIG. 2) and essentially over the entire extent of the surge plate 50a, 50b in Direction of the length L of the powder container 30 (see Fig. 2, 3) is provided.
  • the powder openings 52a, 52b are designed or dimensioned and in the
  • the powder openings 52a, 52b can have an opening diameter or a maximum extent of the opening which is at least one hundred times a grain diameter assigned to the powder grains of the build-up material, for example a maximum grain diameter or a grain diameter of a defined parameter of the powder size distribution.
  • an average grain diameter of the powdery building material can be in the range of 50 ⁇ m and the opening diameter or the maximum extension of the powder openings in the range of 5 mm or 10 mm.
  • the cross-sectional shape of the powder openings can be designed as desired, preferably the powder openings have a regular cross-sectional shape, for example circular, as shown in FIGS. 4a and 4b, or square, triangular or slot-shaped.
  • the baffles 50a, 50b are designed to at least reduce or avoid sloshing of the fluidized build-up material when the coating device 16 or the powder discharge module 18 is moved.
  • the closed areas of the baffles 50a, 50b between the powder openings 52a, 52b are sufficiently dimensioned to have a braking effect due to the loading acceleration of the coating device 16 or the powder discharge module 18 be moving fluidized build-up material.
  • a ratio of the total opening area of all powder openings 52a, 52b of a baffle 50a, 50b to the remaining closed area of baffle 50a, 50b can be between 30% and 40%, for example 36%.
  • the baffles 50a, 50b In the direction of movement B (see FIG. 2), the baffles 50a, 50b have a thickness which is several times smaller than the extent of the baffles in the y-direction, ie. H. the longitudinal direction, and the z-direction, d. H. along the height.
  • the baffles 50a, 50b are arranged essentially parallel to one another in the powder container 30. Furthermore, the baffles 50a, 50b are designed and arranged in the powder container 30 in such a way that their powder openings 52a and 52b are offset from one another in a projection on one another or on a common plane, at least in sections.
  • Fig. 4b a view of the surge plate 50a located at the rear in the direction of movement is shown, wherein through each of the powder openings 52a a portion of a powder opening 52b of the one behind it in the view of FIG. 4b (or in front of it in the direction of movement) front baffle 50b is visible.
  • baffles 50a, 50b are shown with a plurality of powder openings 52a, 52b.
  • at least one of the baffles 50a, 50b can also have only a single powder opening (not shown in the figures).
  • the one powder opening can be designed as a serpentine slot which extends, for example, in the longitudinal direction.
  • the powder openings or the at least one powder opening of at least one baffle plate 50a, 50b are designed as adjustable and / or changeable powder opening (s), ie the geometric shape and / or the opening area of the powder opening (s) can be set or changed.
  • the application of a layer of the powder-form building material is described below with reference to FIG. 5, reference being made to the previous FIGS. 1 to 4b.
  • the coating device 16 initially takes from the storage container 14 an amount of the build-up material 15 sufficient to apply at least one layer into the powder discharge module 18 .
  • the cover of the supply opening 33 (not shown in the figures) is geöff net and the powdery material 15 is supplied from the storage container 14 through the supply opening 33 to the powder container 30.
  • the powder container 30 is essentially in the same position below the storage container 14, which is also referred to as the filling position of the coating device 16, ie it or the coating device 16 does not move.
  • the powder openings 52a, 52b of the baffles 50a, 50b are permeable to the powdery building material, so that the powdery building material is distributed in the powder container 30 starting from the area of the supply opening 33.
  • a gas is introduced into the powder container 30 at least through the central fluidization zone 40, preferably at least through the central fluidization zone 40 and the discharge fluidization zones 41 a, 41 b, further preferably also through the discharge opening fluidization zones, and the powdery build-up material in the powder container 30 thus fluidized, whereby the formation of a pouring cone is at least reduced ver and a distribution of the powdery building material over substantially union over the entire width A of the powder container 30 is favored.
  • Powdery building material is preferably fed to the powder container 30 until a previously determined fill level of the building material in the powder container 30 is reached.
  • the fill level can be detected, for example, by means of a light barrier (not shown in the figures) arranged in the powder container.
  • the coating device 16 applies a layer of powder.
  • the coating device 16 is moved out of the filling position in the direction of movement B onto a, preferably previously fixed applied, accelerated travel speed.
  • the coating device 16 travels at a substantially constant speed, namely the preferably previously determined travel speed reached at the end of the second step S2, over the construction field 8, where powdery construction material 15 is applied to the construction substrate or an already existing one Powder layer and pulls it out into a powder layer.
  • the application of the construction material in powder form takes place by discharging the construction material from the powder container 30 of the powder discharge module 18 through at least one of the output gaps 36a, 36b.
  • the coating device 16 is then braked, ie accelerated (negative acceleration), in a fourth step S4.
  • gas is introduced into the powder container 30 through at least one of the discharge fluidization zones 41 a, 41 b.
  • discharge fluidization zone 41a, 41b which is closer to the discharge gap 36a, 36b through which build-up material is discharged in the third step.
  • gas is also discharged through the dispensing opening fluidization zones, which are provided on the inclined section 35a, 35b of the side wall 34a, 34b and on the essentially vertical wall sections 37a, 37b of the container bottom 31, of the dispensing space 36a, 36b, through the construction material becomes.
  • the gas introduced through the discharge fluidization zone and optionally through the discharge opening fluidization zone can, for example, have a volume flow that is essentially the same as in the filling step S1.
  • gas with a lower volume flow is preferably introduced through the central fluidization zone 40 than through the discharge fluidization zone 41a, 41b and / or than in the filling step S1, or there is essentially no gas through the central fluidization zone 40 in the powder container 30 initiated.
  • the powdery build-up material provided in the powder container 30 is essentially only fluidized in the area of the discharge gap 36a, 36b used for discharging the build-up material, or at least more fluidized in this area.
  • the volume flow of the fluidization zone 41a, 41b through the discharge and the discharge opening fluidization zones, preferably also that through the central fluidization zone 40, is preferably introduced into the powder container Increased gas in order to achieve an improved discharge of the powdery organizingma terials.
  • the volume flow of the through the at least one discharge fluidization zone 41a, 41b and optionally through the output opening fluidization zones, possibly also through the central fluidization zone 40, gas introduced into the powder container 30 is reduced in order to prevent or at least reduce sloshing of the powdery build-up material in the powder container 30 during the acceleration process.
  • the first discharge fluidization zone 41b is provided in the direction of movement B behind the output gap 36b in the direction of movement and the second discharge fluidization zone 41a is provided in the direction of movement B in front of the output gap 36b that is rear in the direction of movement, so that the discharge fluidization zones 41a, 41b and the central fluidization zone 40 are provided in the direction of movement B between the discharge gaps 36a, 36b.
  • the optional dispensing opening fluidization zone (s), which is or are provided on at least one inclined section 35a, 35b of a side wall 34a, 34b and / or on at least one of the essentially vertical wall sections 37a or 37b of the container bottom 31, are shown in FIG
  • Direction of movement B is provided in front of the front output gap 36b or behind the rear output gap 36a, ie on the side of the respective output gap 36a, 36b opposite the respective discharge fluidization zone 41a, 41b.
  • At least one of the discharge fluidization zones 41 a, 41 b can also be provided in the direction of movement B in front of the front discharge gap 36b or behind the rear discharge gap 36a, in particular if at the discharge gap 36a, 36b no dispensing opening fluidization zone (s) is or are provided.
  • Further fluidization zones can also be provided in the area of the container bottom 31, for example at least one of the fluidization zones can be formed by several fluidization zones formed separately from one another.
  • the number of fluidization zones, discharge gaps, baffles and / or the feed opening can differ from the number described here.
  • the powder container can only be provided with the central fluidization zone 40 and the discharge fluidization zones 41a, 41b.
  • the powder container can have only one discharge opening and / or only one baffle plate or more than two baffle plates and / or more than one, for example two, supply openings.
  • the powder container can also be provided without surge plates.
  • Such inclined sections are preferably formed without edges to any non-inclined or flat sections, for. B. by means of a suitable rounding.
  • the flow-reducing element (s) are designed as baffles or baffles, ie as flat elements penetrated by at least one powder opening.
  • other flow-reducing structures than the powder openings described above can be provided on the flow-reducing element (s), e.g. B. one or more ribs and / or slats.
  • the present invention has been described using a laser sintering or laser melting device, it is not limited to laser sintering or laser melting. It can be applied to any method for the generative production of a three-dimensional object by applying layers and selectively consolidating a powdery building material.
  • the imagesetter can, for example, comprise one or more gas or solid-state lasers or any other type of laser such as laser diodes, in particular VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) or VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), or a line of these lasers.
  • any device can be used as an exposure device with which energy can be applied selectively as wave or particle radiation to a layer of the building material.
  • a laser it is possible, for example, to use another light source, an electron beam or any other energy or radiation source that is suitable for solidifying the building material.
  • deflecting a beam exposure with a movable line exposure unit can also be used.
  • HSS high-speed sintering
  • a material is selectively applied to the building material that increases the absorption of radiation at the corresponding points (Absorption sintering) or reduced (inhibition sintering), and then unselectively exposed over a large area or with a movable line exposure unit
  • the invention can be used.
  • the selective solidification of the applied building material can also take place by means of 3D printing, for example by applying an adhesive.
  • the invention relates to the additive manufacturing of an object by means of layer-by-layer application and selective solidification of a powder-form building material, regardless of the manner in which the building material is solidified.

Abstract

The invention relates to a powder output module for a coating device (16) of a device (1) for additively manufacturing a three-dimensional object (2) via the layer-by-layer application of powder-type construction material and the selective solidifying of the applied layers at points, according to the respective cross-section of the three-dimensional object (2) in the respective layer, wherein the coating device (16) for the layer-by-layer application of the construction material is provided in the device such that it can be moved in at least one movement direction (B) over a working plane (7) of the device (1). The powder output module (18) comprises a powder container (30) for receiving the powder-type construction material and the powder container (30) comprises a supply opening (33) for supplying the powder-type construction material to the powder container (30) and a discharge region (31) facing the working plane (7) during the intended operation of the coating device (16), wherein the discharge region (31) has at least one first output unit (36a, 36b) for outputting powder-type construction material and at least one fluidisation zone (40, 41a, 41b) for the fluidisation of the powder-type construction material using a gas in the the powder container (30). The powder container (30) also comprises at least one first flow reduction element (50a, 50b) provided in the powder container (30).

Description

Pulveraustragsmodul für eine additive Herstellvorrichtung, additive Herstellvorrichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Pulverschicht Powder discharge module for an additive manufacturing device, additive manufacturing device and method for applying a powder layer
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pulveraustragsmodul für eine Vorrich tung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials und auf eine derartige additive Herstellvorrichtung, sowie auf ein Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Schicht eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Rahmen eines Ver fahrens zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbrin gen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials und ein derarti ges additives Herstellverfahren. The present invention relates to a powder discharge module for a device for the additive manufacture of a three-dimensional object by layer-by-layer application and selective solidification of a powdery building material and to such an additive manufacturing device, as well as to a method for applying at least one layer of a powdery building material as part of a Ver Driving for the production of a three-dimensional object by layer-by-layer application and selective solidification of a powdery build-up material and such an additive manufacturing process.
Vorrichtungen und Verfahren dieser Art werden beispielsweise beim Rapid Prototy- ping, Rapid Tooling oder Additive Manufacturing verwendet. Ein Beispiel eines sol chen Verfahrens ist unter dem Namen "Selektives Lasersintern oder Laserschmelzen" bekannt. Dabei wird wiederholt eine dünne Schicht des pulverförmigen Aufbaumateri als aufgebracht und das Aufbaumaterial in jeder Schicht durch selektives Bestrahlen von einem dem Querschnitt des herzustellenden Objekts entsprechenden Stellen mit einem Laserstrahl selektiv verfestigt. Devices and methods of this type are used, for example, in rapid prototyping, rapid tooling or additive manufacturing. An example of such a process is known by the name of "selective laser sintering or laser melting". A thin layer of the powdery build-up material is repeatedly applied and the build-up material is selectively solidified in each layer by selective irradiation of a point corresponding to the cross-section of the object to be manufactured with a laser beam.
Zum Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen Aufbaumaterials wird beispiels weise eine in der Vorrichtung vorgesehene Beschichtungsvorrichtung über ein Baufeld verfahren. Während der Bewegung der Beschichtungsvorrichtung über das Baufeld wird pulverförmiges Aufbaumaterial durch eine Austragseinrichtung der Beschich tungsvorrichtung, beispielsweise einen Ausgabespalt, ausgetragen und von einem Auftragselement der Beschichtungsvorrichtung zu einer gleichmäßigen Schicht ausge- zogen. Durch Einleiten eines Gases in das in der Beschichtungsvorrichtung bevorra tete Aufbaumaterial kann dieses fluidisiert, d. h. in einen wirbelbett- bzw. fließbettähn lichen bzw. fluidähnlichen Zustand versetzt werden, um den Pulveraustrag zu verbes sern. To apply a layer of the powdery building material, a coating device provided in the device is moved over a building field, for example. During the movement of the coating device over the construction field, powdery build-up material is discharged through a discharge device of the coating device, for example an output gap, and is applied to form a uniform layer by an application element of the coating device. pulled. By introducing a gas into the build-up material stored in the coating device, it can be fluidized, ie put into a fluidized bed or fluidized bed-like or fluid-like state in order to improve the powder discharge.
Insbesondere zu Beginn und am Ende eines Schichtauftrags erfährt die Beschich tungsvorrichtung und somit auch das in ihr bevorratete Pulver eine Beschleunigung. Durch die auftretenden Beschleunigungskräfte wird das in der Beschichtungsvorrich tung vorgesehene fluidisierte pulverförmige Aufbaumaterial in Bewegung versetzt, was auch als "Schwappen" des Aufbaumaterials bezeichnet wird. Ein derartiges Schwappen des Aufbaumaterials, also ein chaotisches und daher schwer kontrollier bares Wirken einer turbulenten Strömung des fluiden Aufbaumaterials, kann eine un gleiche Verteilung des Aufbaumaterials in der Beschichtungsvorrichtung bewirken, was die Qualität der aufgebrachten Pulverschicht negativ beeinflussen kann. Zudem kann das Schwappen unerwünschte Kräfte auf den Pulverbehälter bewirken, was ebenfalls die Qualität der aufgebrachten Schicht negativ beeinflussen kann. Auch kön nen durch das Schwappen und/oder das Fluidisieren des Pulvers feine Pulverpartikel ausgetragen werden, was zu einer Verunreinigung von Komponenten der Beschich tungsvorrichtung und/oder der Herstellvorrichtung führen kann. In particular, at the beginning and at the end of a layer application, the coating device and thus also the powder stored in it are accelerated. Due to the acceleration forces that are provided in the coating device, the fluidized powdery building material is set in motion, which is also referred to as "sloshing" of the building material. Such a sloshing of the build-up material, that is, a chaotic and therefore difficult to control action of a turbulent flow of the fluid build-up material, can cause an uneven distribution of the build-up material in the coating device, which can negatively affect the quality of the applied powder layer. In addition, the sloshing can cause undesirable forces on the powder container, which can also negatively affect the quality of the applied layer. Fine powder particles can also be carried out by the sloshing and / or fluidizing of the powder, which can lead to contamination of components of the coating device and / or the manufacturing device.
Aus WO 2017/102242 A1 ist eine Pulveraustragseinrichtung für eine Beschichtungs vorrichtung bekannt, die einen Pulverbehälter und einen separat von dem Pulverbe hälter ausgebildeten und mit dem Pulverbehälter über eine Öffnung in einer Trenn wand in Verbindung stehende Einfüllschacht umfasst. Das pulverförmige Aufbaumate rial ist in dem Pulverbehälter und in dem Einfüllschacht unabhängig voneinander fluidi sierbar. From WO 2017/102242 A1 a powder discharge device for a coating device is known, which comprises a powder container and a filling shaft formed separately from the powder container and connected to the powder container via an opening in a partition wall. The powdery build-up material can be fluidized independently of one another in the powder container and in the filling shaft.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives bzw. verbes sertes Pulveraustragsmodul bzw. eine alternative bzw. verbesserte additive Herstell vorrichtung bzw. ein alternatives bzw. verbessertes Verfahren zum Aufbringen zumin dest einer Pulverschicht bzw. ein alternatives bzw. verbessertes additives Herstel- lungsverfahren bereitzustellen, bei denen insbesondere eine Bewegung des fluidisier ten Pulvers in dem Pulveraustragsmodul der Beschichtungsvorrichtung zumindest ver ringert und/oder das pulverförmige Aufbaumaterial besser fluidisiert werden kann. The object of the present invention is to provide an alternative or improved powder discharge module or an alternative or improved additive manufacturing device or an alternative or improved method for applying at least one powder layer or an alternative or improved additive manufacturing Provide treatment method in which, in particular, a movement of the fluidized powder in the powder discharge module of the coating device is at least reduced and / or the powdery build-up material can be better fluidized.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Pulveraustragsmodul gemäß Anspruch 1 , eine Herstellvorrichtung gemäß Anspruch 1 1 , ein Verfahren zum Aufbringen zumindest ei ner Schicht gemäß Anspruch 12 und ein Herstellverfahren gemäß Anspruch 15. Wei terbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben. Dabei können die Verfahren auch durch die untenstehenden bzw. in den Unteransprüchen ausgeführten Merkmale der Vorrichtungen weitergebildet sein oder umgekehrt, bzw. die Merkmale der Vorrichtungen und der Verfahren können auch jeweils untereinan der zur Weiterbildung genutzt werden. This object is achieved by a powder discharge module according to claim 1, a manufacturing device according to claim 11, a method for applying at least one layer according to claim 12 and a manufacturing method according to claim 15. Further developments of the invention are each specified in the dependent claims. The methods can also be further developed by the features of the devices below or in the subclaims, or vice versa, or the features of the devices and the method can also be used in each case for further development.
Ein erfindungsgemäßes Pulveraustragsmodul dient für eine Beschichtungsvorrichtung einer Vorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfesti gen der aufgebrachten Schichten an Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des drei dimensionalen Objekts in der jeweiligen Schicht entsprechen, wobei die Beschich tungsvorrichtung zum schichtweisen Aufbringen des Aufbaumaterials in zumindest ei ner Bewegungsrichtung über eine Arbeitsebene der Vorrichtung bewegbar in der Vor richtung vorgesehen ist. Das Pulveraustragsmodul weist einen Pulverbehälter zur Auf nahme des pulverförmigen Aufbaumaterials auf. Der Pulverbehälter umfasst eine Zu fuhröffnung zum Zuführen des pulverförmigen Aufbaumaterials zu dem Pulverbehäl ter, einen im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung der Ar beitsebene zugewandten Ausgabebereich, wobei der Ausgabebereich zumindest eine erste Austragseinrichtung zum Austragen von pulverförmigem Aufbaumaterial und zu mindest eine Fluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter aufweist, und zumindest ein erstes in dem Pulverbehälter vorgesehenes Strömungsverminderungselement. Das Pulveraustragsmodul kann beispielsweise integral mit der Beschichtungsvorrich tung gebildet sein oder auswechselbar an dieser vorgesehen sein. Das Pulveraus tragsmodul und/oder die Beschichtungsvorrichtung kann beispielsweise weiter zumin dest ein Beschichterelement, z.B. eine Auftragswalze und/oder eine Auftragsklinge und/oder ein flexibles Auftragselement, z. B. eine flexible Gummilippen oder eine Bürste, umfassen, welches in der Bewegungsrichtung der Beschichtungsvorrichtung hinter der Austragseinrichtung angeordnet ist, um das von der Austragseinrichtung ausgetragene pulverförmige Aufbaumaterial zu einer gleichmäßigen Schicht auszuzie hen und/oder eine aufgebrachte Schicht zu verdichten. A powder discharge module according to the invention is used for a coating device of a device for the additive manufacture of a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selective solidification of the applied layers at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, the coating device for Layer-by-layer application of the building material in at least one direction of movement over a working plane of the device is provided movably in the device. The powder discharge module has a powder container for receiving the powdery build-up material. The powder container comprises a feed opening for supplying the powdery build-up material to the powder container, an output area facing the working level when the coating device is in normal operation, the output area at least one first discharge device for discharging powdery build-up material and at least one fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container, and at least one first flow reduction element provided in the powder container. The powder discharge module can, for example, be formed integrally with the coating device or be provided on it such that it can be replaced. The powder discharge module and / or the coating device can for example further at least one application element, for example an applicator roller and / or an applicator blade and / or a flexible applicator element, e.g. B. a flexible rubber lips or a brush, which is arranged in the direction of movement of the coating device behind the discharge device to hen the discharged from the discharge device powdery building material to a uniform layer and / or to compact an applied layer.
Vorzugsweise ist der Ausgabebereich ein im bestimmungsgemäßen Betrieb der Be schichtungsvorrichtung bzw. dem bestimmungsgemäßen Einsatz des Pulveraustrags- moduls den Pulverbehälter nach unten, d. h. in Richtung der Arbeitsebene bzw. des Baufelds, abschließender Bereich des Pulverbehälters. Der Ausgabebereich des Pul verbehälters kann beispielsweise ein Behälterboden des Pulverbehälters sein, d. h. der gesamte Behälterboden oder eine oder mehrere Zonen des Behälterbodens. Er kann jedoch auch ein anderer Bereich des Pulverbehälters z.B. in der Nähe des Be hälterbodens, beispielsweise ein Zwischenboden, sein, der im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung bzw. dem bestimmungsgemäßen Einsatz des Pulveraustragsmoduls dem Baufeld bzw. der Arbeitsebene im Wesentlichen zuge wandt ist. Der bestimmungsgemäße Einsatz des Pulveraustragsmoduls meint dabei vorzugsweise einen Zustand und/oder eine Anordnung bzw. Ausrichtung des Pul veraustragsmoduls in der additiven Herstellvorrichtung bzw. in der Beschichtungsvor richtung, in dem bzw. der das Pulveraustragsmodul dazu geeignet ist, pulverförmiges Aufbaumaterial zum Aufbringen einer Schicht auszugeben, d. h. insbesondere mit der Beschichtungsvorrichtung über das Baufeld bzw. die Arbeitsebene verfahren wird. Preferably, the output area is a downward direction of the powder container when the coating device is being used as intended or when the powder discharge module is used as intended, ie. H. in the direction of the working level or the construction field, the final area of the powder container. The output area of the powder container can be, for example, a container bottom of the powder container, i. H. the entire container base or one or more zones of the container base. However, it can also be another area of the powder container, e.g. in the vicinity of the container floor, for example an intermediate floor, which is essentially turned towards the construction field or the work level when the coating device is used as intended or when the powder discharge module is used as intended. The intended use of the powder discharge module preferably means a state and / or an arrangement or alignment of the powder discharge module in the additive manufacturing device or in the coating device in which the powder discharge module is suitable for dispensing powdery build-up material for applying a layer , d. H. in particular, the coating device is moved over the construction field or the work plane.
Ein bestimmungsgemäßer Betrieb der Beschichtungsvorrichtung bezeichnet vorzugs weise einen Zustand der Beschichtungsvorrichtung, in dem diese so in der additiven Herstellvorrichtung angeordnet und/oder ausgerichtet ist und/oder angesteuert wird, dass sie zumindest dazu geeignet ist, zumindest eine Schicht des pulverförmigen Auf baumaterials in der Arbeitsebene bzw. auf dem Baufeld aufzubringen, insbesondere gemäß einem weiter unten näher beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren. Der bestimmungsgemäße Einsatz des Pulveraustragsmoduls bezeichnet vorzugsweise ei nen Zustand, in dem das Pulveraustragsmodul geeignet an der Beschichtungsvorrich tung angebracht bzw. integral mit dieser bereitgestellt ist und die Beschichtungsvor richtung in ihrem bestimmungsgemäßen Betrieb ist. Proper operation of the coating device preferably denotes a state of the coating device in which it is arranged and / or aligned and / or controlled in the additive manufacturing device in such a way that it is at least suitable for at least one layer of the powdery building material in the working plane or to be applied to the construction field, in particular in accordance with a method according to the invention described in more detail below. The Intended use of the powder discharge module preferably denotes a state in which the powder discharge module is suitably attached to the coating device or is provided integrally with it and the coating device is in its intended operation.
Die zumindest eine Austragseinrichtung ist dazu ausgebildet, das in dem Pulverbehäl ter bevorratete Aufbaumaterial auszutragen, insbesondere nach unten, d. h. in Rich tung der Arbeitsebene bzw. des Baufelds. Das so ausgetragene Aufbaumaterial kann dann beispielsweise zu einer gleichmäßigen Schicht ausgezogen werden. Die Aus tragseinrichtung kann beispielsweise als eine Ausnehmung in dem Ausgabebereich ausgebildet sein. Weiter können an der Ausnehmung ein oder mehrere Beschich terelemente, z. B. ein Schieber und/oder eine Dosierwalze, zum teilweisen und/oder vollständigen Verschließen der Ausnehmung vorgesehen sein. Mit derartigen Be schichterelementen ist es beispielsweise möglich, die ausgetragene Pulvermenge bzw. einen Volumenstrom des ausgetragenen Pulvers zu steuern. The at least one discharge device is designed to discharge the construction material stored in the powder container, in particular downwards, i.e. downwards. H. in the direction of the working level or the construction site. The building material discharged in this way can then, for example, be drawn out into a uniform layer. The support device can for example be designed as a recess in the output area. Next, one or more Beschich terelements, z. B. a slide and / or a metering roller, can be provided for partially and / or completely closing the recess. With such coating elements it is possible, for example, to control the amount of powder discharged or a volume flow of the powder discharged.
Die Zufuhröffnung ist in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Beschichtungsvorrich tung vorzugsweise in einem Abstand zu einer seitlichen Wandung des Pulverbehälters bereitgestellt, insbesondere in einem mittleren Bereich des Pulverbehälters in Bezug auf die Bewegungsrichtung. An der Zufuhröffnung ist vorzugsweise weiter ein Ver schließelement, beispielsweise ein Deckel, vorgesehen, mittels dem die Zufuhröffnung verschließbar ist. With respect to the direction of movement of the coating device, the feed opening is preferably provided at a distance from a lateral wall of the powder container, in particular in a central region of the powder container with respect to the direction of movement. A closing element, for example a cover, is preferably also provided on the feed opening, by means of which the feed opening can be closed.
Die zumindest eine Fluidisierungszone kann beispielsweise durch einen Hohlraum in oder außerhalb des Ausgabebereichs gebildet sein, der mit einer Zuleitung zum Zu führen des Gases in Verbindung steht und durch ein Gaseinleitelement, beispiels weise ein Lochblech und/oder eine poröse Platte, von dem Innenraum des Pulverbe hälters getrennt ist. Die Löcher bzw. Poren des Gaseinleitelements sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das Gas passieren lassen, jedoch keine Pulverkörner des pulverförmigen Aufbaumaterials hindurch lassen. Beispielsweise kann durch das Ein leiten eines Gases in den Pulverbehälter das darin bevorratete Pulver fluidisert wer- den, d. h. in einen wirbelbettähnlichen bzw. fließbettähnlichen bzw. fluidähnlichen Zu stand versetzt werden. Vorzugsweise dient die zumindest eine Fluidisierungszone zum Einleiten eines Gases in den Pulverbehälter. The at least one fluidization zone can be formed, for example, by a cavity in or outside the dispensing area, which is connected to a supply line for supplying the gas and by a gas inlet element, for example a perforated plate and / or a porous plate, from the interior of the powder container holder is separated. The holes or pores of the gas inlet element are preferably designed in such a way that they allow the gas to pass, but do not allow any powder grains of the powdery build-up material to pass through. For example, the powder stored in it can be fluidized by introducing a gas into the powder container. the, ie in a fluidized bed-like or fluid-bed-like or fluid-like to stand. The at least one fluidization zone is preferably used to introduce a gas into the powder container.
Vorzugsweise wird hier und im Folgenden als Strömungsverminderungselement ein strukturelles Element verstanden, welches eine Strömung in dem Pulverbehälter, ins besondere eine Strömung des fluidisierten Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter, im Mittel verringert. Das Strömungsverminderungselement kann zumindest eine Pulver öffnung (z.B. ein Loch) aufweisen, wobei das Strömungsverminderungselement so aufzufassen ist, dass die Strömung im Zentrum des Lochdurchtritts anfänglich aber unter Umständen nicht beeinflusst wird. Als Strömung des fluidisierten Aufbaumateri als kann allgemein eine Bewegung des fluidisierten, d. h. in einen wirbelbettähnlichen bzw. fließbettähnlichen Zustand versetzten, Aufbaumaterials verstanden werden. Eine solche Bewegung kann insbesondere durch eine Geschwindigkeitserhöhung und/oder -Verringerung, d. h. eine Beschleunigung, der Beschichtungsvorrichtung im Rahmen eines Schichtauftrags verursacht werden und wird, sobald sie chaotische Qualität im Sinne einer Eigendynamik erreicht hat, also nicht mehr durch einfaches Gegensteuern regulierbar ist, als "Schwappen" des fluidisierten Aufbaumaterials bezeichnet. Ohne Beschleunigung, d. h. wenn die Beschichtungsvorrichtung ruht oder sich mit konstan ter Geschwindigkeit bewegt, ist das Strömungsverminderungselement vorzugsweise zumindest abschnittsweise durchlässig für das pulverförmige Aufbaumaterial. Dadurch kann beispielsweise beim Befüllen des Pulverbehälters mit Aufbaumaterial und/oder nach einem Schichtauftrag ein Verteilen des Aufbaumaterials in dem Behälter ermög licht bzw. verbessert werden. Das zumindest eine Strömungsverminderungselement ist vorzugsweise separat von und in einem Abstand zu einer Wandung des Pulverbe hälters bereitgestellt und/oder ragt in den Innenraum des Pulverbehälters vor. Es er streckt sich vorzugsweise in der Bewegungsrichtung der Beschichtungsvorrichtung über eine Dicke, die um ein Mehrfaches kleiner ist als eine Längserstreckung und eine Höhenerstreckung des Strömungsverminderungselements, d. h. das Strömungsver minderungselement ist als ein flächiger Körper mit einer geringen Tiefenerstreckung ausgebildet. Beispielsweise kann es als eine dünne Platte oder ein dünnes Blech aus gebildet sein. Durch das Bereitstellen zumindest eines Strömungsverminderungselements in dem Pulverbehälter kann beispielsweise ein Schwappen des fluidisierten Aufbaumaterials verhindert bzw. zumindest verringert werden. Dadurch kann die Verteilung des Auf baumaterials in dem Pulverbehälter verbessert werden und/oder auf den Pulverbehäl ter wirkende Kräfte, welche durch schwappendes Aufbaumaterial verursacht wer den/würden, können verringert werden. Here and in the following, a flow reducing element is preferably understood to mean a structural element which on average reduces a flow in the powder container, in particular a flow of the fluidized build-up material in the powder container. The flow reduction element can have at least one powder opening (for example a hole), the flow reduction element to be understood in such a way that the flow in the center of the hole passage is initially, but under certain circumstances, not influenced. The flow of the fluidized build-up material can generally be understood as a movement of the fluidized build-up material, that is to say put into a fluidized bed-like or fluidized-bed-like state. Such a movement can in particular be caused by an increase and / or decrease in speed, i.e. an acceleration, of the coating device as part of a layer application and, as soon as it has reached chaotic quality in terms of its own dynamics, can no longer be regulated by simple countermeasures than "Sloshing" denotes the fluidized build material. Without acceleration, ie when the coating device is at rest or moving at a constant speed, the flow-reducing element is preferably at least partially permeable to the powdery build-up material. As a result, for example, when the powder container is filled with building material and / or after a layer application, the building material can be distributed in the container or improved. The at least one flow-reducing element is preferably provided separately from and at a distance from a wall of the powder container and / or protrudes into the interior of the powder container. It he preferably stretches in the direction of movement of the coating device over a thickness that is several times smaller than a longitudinal extent and a vertical extent of the flow reducing element, ie the flow reducing element is designed as a flat body with a small depth. For example, it can be formed as a thin plate or a thin sheet of metal. By providing at least one flow-reducing element in the powder container, sloshing of the fluidized build-up material can for example be prevented or at least reduced. As a result, the distribution of the building material in the powder container can be improved and / or forces acting on the powder container, which are / would be caused by sloshing building material, can be reduced.
Vorzugsweise weist der Pulverbehälter das erste Strömungsverminderungselement an zumindest einem oberen Behälterbereich auf, wobei es sich im Wesentlichen von dem zumindest einen oberen Behälterbereich in Richtung des Ausgabebereichs er streckt. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich das erste Strömungsverminderungs element vorzugsweise zumindest über 50%, weiter bevorzugt über zumindest 70%, noch weiter bevorzugt über mindestens 90% eines Abstands eines oberen Behälter bereichs von dem Ausgabebereich. Alternativ oder zusätzlich ist das erste Strömungs verminderungselement vorzugsweise von dem Ausgabebereich beabstandet in dem Pulverbehälter vorgesehen. The powder container preferably has the first flow-reducing element on at least one upper container area, it essentially extending from the at least one upper container area in the direction of the dispensing area. Alternatively or additionally, the first flow reduction element extends preferably at least over 50%, more preferably over at least 70%, even more preferably over at least 90% of a distance between an upper container area and the output area. Alternatively or additionally, the first flow-reducing element is preferably provided in the powder container at a distance from the dispensing area.
Der obere Behälterbereich des Pulverbehälters ist vorzugsweise definiert durch eine oberseitige Begrenzung des Pulverbehälters, beispielsweise eine Behälterdecke oder eine Behälterzwischendecke. Der Abstand des oberen Behälterbereichs von dem Ausgabebereich kann auch als Höhe des Innenraums des Pulverbehälters bezeichnet werden. Der Abstand muss nicht in allen Bereichen des Pulverbehälters gleich groß sein, sondern kann beispielsweise über Bereiche des Pulverbehälters hinweg variie ren. Daher kann der Abstand des oberen Behälterbereichs von dem Ausgabebereich beispielsweise auch ein lokaler Abstand sein. Alternativ kann sich das Strömungsver minderungselement über den gesamten Abstand des oberen Behälterbereichs von dem Ausgabebereich erstrecken. In diesem Fall grenzt es sowohl an den oberen Be hälterbereich als auch an den Ausgabebereich, d. h. es erstreckt sich über die ge samte Höhe des Innenraums des Pulverbehälters. Der Begriff "oberer Behälterbe reich" bzw. "oberseitige Begrenzung" meint dabei eine(n) von der Arbeitsebene bzw. dem Baufeld abgewandten Bereich bzw. Begrenzung des Pulverbehälters. Vorzugs- weise ist zwischen dem Ausgabebereich und dem oberen Behälterbereich des Pulver behälters ein Innenraum des Pulverbehälters lokalisiert und wird zumindest teilweise von diesen begrenzt. The upper container area of the powder container is preferably defined by a delimitation of the powder container at the top, for example a container ceiling or an intermediate container ceiling. The distance between the upper container area and the dispensing area can also be referred to as the height of the interior of the powder container. The distance does not have to be the same in all areas of the powder container, but can vary, for example, across areas of the powder container. Therefore, the distance between the upper container area and the output area can also be a local distance, for example. Alternatively, the flow reducing element can extend over the entire distance of the upper container region from the dispensing region. In this case it is adjacent to both the upper container area and the output area, ie it extends over the entire height of the interior of the powder container. The term "upper container area" or "upper boundary" means an area or boundary of the powder container facing away from the working level or the construction field. Preferential wise, an interior of the powder container is located between the dispensing area and the upper container area of the powder container and is at least partially bounded by these.
Durch die Höhenerstreckung des Strömungsverminderungselements über zumindest 50% des Abstands des oberen Behälterbereichs von dem Ausgabebereich kann bei spielsweise eine ausreichende Wirkung des Strömungsverminderungselements auch bei geringeren Füllstandshöhen erzielt werden. Due to the height extension of the flow reducing element over at least 50% of the distance between the upper container area and the output area, a sufficient effect of the flow reducing element can be achieved even at lower fill level heights.
Vorzugsweise erstreckt sich das erste Strömungsverminderungselement im Wesentli chen in eine Längsrichtung quer, weiter bevorzugt senkrecht, zur bestimmungsgemä ßen Bewegungsrichtung der Beschichtungsvorrichtung und erstreckt sich weiter be vorzugt in der Längsrichtung im Wesentlichen über eine gesamte Abmessung eines Innenraums des Pulverbehälters. Preferably, the first flow reducing element extends essentially in a longitudinal direction transversely, more preferably perpendicularly, to the intended direction of movement of the coating device and extends preferably in the longitudinal direction essentially over an entire dimension of an interior of the powder container.
Analog erstreckt sich vorzugsweise die erste und/oder zweite Austragseinrichtung, welche weiter unten näher beschrieben ist, und/oder die Zufuhröffnung und/oder die zumindest eine Fluidisierungszone im Wesentlichen in eine Längsrichtung quer, vor zugsweise senkrecht, zur bestimmungsgemäßen Bewegungsrichtung der Beschich tungsvorrichtung. Weiter bevorzugt erstreckt sich vorzugsweise die erste und/oder zweite Austragseinrichtung (s.u.) und/oder die Zufuhröffnung und/oder die zumindest eine Fluidisierungszone in der Längsrichtung im Wesentlichen über die gesamte Ab messung des Innenraums des Pulverbehälters. Mit dem Begriff "im Wesentlichen" wird zum Ausdruck gebracht, dass sich das jeweilige Element über mindestens 80% der Abmessung des Innenraums des Pulverbehälters in der Längsrichtung erstreckt. Damit ist es beispielsweise möglich, einen möglichst großen Bereich des Pulverbehäl ters für die Pulverzuführung bzw. den Pulveraustrag bzw. die Pulverfluidisierung zu nutzen bzw. bei Ausbildung des Strömungsverminderungselements über im Wesentli chen die gesamte Länge des Innenraums des Pulverbehälters kann beispielsweise eine gute Verminderung der Strömung erzielt werden. Similarly, the first and / or second discharge device, which is described in more detail below, and / or the feed opening and / or the at least one fluidization zone extends essentially in a longitudinal direction transversely, preferably perpendicularly, to the intended direction of movement of the coating device. More preferably, the first and / or second discharge device (see below) and / or the feed opening and / or the at least one fluidization zone extends in the longitudinal direction essentially over the entire dimension of the interior of the powder container. The term “essentially” expresses the fact that the respective element extends over at least 80% of the dimensions of the interior of the powder container in the longitudinal direction. This makes it possible, for example, to use the largest possible area of the powder container for powder supply or discharge or powder fluidization or, if the flow reducing element is formed over essentially the entire length of the interior of the powder container, a good reduction in flow can be achieved be achieved.
Vorzugsweise weist das erste Strömungsverminderungselement zumindest eine, vor zugsweise eine Mehrzahl von Strukturen auf, wobei die Struktur(en) weiter bevorzugt eine bzw. eine Mehrzahl von das Strömungsverminderungselement durchdringende Pulveröffnung(en) aufweist. The first flow-reducing element preferably has at least one, preferably a plurality of structures, the structure (s) being further preferred has one or a plurality of powder opening (s) penetrating the flow-reducing element.
Mit einer "das Strömungsverminderungselement durchdringenden Pulveröffnung" ist vorzugsweise gemeint, dass das pulverförmige Aufbaumaterial durch die Pulveröff nung von einer Seite des Strömungsverminderungselements auf die gegenüberlie gende Seite gelangen kann, insbesondere, wenn das fluidisierte Aufbaumaterial im Wesentlichen keiner Beschleunigung ausgesetzt ist. Damit kann beispielsweise eine gute Verteilung des pulverförmigen Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter ermöglicht werden. A "powder opening penetrating the flow reducing element" preferably means that the powdery build-up material can pass through the powder opening from one side of the flow-reducing element to the opposite side, in particular when the fluidized build-up material is essentially not exposed to any acceleration. This enables, for example, a good distribution of the powdery building material in the powder container.
Das Strömungsverminderungselement kann beispielsweise auch andere Strukturen als Löcher bzw. Pulveröffnungen aufweisen, z. B. kann es eine oder mehrere Rippen und/oder Lamellen aufweisen. Allgemein ist bzw. sind die Struktur(en) vorzugsweise dazu ausgebildet, wie oben beschrieben, eine Strömung in dem Pulverbehälter im Mit tel zu verringern. Damit sind beispielsweise verschiedene Möglichkeiten zur Ausbil dung des Strömungsverminderungselements bereitgestellt. The flow reducing element can, for example, also have structures other than holes or powder openings, e.g. B. it can have one or more ribs and / or fins. In general, the structure (s) is or are preferably designed, as described above, to reduce a flow in the powder container in the middle. Thus, for example, various possibilities for the formation of the flow reducing element are provided.
Weiter bevorzugt ist die zumindest eine Pulveröffnung des Strömungsverminderungs elements als einstellbare und/oder veränderbare Pulveröffnung ausgebildet, d. h. die geometrische Form und/oder die Öffnungsfläche der Pulveröffnung(en) ist einstellbar bzw. veränderbar. Dies kann beispielsweise durch eine oder mehrere an der Pulver öffnung vorgesehene Blenden realisiert sein, wobei die Blende(n) dazu ausgebildet ist bzw. sind, die zumindest eine Pulveröffnung teilweise und/oder vollständig zu ver schließen. Durch derartige einstellbare bzw. veränderbare Pulveröffnung(en) des Strö mungsverminderungselements ist es beispielsweise möglich, den Pulverbehälter bzw. das Strömungsverminderungselement für verschiedene pulverförmige Aufbaumateria lien, insbesondere Aufbaumaterialien mit unterschiedlichen Korngrößenverteilungen, zu verwenden. Alternativ oder zusätzlich sind die Pulveröffnungen weiter bevorzugt voneinander be- abstandet, noch weiter bevorzugt regelmäßig voneinander beabstandet, in dem Strö mungsverminderungselement vorgesehen, wobei die Pulveröffnungen vorzugsweise in zueinander versetzten Reihen angeordnet sind. More preferably, the at least one powder opening of the flow reducing element is designed as an adjustable and / or changeable powder opening, ie the geometric shape and / or the opening area of the powder opening (s) can be set or changed. This can be implemented, for example, by one or more diaphragms provided on the powder opening, the diaphragm (s) being or are designed to partially and / or completely close the at least one powder opening. Such adjustable or changeable powder opening (s) of the flow reducing element makes it possible, for example, to use the powder container or flow reducing element for different powdery building materials, in particular building materials with different grain size distributions. Alternatively or in addition, the powder openings are further preferably spaced from one another, even more preferably regularly spaced from one another, provided in the flow-reducing element, the powder openings preferably being arranged in mutually offset rows.
Die Pulveröffnungen können in einer Längsrichtung und/oder einer Höhenrichtung des Strömungsverminderungselements und/oder diagonal voneinander beabstandet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung der Pulveröffnungen symmetrisch aus gebildet sein, beispielsweise in der Längsrichtung und/oder der Höhenrichtung. Weiter bevorzugt sind die Pulveröffnungen in Reihen und/oder in Spalten angeordnet, insbe sondere in zueinander versetzten Reihen und/oder Spalten. The powder openings can be spaced apart from one another in a longitudinal direction and / or a height direction of the flow reducing element and / or diagonally. Alternatively or additionally, the arrangement of the powder openings can be formed symmetrically, for example in the longitudinal direction and / or the height direction. The powder openings are further preferably arranged in rows and / or in columns, in particular in rows and / or columns that are offset from one another.
Vorzugsweise sind die Pulveröffnungen im Wesentlichen über die gesamte Erstre ckung des Strömungsverminderungselements entlang dessen Höhenerstreckung und/oder im Wesentlichen über die gesamte Erstreckung des Strömungsverminde rungselements entlang dessen Längserstreckung vorgesehen, wobei die Höhenerstre ckung und die Längserstreckung des Strömungsverminderungselements jeweils quer, vorzugsweise senkrecht, zur Bewegungsrichtung der Beschichtungsvorrichtung ver laufen. The powder openings are preferably provided essentially over the entire extent of the flow reducing element along its vertical extent and / or essentially over the entire extent of the flow reducing element along its longitudinal extent, the height extent and the longitudinal extent of the flow reducing element each being transverse, preferably perpendicular, to the direction of movement the coating device run ver.
Die Pulveröffnungen sind vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, dass pulver förmiges Aufbaumaterial zumindest bei Stillstand der Beschichtungsvorrichtung und/o der einer Bewegung der Beschichtungsvorrichtung mit konstanter Geschwindigkeit die Pulveröffnungen passieren kann. Beispielsweise können die Pulveröffnungen einen Öffnungsdurchmesser oder eine maximale Erstreckung der Öffnung aufweisen, der bzw. die mindestens das Hundertfache eines den Pulverkörnern des Aufbaumaterials zugeordneten Korndurchmessers, beispielsweise eines maximalen Korndurchmessers oder eines Korndurchmessers eines definierten Kennwerts der Pulvergrößenvertei lung, beträgt. Ein Öffnungsdurchmesser der Pulveröffnungen kann beispielsweise im Bereich zwischen 5 mm und 10 mm liegen. Ein mittlerer Korndurchmesser des pulver förmigen Aufbaumaterials kann beispielsweise im Bereich von 50 pm +/- 20% Abwei chung liegen. Die geschlossenen, d. h. nicht von Pulveröffnungen durchdrungenen, Bereiche des Strömungsverminderungselements sind vorzugsweise so dimensioniert, dass eine Strömung in dem Pulverbehälter zumindest verringert wird. Beispielsweise kann ein Verhältnis der Gesamtöffnungsfläche aller Pulveröffnungen zur verbleibenden ge schlossenen Fläche des Strömungsverminderungselements bei mindestens 30 % und/oder höchstens 40%, vorzugsweise zwischen 30% und 40%, liegen. The powder openings are preferably designed and arranged such that powdery build-up material can pass the powder openings at least when the coating device is at a standstill and / or the coating device is moving at constant speed. For example, the powder openings can have an opening diameter or a maximum extension of the opening which is at least one hundred times a grain diameter assigned to the powder grains of the building material, for example a maximum grain diameter or a grain diameter of a defined characteristic value of the powder size distribution. An opening diameter of the powder openings can for example be in the range between 5 mm and 10 mm. A mean grain diameter of the powdery building material can be, for example, in the range of 50 μm +/- 20% deviation. The closed, ie not penetrated by powder openings, regions of the flow reducing element are preferably dimensioned such that a flow in the powder container is at least reduced. For example, a ratio of the total opening area of all powder openings to the remaining closed area of the flow reducing element can be at least 30% and / or at most 40%, preferably between 30% and 40%.
Durch das so ausgebildete Strömungsverminderungselement, welches auch als Schwallblech oder Schwallplatte bezeichnet wird, kann beispielsweise eine Bewegung (Schwappen) des fluidisierten Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter besonders gut verringert werden. The flow reducing element formed in this way, which is also referred to as a baffle plate or baffle plate, for example, can reduce movement (sloshing) of the fluidized build-up material in the powder container particularly well.
Vorzugsweise ist in dem Pulverbehälter zumindest ein zweites Strömungsverminde rungselement vorgesehen, das weiter bevorzugt eine Ausrichtung entsprechend des ersten Strömungsverminderungselements im Pulverbehälter aufweist, noch weiter be vorzugt parallel zu diesem ersten Strömungsverminderungselement angeordnet ist. Das erste und das zweite Strömungsverminderungselement sind vorzugsweise so ausgebildet und/oder in dem Pulverbehälter angeordnet, dass in einer Projektion des ersten Strömungsverminderungselements auf das zweite Strömungsverminderungs element die Pulveröffnungen des ersten und des zweiten Strömungsverminderungs elements zumindest abschnittsweise zueinander versetzt sind. Alternativ oder zusätz lich sind vorzugsweise das erste Strömungsverminderungselement und das zweite Strömungsverminderungselement in der Bewegungsrichtung der Beschichtungsvor richtung voneinander beabstandet in dem Pulverbehälter angeordnet und die Zufuhr öffnung des Pulverbehälters ist in der Bewegungsrichtung der Beschichtungsvorrich tung zwischen den Strömungsverminderungselementen vorgesehen. Preferably, at least one second flow reducing element is provided in the powder container, which more preferably has an orientation corresponding to the first flow reducing element in the powder container, and is even more preferably arranged parallel to this first flow reducing element. The first and second flow reduction elements are preferably designed and / or arranged in the powder container such that the powder openings of the first and second flow reduction elements are at least partially offset from one another in a projection of the first flow reduction element onto the second flow reduction element. Alternatively or additionally, the first flow reducing element and the second flow reducing element are preferably arranged in the powder container at a distance from one another in the direction of movement of the coating device, and the feed opening of the powder container is provided between the flow reducing elements in the direction of movement of the coating device.
Damit ist es beispielsweise möglich, die Strömung in dem Pulverbehälter besonders gut zu verringern. Durch das Bereitstellen eines zweiten Strömungsverminderungsele ments in dem Pulverbehälter, wobei die Zufuhröffnung in einem Bereich zwischen den beiden Strömungsverminderungselementen vorgesehen ist, ist es zudem beispiels weise möglich, eine funktionelle Trennung des Behälterinnenraums zu bewirken, wel- che durch das im Folgenden beschriebene Bereitstellen verschiedener Fluidisierungs zonen weiter begünstigt wird. Die versetzte Lochung der beiden Strömungsverminde rungselemente zueinander kann beispielsweise eine Bildung von Pulverwellen wäh rend der Beschleunigungsphasen der Beschichtungsvorrichtung verringern bzw. ver hindern und/oder eine schnelle und/oder homogene Pulververteilung im Innenraum des Pulverbehälters ermöglichen. It is thus possible, for example, to reduce the flow in the powder container particularly well. By providing a second flow reducing element in the powder container, with the feed opening being provided in an area between the two flow reducing elements, it is also possible, for example, to effect a functional separation of the container interior, which che is further promoted by the provision of different fluidization zones described below. The offset perforation of the two flow reducing elements to one another can, for example, reduce or prevent the formation of powder waves during the acceleration phases of the coating device and / or enable rapid and / or homogeneous powder distribution in the interior of the powder container.
Vorzugsweise ist in einem ersten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein an die erste Austragseinrichtung angrenzender Bereich des Ausgabebereichs ist, eine erste Austragsfluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials un ter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter vorgesehen und/oder in einem zweiten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein von der ersten Austragseinrich tung beabstandeter Bereich des Ausgabebereichs ist, ist eine zentrale Fluidisierungs zone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter vorgesehen. A first discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas is preferably provided in the powder container in a first area of the dispensing area, which is an area of the dispensing area adjoining the first dispensing device, and / or in a second area of the dispensing area, which is a is from the first Austrageinrichtung device spaced region of the output area, a central fluidization zone is provided for fluidizing the powdery building material using a gas in the powder container.
Durch die Bereitstellung unterschiedlicher Fluidisierungszonen ist es beispielsweise möglich, das pulverförmige Aufbaumaterial in dem Pulverbehälter lokal, d. h. entspre chend dem ersten und zweiten Bereich des Ausgabebereichs, unterschiedlich zu flui disieren oder nur in einem der Bereiche zu fluidisieren. Im Gegensatz zu einer großflä chigen Fluidisierung des Aufbaumaterials wird somit insgesamt weniger Aufbaumate rial fluidisiert, was zu einem geringeren Austrag von Pulverfein(st)anteilen führen kann und/oder eine Strömung bzw. ein Schwappen des fluidisierten Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter verringern oder verhindern kann. Hierzu sind die Austragsfluidisie rungszone und die zentrale Fluidisierungszone vorzugsweise als zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Zonen ausgebildet. Unter zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren Fluidisierungszonen ist insbesondere zu verstehen, dass ein Volumen strom des durch die jeweilige Fluidisierungszone in den Pulverbehälter eingeleiteten Gases unabhängig von der anderen Fluidisierungszone einstellbar ist. Ein Volumen strom des eingeleiteten Gases kann auch Null sein. Weiter ermöglicht es die Bereit stellung unterschiedlicher Fluidisierungszonen beispielsweise den unterschiedlichen Fluidisierungszonen unterschiedliche Aufgaben bzw. Funktionen zuzuordnen. Die Flu idisierungszonen können beispielsweise in einer bestimmten Reihenfolge aktiviert werden und/oder eine unterschiedliche Durchflussrate und/oder eine unterschiedliche Aktivierungsfrequenz und/oder eine unterschiedliche Aktivierungsdauer aufweisen. Dadurch kann beispielsweise die Flexibilität des Pulveraustragsmoduls bzw. eines da mit durchführbaren Verfahrens zum Aufbringen zumindest einer Pulverschicht erhöht werden. By providing different fluidization zones, it is possible, for example, to fluidize the powdery build-up material differently in the powder container locally, ie in accordance with the first and second areas of the output area, or to fluidize it only in one of the areas. In contrast to a large-area fluidization of the build-up material, less build-up material is fluidized overall, which can lead to a lower discharge of fine powder particles and / or reduce or prevent a flow or sloshing of the fluidized build-up material in the powder container. For this purpose, the discharge fluidization zone and the central fluidization zone are preferably designed as two independently controllable zones. Two fluidization zones that can be controlled independently of one another are to be understood in particular to mean that a volume flow of the gas introduced into the powder container through the respective fluidization zone can be set independently of the other fluidization zone. A volume flow of the gas introduced can also be zero. Furthermore, the provision of different fluidization zones makes it possible, for example, to assign different tasks or functions to the different fluidization zones. The fluidization zones can be activated in a specific order, for example and / or have a different flow rate and / or a different activation frequency and / or a different activation duration. In this way, for example, the flexibility of the powder discharge module or a method that can be carried out with it for applying at least one powder layer can be increased.
Weiter bevorzugt weist der Pulverbehälter zumindest einen oberen Behälterbereich auf, an dem die Zufuhröffnung vorgesehen ist, wobei die Zufuhröffnung in einer Pro jektion des zumindest einen oberen Behälterbereichs auf den Ausgabebereich noch weiter bevorzugt im Wesentlichen in einem Bereich der zentralen Fluidisierungszone vorgesehen ist. The powder container further preferably has at least one upper container area on which the supply opening is provided, the supply opening being provided in a projection of the at least one upper container area onto the output area, even more preferably essentially in an area of the central fluidization zone.
Damit ist es beispielsweise möglich, das Aufbaumaterial in dem Pulverbehälter gezielt bereichsweise zu fluidisieren, entsprechend unterschiedlicher Verfahrensschritte wie z. B. einem Befüllschritt, in dem dem Pulverbehälter durch die Zufuhröffnung Aufbau material zugeführt wird, und/oder einem Auftragsschritt, in dem eine Schicht des pul verförmigen Aufbaumaterials auf dem Baufeld bzw. in der Arbeitsebene aufgebracht wird. This makes it possible, for example, to fluidize the construction material in the powder container in a targeted manner in certain areas, according to different process steps such as. B. a filling step in which the powder container is supplied through the supply opening building material, and / or an application step in which a layer of powdery building material is applied to the construction field or in the work plane.
Alternativ oder zusätzlich weist der Ausgabebereich weiter bevorzugt weiter eine zweite Austragseinrichtung auf, wobei in einem dritten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein an die zweite Austragseinrichtung angrenzender Bereich des Ausgabebe reichs ist, eine zweite Austragsfluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter vorgesehen ist. Noch weiter bevorzugt sind der erste und der zweite Ausgabebereich in der Bewe gungsrichtung voneinander beabstandet und die erste und die zweite Austragsfluidi sierungszone sind zwischen den beiden Ausgabebereichen vorgesehen. Noch weiter bevorzugt ist alternativ oder zusätzlich die zentrale Fluidisierungszone zwischen der ersten und der zweiten Austragsfluidisierungszone vorgesehen. Alternatively or additionally, the output area further preferably has a second discharge device, a second discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container in a third area of the output area, which is an area of the output area adjacent to the second discharge device is provided. Even more preferably, the first and the second discharge area are spaced apart from one another in the direction of movement, and the first and the second discharge fluidization zone are provided between the two discharge areas. Even more preferably, as an alternative or in addition, the central fluidization zone is provided between the first and the second discharge fluidization zone.
Durch das Bereitstellen einer zweiten Austragseinrichtung ist es beispielweise mög lich, aufeinanderfolgende (Teil-)Schichten des Aufbaumaterials in der Beschichtungs richtung und deren Gegenrichtung aufzubringen, wobei zum Aufbringen einer ersten (Teil-)Schicht das pulverförmige Aufbaumaterial durch eine der beiden Austragsein richtungen ausgetragen wird und zum Aufbringen einer zweiten (Teil-)Schicht das pul verförmige Aufbaumaterial durch die andere der beiden Austragseinrichtungen ausge tragen wird. By providing a second discharge device, it is possible, for example, to apply successive (partial) layers of the build-up material in the coating direction and its opposite direction, with a first being applied for the application (Partial) layer the powdery build-up material is discharged through one of the two discharge devices and the powdery build-up material is carried out through the other of the two discharge devices to apply a second (partial) layer.
Vorzugsweise umfasst die erste und/oder zweite Austragseinrichtung eine Ausgabe öffnung, insbesondere eine spaltförmige Ausgabeöffnung, die sich in Richtung des Baufelds bzw. der Arbeitsebene über eine Dicke des Ausgabebereichs erstreckt, wo bei die Ausgabeöffnung zumindest abschnittsweise trichterförmig ausgebildet ist und/oder zumindest eine Ausgabeöffnungsfluidisierungszone aufweist. Weiter bevor zugt erstreckt sich eine Längsrichtung der spaltförmigen Ausgabeöffnung quer, insbe sondere senkrecht, zur Bewegungsrichtung der Beschichtungsvorrichtung. Mit einer derartigen, insbesondere spaltförmigen, Ausgabeöffnung ist beispielsweise eine ein fach zu realisierende Austragseinrichtung bereitgestellt. Durch das Bereitstellen zu mindest einer Ausgabeöffnungsfluidisierungszone an der Ausgabeöffnung kann bei spielsweise der Pulveraustrag weiter verbessert werden, insbesondere kann dadurch eine Brückenbildung, d. h. ein Verstopfen der Ausgabeöffnung, verhindert werden. Durch das Bereitstellen eines zumindest abschnittsweise trichterförmigen Abschnitts kann beispielsweise der Pulveraustrag verbessert werden. The first and / or second discharge device preferably comprises a dispensing opening, in particular a slit-shaped dispensing opening, which extends in the direction of the construction field or the working plane over a thickness of the dispensing area, where the dispensing opening is at least partially funnel-shaped and / or at least one dispensing opening fluidization zone having. Further before given, a longitudinal direction of the slot-shaped dispensing opening extends transversely, in particular perpendicular, to the direction of movement of the coating device. With such a, in particular gap-shaped, dispensing opening, for example, a dispensing device that is easy to implement is provided. By providing at least one dispensing opening fluidization zone at the dispensing opening, the powder discharge can, for example, be further improved; H. clogging of the dispensing opening can be prevented. By providing an at least partially funnel-shaped section, the powder discharge can be improved, for example.
Vorzugsweise umfasst zumindest eine der Fluidisierungszonen eine poröse Platte und/oder eine Lochplatte mit einer Mehrzahl von Gasauslassöffnungen, wobei die Gasauslassöffnungen für das Gas durchlässig, für Pulver jedoch nicht durchlässig ausgebildet sind, wobei die poröse Platte bzw. die Lochplatte weiter bevorzugt aus ei nem Metall gebildet ist und/oder in einem additiven Herstellverfahren durch schicht weises selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials gefertigt wurde. Weiter bevorzugt ist die poröse Platte und/oder Lochplatte, besonders bevorzugt als Einheit mit einer Kammer, als ein auswechselbarer Einsatz ausgebildet. Die Kammer dient der Auf nahme eines zugeführten Gases, bevor dieses durch die poröse Platte und/oder Loch platte in den Innenraum des Pulverbehälters einströmt. Der Einsatz ist vorzugsweise mittels eines oder mehrerer Dichtelemente gegenüber dem Ausgabebereich und/oder weiteren Fluidisierungszonen abgedichtet. Damit ist es beispielsweise möglich, den Einsatz zu Reinigungszwecken und/oder bei Verwendung eines anderen Aufbaumate rials zu entnehmen und/oder auszuwechseln. Preferably, at least one of the fluidization zones comprises a porous plate and / or a perforated plate with a plurality of gas outlet openings, the gas outlet openings being designed to be permeable to the gas but not permeable to powder, the porous plate or the perforated plate further preferably being made of a metal is formed and / or was manufactured in an additive manufacturing process by layer-wise selective solidification of a building material. More preferably, the porous plate and / or perforated plate, particularly preferably as a unit with a chamber, is designed as an exchangeable insert. The chamber is used to receive a supplied gas before it flows through the porous plate and / or perforated plate into the interior of the powder container. The insert is preferably sealed off from the dispensing area and / or further fluidization zones by means of one or more sealing elements. This makes it possible for example to use the Use for cleaning purposes and / or when using a different assembly material to remove and / or replace.
Vorzugsweise umfasst zumindest eine der Fluidisierungszonen eine Regeleinrichtung zum Einstellen eines Volumenstroms durch die zumindest eine Fluidisierungszone.At least one of the fluidization zones preferably comprises a regulating device for setting a volume flow through the at least one fluidization zone.
Mit anderen Worten ist die Regeleinrichtung vorzugsweise zum Einstellen eines Volu menstroms des im Betrieb durch die Fluidisierungszone in den Pulverbehälter einströ menden Gases ausgebildet. Damit ist es beispielsweise möglich, den Volumenstrom des Gases durch die Fluidisierungszone in den Pulverbehälter unabhängig von weite ren Fluidisierungszonen des Pulverbehälters einzustellen und somit eine lokale Fluidi sierung des Aufbaumaterials zu erzeugen, welche durch die Regeleinrichtung steuer bar ist. Die Regeleinrichtung kann beispielsweise als Massendurchflussregler (Mass flow Controller, MFC) und/oder als zumindest ein schaltbares Ventil ausgebildet sein. In other words, the control device is preferably designed to set a volume flow of the gas flowing into the powder container through the fluidization zone during operation. This makes it possible, for example, to adjust the volume flow of the gas through the fluidization zone into the powder container independently of further fluidization zones of the powder container and thus to generate a local fluidization of the building material, which can be controlled by the control device. The control device can be designed, for example, as a mass flow controller (MFC) and / or as at least one switchable valve.
Ein Pulveraustragsmodul gemäß einem weiteren Aspekt dient für eine Beschichtungs vorrichtung einer Vorrichtung zum additiven Fierstellen eines dreidimensionalen Ob jekts durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selekti ves Verfestigen der aufgebrachten Schicht an Stellen, entsprechend dem jeweiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts in der jeweiligen Schicht, wobei die Be schichtungsvorrichtung zum schichtweisen Aufbringen des Aufbaumaterials in zumin dest einer Bewegungsrichtung über eine Arbeitsebene der Vorrichtung bewegbar in der Vorrichtung vorgesehen ist. Das Pulveraustragsmodul weist einen Pulverbehälter zur Aufnahme des pulverförmigen Aufbaumaterials auf und der Pulverbehälter um fasst eine Zufuhröffnung zum Zuführen von pulverförmigem Aufbaumaterial zu dem Pulverbehälter und einen im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beschichtungsvorrich tung der Arbeitsebene zugewandten Ausgabebereich, der zumindest eine erste Aus tragseinrichtung zum Austragen von pulverförmigem Aufbaumaterial aufweist, wobei in einem ersten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein an die erste Austragsein richtung angrenzender Bereich des Ausgabebereichs ist, eine Austragsfluidisierungs zone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter vorgesehen ist und/oder in einem zweiten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein von der ersten Austragseinrichtung beabstandeter Be reich des Ausgabebereichs ist, eine zentrale Fluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehäl ter vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst das Pulveraustragsmodul weiter zumindest ein erstes in dem Pulverbehälter vorgesehenes Strömungsverminderungselement, wobei der Pulverbehälter das Strömungsverminderungselement weiter bevorzugt an zumindest einem oberen Behälterbereich aufweist und/oder wobei sich das Strö mungsverminderungselement im Wesentlichen von dem zumindest einen oberen Be hälterbereich in Richtung des Ausgabebereichs erstreckt und/oder wobei das Strö mungsverminderungselement zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von strö mungsvermindernden Strukturen, bevorzugt das Strömungsverminderungselement durchdringenden Pulveröffnungen, aufweist. A powder discharge module according to a further aspect is used for a coating device of a device for additive Fierstellen a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selectively solidifying the applied layer in places corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, the Be coating device for applying the building material in layers in at least one direction of movement over a working plane of the device is provided movably in the device. The powder discharge module has a powder container for receiving the powdery build-up material and the powder container comprises a feed opening for feeding powdery build-up material to the powder container and an output area facing the work plane when the coating device is in normal operation, the at least one first discharge device for discharging powdery build-up material having, in a first area of the dispensing area, which is an area of the dispensing area adjoining the first dispensing device, a discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container and / or in a second area of the dispensing area, which is a spaced from the first discharge Be rich of the output area, a central fluidization zone for fluidizing the powdery building material is provided using a gas in the Pulverbehäl ter. Preferably, the powder discharge module further comprises at least one first flow reducing element provided in the powder container, the powder container further preferably having the flow reducing element on at least one upper container area and / or wherein the flow reducing element extends essentially from the at least one upper container area in the direction of the output area and / or wherein the flow-reducing element has at least one, preferably a plurality of flow-reducing structures, preferably powder openings penetrating the flow-reducing element.
Mit einem derartigen Pulveraustragsmodul ist es beispielsweise möglich, das pulver förmige Aufbaumaterial in dem Pulverbehälter in verschiedenen Bereichen insbeson dere unabhängig voneinander zu fluidisieren. Das Pulveraustragsmodul gemäß dem weiteren Aspekt kann durch die oben beschriebenen bzw. in den in den Unteransprü chen angeführten Merkmale des erfindungsgemäßen Pulveraustragsmoduls weiterge bildet sein. With such a powder discharge module it is possible, for example, to fluidize the powdery building material in the powder container in different areas, in particular independently of one another. The powder discharge module according to the further aspect can be further developed by the features of the powder discharge module according to the invention described above or listed in the subclaims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum additiven Herstellen eines dreidimensi onalen Objekts durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht an Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts in der jeweiligen Schicht entsprechen, und umfasst eine Beschichtungsvorrichtung, die zum schichtweisen Aufbringen des Auf baumaterials in zumindest einer Bewegungsrichtung über eine Arbeitsebene der Vor richtung bewegbar in der Vorrichtung vorgesehen ist, wobei die Beschichtungsvorrich tung ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Pulveraustragsmodul und/oder ein Pulveraustragsmodul gemäß dem oben beschriebenen weiteren Aspekt umfasst. Da mit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf das Pulveraustragsmodul be schriebenen Wirkungen auch in einer additiven Herstellvorrichtung zu erzielen. A device according to the invention is used for the additive manufacture of a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selectively solidifying the applied layer at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, and comprises a coating device that is used to apply the layer by layer construction material is provided movable in at least one direction of movement over a working plane of the device in the device, wherein the coating device comprises a powder discharge module according to the invention described above and / or a powder discharge module according to the further aspect described above. Since it is possible, for example, to achieve the effects described above in relation to the powder discharge module also in an additive manufacturing device.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Schicht eines pul verförmigen Aufbaumaterials ist durchführbar bzw. wird durchgeführt in einer Vorrich tung zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufge brachten Schichten an Stellen, entsprechend dem jeweiligen Querschnitt des dreidi mensionalen Objekts in der jeweiligen Schicht, wobei eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen Aufbaumaterials in zumindest einer Bewegungsrichtung über eine Arbeitsebene der Vorrichtung bewegt wird, wobei die Beschichtungsvorrichtung ein Pulveraustragsmodul umfasst und wobei das Pul- veraustragsmodul einen Pulverbehälter aufweist, der pulverförmiges Aufbaumaterials aufnimmt. Der Pulverbehälter umfasst eine Zufuhröffnung zum Zuführen des pulver förmigen Aufbaumaterials zu dem Pulverbehälter, einen im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung der Arbeitsebene zugewandten Ausgabebe reich, wobei der Ausgabebereich zumindest eine erste Austragseinrichtung zum Aus tragen von pulverförmigem Aufbaumaterial und zumindest eine Fluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter aufweist, und zumindest ein erstes in dem Pulverbehälter vor gesehenes Strömungsverminderungselement. Vorzugsweise umfasst das Pulveraus tragsmodul in einem ersten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein an die erste Austragseinrichtung angrenzender Bereich des Ausgabebereichs ist, eine Austragsflu idisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwen dung eines Gases in dem Pulverbehälter und in einem zweiten Bereich des Ausgabe bereichs, welcher ein von der ersten Austragseinrichtung beabstandeter Bereich des Ausgabebereichs ist, eine zentrale Fluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverför migen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter, wobei Gas zumindest zeitweise durch die Austragsfluidisierungszone und/oder die zentrale Fluidisierungszone in den Pulverbehälter eingeleitet wird. Vorzugsweise wird in dem Verfahren zumindest zeitweise pulverförmiges Aufbaumaterial von der ersten Aus tragseinrichtung ausgetragen und zumindest zeitweise Gas durch zumindest eine der oben beschriebenen Fluidisierungszonen in den Pulverbehälter eingeleitet. Damit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf das Pulveraustragsmodul beschrie benen Wirkungen auch in einem Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Pulver schicht zu erzielen. Vorzugsweise wird vor dem Bewegen der Beschichtungsvorrichtung über die Arbeits ebene und/oder über das Baufeld ein Befüllschritt durchgeführt, in dem dem Pulverbe hälter durch die Zufuhröffnung pulverförmiges Aufbaumaterial zugeführt wird und in dem Gas zumindest durch die zentrale Fluidisierungszone, vorzugsweise durch die zentrale Fluidisierungszone und die Austragsfluidisierungszone, in den Pulverbehälter eingeleitet wird, wobei in dem Befüllschritt pulverförmiges Aufbaumaterial bis zu einer vorab festgelegten Füllstandshöhe in dem Pulverbehälter zugeführt wird, die vorzugs weise mittels einer Lichtschranke erfasst wird. Durch das Einleiten eines Gases durch die zentrale Fluidisierungszone kann das Aufbaumaterial in einem mittleren Bereich des Pulverbehälters in Bezug auf die Beschichtungsrichtung, in dem vorzugsweise die Zufuhröffnung vorgesehen ist, fluidisiert werden, um somit beispielsweise eine bes sere Verteilung des Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter zu ermöglichen. Die Ver teilung des Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter kann zudem durch das Einleiten des Gases durch die Austragsfluidisierungszone(n) zum Fluidisieren des Aufbaumate rials in diesen Bereichen weiter verbessert werden. A method according to the invention for applying at least one layer of a pulverulent construction material can be carried out or is carried out in a device for the additive production of a three-dimensional object by layering Application of powdery build-up material and selective solidification of the applied layers at points corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, a coating device for applying a layer of the powdery build-up material being moved in at least one direction of movement over a working plane of the device, with the coating device comprises a powder discharge module and wherein the powder discharge module has a powder container which receives powdery build-up material. The powder container comprises a supply opening for supplying the powdery build-up material to the powder container, an output area facing the working level when the coating device is in normal operation, the output area underneath at least one first discharge device for discharging powdery build-up material and at least one fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material Having use of a gas in the powder container, and at least a first flow reducing element provided in the powder container. The powder discharge module preferably comprises in a first area of the output area, which is an area of the output area adjoining the first discharge device, a discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container and in a second area of the output area, which an area of the output area spaced apart from the first discharge device is a central fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container, gas being introduced into the powder container at least temporarily through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone. Preferably, in the method, at least intermittently, powdery building material is discharged from the first discharge device and gas is introduced into the powder container at least intermittently through at least one of the fluidization zones described above. This makes it possible, for example, to achieve the effects described above with regard to the powder discharge module in a method for applying at least one powder layer. Before moving the coating device over the working level and / or over the construction field, a filling step is preferably carried out in which the powder container is fed with powdery build-up material through the feed opening and in the gas at least through the central fluidization zone, preferably through the central fluidization zone and the Discharge fluidization zone, is introduced into the powder container, wherein in the filling step powdery build-up material is supplied up to a predetermined level in the powder container, which is preferably detected by means of a light barrier. By introducing a gas through the central fluidization zone, the build-up material can be fluidized in a central area of the powder container in relation to the coating direction, in which the feed opening is preferably provided, in order to enable, for example, a better distribution of the build-up material in the powder container. The distribution of the construction material in the powder container can also be further improved by introducing the gas through the discharge fluidization zone (s) to fluidize the construction material in these areas.
Durch das Festlegen einer in dem Pulverbehälter zu erzielenden Füllstandshöhe des pulverförmigen Aufbaumaterials ist es beispielsweise möglich, dem Pulverbehälter eine reproduzierbare Pulvermenge zuzuführen bzw. eine reproduzierbare Pulver menge in dem Pulverbehälter zu erzielen. Alternativ oder zusätzlich kann, unabhängig von dem Befüllschritt, ein Füllstandshöhe-Erfassungsschritt durchgeführt werden, in dem eine aktuelle Füllstandshöhe des pulverförmigen Aufbaumaterials in dem Pulver behälter beispielsweise durch die Lichtschranke erfasst wird. By defining a level of the powdery building material to be achieved in the powder container, it is possible, for example, to supply a reproducible amount of powder to the powder container or to achieve a reproducible amount of powder in the powder container. Alternatively or additionally, independently of the filling step, a filling level detection step can be carried out in which a current filling level of the powdery build-up material in the powder container is detected, for example by the light barrier.
Vorzugsweise wird während des Bewegens der Beschichtungsvorrichtung über die Ar beitsebene bzw. über das Baufeld Gas zumindest durch die Austragsfluidisierungs zone in den Pulverbehälter eingeleitet, wobei durch die zentrale Fluidisierungszone Gas mit einem geringeren Volumenstrom als durch die Austragsfluidisierungszone und/oder im Wesentlichen kein Gas durch die zentrale Fluidisierungszone in den Pul verbehälter eingeleitet wird. Dadurch, dass das Aufbaumaterial im Bereich der Aus tragseinrichtung fluidisiert wird, d. h. das Gas durch die Austragsfluidisierungszone in den Pulverbehälter eingeleitet wird, kann beispielsweise ein homogener Pulveraustrag erzielt werden. Im Gegensatz zu einer maximalen Fluidisierung, bei der Gas auch durch die zentrale Fluidisierungszone mit einem großen Volumenstrom eingeleitet wird, z. B. in dem oben beschriebenen Befüllschritt, wird durch die Verringerung des Volumenstroms der zentralen Fluidisierungszone insgesamt weniger Aufbaumaterial fluidisiert, was den Anteil von Pulverfein(st)austrag und/oder ein Schwappen des Auf baumaterials, insbesondere in einem nachfolgenden Schritt der Verlangsamung (Ab bremsen) der Beschichtungsvorrichtung, verringern kann. Preferably, while moving the coating device over the working plane or over the construction field, gas is introduced into the powder container at least through the discharge fluidization zone, gas with a lower volume flow through the central fluidization zone than through the discharge fluidization zone and / or essentially no gas through the central fluidization zone is introduced into the powder container. Because the build-up material is fluidized in the area of the discharge device, ie the gas is introduced into the powder container through the discharge fluidization zone, a homogeneous powder discharge can be achieved, for example. In contrast to maximum fluidization, with gas too is introduced through the central fluidization zone with a large volume flow, e.g. B. in the filling step described above, overall less build-up material is fluidized by reducing the volume flow of the central fluidization zone, which results in the proportion of fine powder (st) discharge and / or sloshing of the build-up material, especially in a subsequent slowing step (braking from ) of the coating device.
Wie nachfolgend beschrieben, sind die Fluidisierungszonen bzw. die Volumenströme des durch die jeweiligen Fluidisierungszonen strömenden Gases vorzugsweise unab hängig voneinander schaltbar bzw. steuerbar. Eine derartige Steuerung kann bei spielsweise abhängig von einer aktuell ausgeführten Funktion der Beschichtungsvor richtung (z. B. Befüllen oder Schichtauftrag) durchgeführt werden und/oder abhängig von einer Beschleunigung der Beschichtungsvorrichtung (z. B. keine Beschleunigung, d. h. die Beschichtungsvorrichtung ruht oder bewegt sich mit im Wesentlichen kon stanter Geschwindigkeit, oder die Beschichtungsvorrichtung wird beschleunigt (posi tive Beschleunigung, d. h. Geschwindigkeitserhöhung, oder negative Beschleunigung, d. h. Geschwindigkeitsverringerung)). As described below, the fluidization zones or the volume flows of the gas flowing through the respective fluidization zones can preferably be switched or controlled independently of one another. Such a control can for example be carried out depending on a currently executed function of the coating device (e.g. filling or layer application) and / or depending on an acceleration of the coating device (e.g. no acceleration, ie the coating device is stationary or moving at an essentially constant speed, or the coating device is accelerated (positive acceleration, ie increase in speed, or negative acceleration, ie decrease in speed)).
Durch das nachfolgend beschriebene gezielte Ansteuern der Fluidisierungszonen ist es beispielsweise möglich, einen Zeitraum der maximalen Fluidisierung (durch alle Fluidisierungszonen) möglichst kurz zu halten, beispielsweise lediglich während des Befüllens des Pulverbehälters, und somit den Austrag von Pulverfein(st)austrag zu verringern bzw. zu minimieren. Ein Befüllvorgang kann beispielsweise lediglich einen Bruchteil der Zeitspanne eines Beschichtungs- und/oder Belichtungsvorgangs dauern. The targeted control of the fluidization zones described below makes it possible, for example, to keep a period of maximum fluidization (through all fluidization zones) as short as possible, for example only while the powder container is being filled, and thus to reduce or reduce the discharge of fine powder (st) discharge. to minimize. A filling process can, for example, only take a fraction of the time span of a coating and / or exposure process.
Allgemein sei noch bemerkt, dass bei der Ansteuerung der einzelnen Fluidisierungs zonen zumindest eine Fluidisierungszone deaktiviert sein kann, d. h. kein Gas durch diese Fluidisierungszone eingeleitet wird (Volumenstrom ist Null), oder dass die zu mindest eine Fluidisierungszone nur reduziert betrieben wird, d. h. dass so wenig Gas (kleiner Volumenstrom) durch die Fluidisierungszone eingeleitet wird, dass das Auf baumaterial nur in sehr geringem Umfang fluidisiert wird, insbesondere falls (material abhängig) eine Deaktivierung zum erschwerten Wiederherstellen eines Wirbelbettes führen sollte. Die Deaktivierung kann beispielsweise das Ausbilden eines kompaktier- ten Festbettes (auch als Pulverpfropfen bezeichnet) bewirken. In general, it should also be noted that when the individual fluidization zones are controlled, at least one fluidization zone can be deactivated, i.e. no gas is introduced through this fluidization zone (volume flow is zero), or that the at least one fluidization zone is only operated at a reduced rate, i.e. so little Gas (small volume flow) is introduced through the fluidization zone so that the building material is only fluidized to a very small extent, especially if (depending on the material) a deactivation to restore a fluidized bed is more difficult should lead. The deactivation can, for example, bring about the formation of a compacted fixed bed (also referred to as a powder plug).
Vorzugsweise wird während einer Verringerung und/oder einer Erhöhung der Ge schwindigkeit der Beschichtungsvorrichtung der Volumenstrom des durch die Aus tragsfluidisierungszone und/oder die zentrale Fluidisierungszone in den Pulverbehälter eingeleiteten Gases verringert. Alternativ oder zusätzlich wird vorzugsweise zu Beginn des Austragens des pulverförmigen Aufbaumaterials durch die Austragseinrichtung der Volumenstrom des durch die Austragsfluidisierungszone und/oder die zentrale Fluidisierungszone in den Pulverbehälter eingeleiteten Gases erhöht. Durch das Ver ringern des Volumenstroms bei einer Verringerung und/oder Erhöhung der Geschwin digkeit, d. h. allgemein einer Beschleunigung, der Beschichtungsvorrichtung kann bei spielsweise ein Schwappen des pulverförmigen Aufbaumaterials in dem Pulverbehäl ter verringert oder verhindert werden. Durch das Erhöhen des Volumenstroms zu Be ginn des Pulveraustrags kann beispielsweise ein verbesserter (anfänglicher) Pul- veraustrag erzielt werden. Preferably, during a reduction and / or an increase in the speed of the coating device, the volume flow of the gas introduced into the powder container through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone is reduced. Alternatively or additionally, the volume flow of the gas introduced into the powder container through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone is preferably increased at the start of the discharge of the powdery build-up material by the discharge device. By reducing the volume flow when reducing and / or increasing the speed, i. H. generally an acceleration, the coating device can be reduced or prevented, for example, a sloshing of the powdery build-up material in the Pulverbehäl ter. By increasing the volume flow at the start of the powder discharge, an improved (initial) powder discharge can be achieved, for example.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Schicht eines pulverförmigen Aufbaumaterials bereitgestellt, das durchführbar ist bzw. durchgeführt wird in einer Vorrichtung zur additiven Fierstellung eines dreidimensiona len Objekts durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufgebrachten Schichten an Stellen, entsprechend dem je weiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts in der jeweiligen Schicht, wobei eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen Auf baumaterials in zumindest einer Bewegungsrichtung über eine Arbeitsebene der Vor richtung bewegt wird. Die Beschichtungsvorrichtung umfasst ein Pulveraustragsmodul und das Pulveraustragsmodul weist einen Pulverbehälter auf, der pulverförmiges Auf baumaterial aufnimmt. Der Pulverbehälter umfasst eine Zufuhröffnung zum Zuführen von pulverförmigem Aufbaumaterial zu dem Pulverbehälter und einen im bestim mungsgemäßen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung der Arbeitsebene zugewandten Ausgabebereich, wobei der Ausgabebereich zumindest eine erste Austragseinrichtung zum Austragen von pulverförmigem Aufbaumaterial aufweist. In einem ersten Bereich des Ausgabebereich, welcher ein an die erste Austragseinrichtung angrenzender Be reich des Ausgabebereichs ist, ist eine Austragsfluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbe hälter vorgesehen und/oder in einem zweiten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein von der ersten Austragseinrichtung beabstandeter Bereich des Ausgabebereichs ist, ist eine zentrale Fluidisierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbau materials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter vorgesehen und Gas wird zumindest zeitweise durch die Austragsfluidisierungszone und/oder die zentrale Fluidisierungszone in den Pulverbehälter eingeleitet. Vorzugsweise umfasst das Pul- veraustragsmodul weiter zumindest ein erstes in dem Pulverbehälter vorgesehenes Strömungsverminderungselement, wobei der Pulverbehälter das Strömungsverminde rungselement weiter bevorzugt an zumindest einem oberen Behälterbereich aufweist und/oder wobei sich das Strömungsverminderungselement im Wesentlichen von dem zumindest einen oberen Behälterbereich in Richtung des Ausgabebereichs erstreckt und/oder wobei das Strömungsverminderungselement zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von strömungsvermindernden Strukturen, bevorzugt das Strömungs verminderungselement durchdringenden Pulveröffnungen, aufweist. According to a further aspect, a method for applying at least one layer of a powdery build-up material is provided, which can be carried out or is carried out in a device for the additive setting of a three-dimensional object by applying powdery build-up material layer by layer and selectively solidifying the applied layers at points, accordingly the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, wherein a coating device for applying a layer of the powdery building material is moved in at least one direction of movement over a working plane of the device. The coating device comprises a powder discharge module and the powder discharge module has a powder container which holds powdery building material. The powder container comprises a supply opening for supplying powdery build-up material to the powder container and an output area facing the work plane when the coating device is operating as intended, the output area having at least one first discharge device for discharging powdery build-up material. In a first area of the dispensing area, which is an area of the dispensing area adjoining the first dispensing device, a dispensing fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas is provided in the powder container and / or in a second area of the dispensing area, which is spaced apart from the first dispensing device Area of the output area, a central fluidization zone is provided for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container and gas is introduced at least temporarily through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone into the powder container. The powder discharge module preferably further comprises at least one first flow reducing element provided in the powder container, the powder container further preferably having the flow reducing element at at least one upper container area and / or wherein the flow reducing element extends essentially from the at least one upper container area in the direction of the output area and / or wherein the flow-reducing element has at least one, preferably a plurality of flow-reducing structures, preferably powder openings penetrating the flow-reducing element.
Damit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Schicht beschriebenen Wirkungen oder ähnliche Wirkungen auch bei Verwendung eines Pulveraustragsmoduls ohne Strö mungsverminderungselement zu erzielen. Das Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Pulverschicht gemäß dem weiteren Aspekt kann durch die oben beschriebenen bzw. in den in den Unteransprüchen angeführten Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbringen zumindest einer Pulverschicht weitergebildet sein. This makes it possible, for example, to achieve the effects or similar effects described above in relation to the method according to the invention for applying at least one layer, even when using a powder discharge module without a flow-reducing element. The method for applying at least one powder layer according to the further aspect can be developed by the features of the method according to the invention for applying at least one powder layer described above or listed in the subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Fierstellungsverfahren dient zur additiven Fierstellung eines dreidimensionalen Objekts in einer Vorrichtung durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht an Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts in der jewei ligen Schicht entsprechen, wobei zum Aufbringen zumindest einer Schicht des Auf baumaterials ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren und/oder ein oben beschriebenes Verfahren gemäß dem weiteren Aspekt durchgeführt wird. Damit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Schicht des pulverförmigen Aufbaumateri als und/oder das Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Schicht des pulverförmi gen Aufbaumaterials gemäß dem weiteren Aspekt beschriebenen Wirkungen auch in einem additiven Herstellverfahren zu erzielen. An inventive method of setting a three-dimensional object is used for the additive setting of a three-dimensional object in a device by applying powdery build-up material in layers and selective solidification of the applied layer at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective layer, with at least one layer of the layer being applied building material an above-described method according to the invention and / or a method described above according to the further aspect is carried out. This makes it possible, for example, to achieve the effects described above in relation to the method according to the invention for applying at least one layer of the pulverulent construction material and / or the method for applying at least one layer of the pulverulent construction material according to the further aspect in an additive manufacturing process .
Ein weiteres Verfahren dient zur Ansteuerung einer Beschichtungsvorrichtung und ist durchführbar bzw. wird durchgeführt in einer Vorrichtung zur additiven Herstellung ei nes dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufgebrachten Schichten an Stellen entsprechend dem jeweiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts in der jewei ligen Schicht, wobei die Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen Aufbaumaterials so angesteuert wird, dass sie in zumindest einer Be wegungsrichtung über eine Arbeitsebene der Vorrichtung bewegt wird. Die Beschich tungsvorrichtung umfasst ein Pulveraustragsmodul, wobei das Pulveraustragsmodul einen Pulverbehälter aufweist, der pulverförmiges Aufbaumaterials aufnimmt. Der Pul verbehälter umfasst eine Zufuhröffnung zum Zuführen des pulverförmigen Aufbauma terials zu dem Pulverbehälter und einen im bestimmungsgemäßen Betrieb der Be schichtungsvorrichtung der Arbeitsebene zugewandten Ausgabebereich. Der Ausgab ebereich weist zumindest eine erste Austragseinrichtung auf, die so angesteuert wird, dass sie zumindest zeitweise pulverförmiges Aufbaumaterial austrägt. Weiter weist der Ausgabebereich zumindest eine Fluidisierungszone auf, die so angesteuert wird, dass sie zumindest zeitweise pulverförmige Aufbaumaterial unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter fluidisiert. Weiter umfasst der Pulverbehälter zumindest ein erstes in dem Pulverbehälter vorgesehenes Strömungsverminderungselement und/oder in einem ersten Bereich des Ausgabebereichs, welcher ein an die erste Aus tragseinrichtung angrenzender Bereich des Ausgabebereichs ist, ist eine Austragsflui disierungszone zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwen dung eines Gases in dem Pulverbehälter vorgesehen und/oder in einem zweiten Be reich des Ausgabebereichs, welcher ein von der ersten Austragseinrichtung beabstan- deter Bereich des Ausgabebereichs ist, ist eine zentrale Fluidisierungszone zum Flui disieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter vorgesehen und wobei Gas zumindest zeitweise durch die Austragsflu idisierungszone und/oder die zentrale Fluidisierungszone in den Pulverbehälter einge leitet wird. Insbesondere kann die Beschichtungsvorrichtung derart angesteuert sein bzw. werden, dass sie ein oben beschriebenes Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Pulverschicht durchführt. Another method is used to control a coating device and can be carried out or is carried out in a device for the additive production of a three-dimensional object by applying powdery build-up material in layers and selectively solidifying the applied layers at points corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional object in the respective Layer, wherein the coating device for applying a layer of the powdery build-up material is controlled in such a way that it is moved in at least one direction of movement over a working plane of the device. The coating device comprises a powder discharge module, the powder discharge module having a powder container which receives powdery build-up material. The powder container comprises a supply opening for supplying the powdery build-up material to the powder container and an output area facing the working plane when the coating device is in normal operation. The dispensing area has at least one first discharge device, which is controlled in such a way that it discharges building material in powder form at least at times. Furthermore, the output area has at least one fluidization zone, which is controlled in such a way that it at least temporarily fluidizes powdery building material using a gas in the powder container. The powder container further comprises at least one first flow reducing element provided in the powder container and / or in a first area of the output area, which is an area of the output area adjoining the first discharge device, there is a discharge fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas in The powder container is provided and / or in a second area of the dispensing area, which is an area of the dispensing area spaced from the first dispensing device, is a central fluidization zone for fluidizing the powdery build-up material using a gas Powder container provided and wherein gas is at least temporarily passed through the discharge fluidization zone and / or the central fluidization zone into the powder container. In particular, the coating device can be controlled in such a way that it carries out a method described above for applying at least one powder layer.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Further features and usefulnesses of the invention will become apparent from the description of embodiments Be with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 ist eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Vor richtung zum generativen Fierstellen eines dreidimensionalen Objekts ge mäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 is a schematic, partially sectioned view of a device for generative Fierstellen a three-dimensional object ge according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 ist eine schematische, im Schnitt dargestellte Ansicht eines Pulveraustrags- moduls der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung. FIG. 2 is a schematic, sectional view of a powder discharge module of the device shown in FIG.
Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht auf einen Ausgabebereich des in Fig. 2 gezeigten Pulveraustragsmoduls von oben. FIG. 3 is a schematic top view of an output area of the powder discharge module shown in FIG. 2 from above.
Fig. 4a ist eine schematische Ansicht eines in dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten FIG. 4a is a schematic view of one in that shown in FIGS. 2 and 3
Pulveraustragsmoduls vorgesehenen Strömungsverminderungselements und Fig. 4b zeigt die Ausrichtung zweier Strömungsverminderungsele mente in dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Pulveraustragsmodul in Bezug aufeinander. Powder discharge module provided flow reduction element and FIG. 4b shows the alignment of two flow reduction elements in the powder discharge module shown in FIGS. 2 and 3 in relation to one another.
Fig. 5 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens zum Aufbringen einer Pulverschicht in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung unter Verwendung des in Fig. 2 und 3 gezeigten Pulveraustragsmoduls zeigt. 5 is a schematic block diagram showing the steps of a method for applying a powder layer in the apparatus shown in FIG. 1 using the powder discharge module shown in FIGS. 2 and 3.
Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 1 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist eine Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1. Zum Aufbauen eines Objekts 2 enthält sie eine Prozess kammer 3 mit einer Kammerwandung 4. A first embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. 1. The device shown in Fig. 1 is a laser sintering or Laser melting device 1. To build up an object 2, it contains a process chamber 3 with a chamber wall 4.
In der Prozesskammer 3 ist ein nach oben offener Behälter 5 mit einer Behälterwan dung 6 angeordnet. Durch die obere Öffnung des Behälters 5 ist eine Arbeitsebene 7 definiert, wobei der innerhalb der Öffnung liegende Bereich der Arbeitsebene 7, der zum Aufbau des Objekts 2 verwendet werden kann, als Baufeld 8 bezeichnet wird. In the process chamber 3, an upwardly open container 5 with a container wall 6 is arranged. A working plane 7 is defined by the upper opening of the container 5, the area of the working plane 7 lying within the opening, which can be used to build the object 2, is referred to as construction field 8.
In dem Behälter 5 ist ein in einer vertikalen Richtung V bewegbarer T räger 10 ange ordnet, an dem eine Grundplatte 11 angebracht ist, die den Behälter 5 nach unten ab schließt und damit dessen Boden bildet. Die Grundplatte 11 kann eine getrennt von dem Träger 10 gebildete Platte sein, die an dem Träger 10 befestigt ist, oder sie kann integral mit dem Träger 10 gebildet sein. Je nach verwendetem Pulver und Prozess kann auf der Grundplatte 11 noch eine Bauplattform 12 als Bauunterlage angebracht sein, auf der das Objekt 2 aufgebaut wird. Das Objekt 2 kann aber auch auf der Grundplatte 11 selber aufgebaut werden, die dann als Bauunterlage dient. In Fig. 1 ist das in dem Behälter 5 auf der Bauplattform 12 zu bildende Objekt 2 unterhalb der Ar beitsebene 7 in einem Zwischenzustand dargestellt mit mehreren verfestigten Schich ten, umgeben von unverfestigt gebliebenem Aufbaumaterial 13. Die vertikale Richtung V definiert die z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems. In the container 5 is a movable in a vertical direction V carrier 10 is arranged, on which a base plate 11 is attached, which closes the container 5 down and thus forms the bottom. The base plate 11 can be a plate formed separately from the carrier 10 and attached to the carrier 10, or it can be formed integrally with the carrier 10. Depending on the powder and process used, a construction platform 12 can also be attached to the base plate 11 as a construction base, on which the object 2 is built. The object 2 can, however, also be built on the base plate 11 itself, which then serves as a construction base. In Fig. 1, the object 2 to be formed in the container 5 on the construction platform 12 is shown below the working plane 7 in an intermediate state with several solidified layers, surrounded by building material 13 that has remained unsolidified. The vertical direction V defines the z-direction of a Cartesian coordinate system.
Die Lasersintervorrichtung 1 enthält weiter einen Vorratsbehälter 14 für ein durch elektromagnetische Strahlung verfestigbares pulverförmiges Aufbaumaterial 15 und eine in zumindest einer Bewegungsrichtung B, welche auch als Beschichtungsrich tung bezeichnet wird, bewegbare Beschichtungsvorrichtung 16 zum Aufbringen des Aufbaumaterials 15 innerhalb des Baufelds 8. Die Bewegungsrichtung B ist in Fig. 1 eine horizontale Richtung und definiert die x-Achse des kartesischen Koordinatensys tems, dessen z-Richtung durch die vertikale Richtung V des Trägers 10 festgelegt ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Beschichtungsvorrichtung 16 quer zu ihrer Bewe gungsrichtung B, d. h. in y-Richtung bzw. in Fig. 1 in die Zeichenebene hinein, über den ganzen zu beschichtenden Bereich. Die Beschichtungsvorrichtung 16 umfasst ein Pulveraustragsmodul 18, welches weiter unten in Bezug auf die Figuren 2, 3, 4a und 4b näher beschrieben wird und in Fig. 1 nicht gezeigt ist. Weiter umfasst die Beschich tungsvorrichtung 16 zumindest ein in den Figuren nicht gezeigtes Beschichterelement, beispielsweise eine Auftragswalze und/oder eine Auftragsklinge und/oder ein flexibles Auftragselement, z.B. eine flexible Gummilippe oder eine Bürste, zum Ausziehen des pulverförmigen Aufbaumaterials 15 zu einer gleichmäßigen Schicht und/oder Verdich ten einer aufgebrachten Schicht. Das zumindest eine Beschichterelement kann auch an dem Pulveraustragsmodul vorgesehen sein. The laser sintering device 1 also contains a storage container 14 for a powdery building material 15 that can be solidified by electromagnetic radiation and a coating device 16 movable in at least one direction of movement B, which is also referred to as the coating direction, for applying the building material 15 within the building field 8. The direction of movement B is 1 shows a horizontal direction and defines the x-axis of the Cartesian coordinate system, the z-direction of which is defined by the vertical direction V of the carrier 10. The coating device 16 preferably extends transversely to its direction of movement B, ie in the y-direction or in FIG. 1 into the plane of the drawing, over the entire area to be coated. The coating device 16 comprises a powder discharge module 18, which will be described below with reference to FIGS. 2, 3, 4a and 4b is described in more detail and is not shown in FIG. Furthermore, the coating device 16 comprises at least one application element not shown in the figures, for example an applicator roller and / or an applicator blade and / or a flexible applicator element, for example a flexible rubber lip or a brush, for pulling out the powdery build-up material 15 to form a uniform layer and / or or compaction of an applied layer. The at least one application element can also be provided on the powder discharge module.
Als Aufbaumaterial können verschiedene Arten von Pulver verwendet werden, insbe sondere Metallpulver, Kunststoffpulver, Keramikpulver, Sand, gefüllte, beschichtete oder gemischte Pulver. Various types of powder can be used as the building material, in particular special metal powder, plastic powder, ceramic powder, sand, filled, coated or mixed powder.
Optional ist in der Prozesskammer 3 eine Strahlungsheizung 17 angeordnet, die zum Beheizen des aufgebrachten Aufbaumaterials 15 dient. Als Strahlungsheizung 17 kann beispielsweise ein Infrarotstrahler vorgesehen sein. Optionally, a radiant heater 17 is arranged in the process chamber 3, which is used to heat the applied building material 15. An infrared radiator, for example, can be provided as the radiant heater 17.
Die Lasersintervorrichtung 1 enthält ferner eine Belichtungsvorrichtung 20 mit einem Laser 21 , der einen Laserstrahl 22 erzeugt, der über eine Umlenkvorrichtung 23 um gelenkt und durch eine Fokussiervorrichtung 24 über ein Einkoppelfenster 25, das an der Oberseite der Prozesskammer 3 in der Kammerwandung 4 angebracht ist, auf die Arbeitsebene 7 fokussiert wird. The laser sintering device 1 furthermore contains an exposure device 20 with a laser 21 which generates a laser beam 22 which is deflected via a deflection device 23 and through a focusing device 24 via a coupling window 25 which is attached to the top of the process chamber 3 in the chamber wall 4, is focused on the working level 7.
Weiter enthält die Lasersintervorrichtung 1 eine Steuereinheit 29, über die die einzel nen Bestandteile der Vorrichtung 1 in koordinierter Weise zum Durchführen des Bau prozesses gesteuert werden. Alternativ kann die Steuereinheit auch teilweise oder ganz außerhalb der Vorrichtung angebracht sein. Die Steuereinheit kann eine CPU enthalten, deren Betrieb durch ein Computerprogramm (Software) gesteuert wird. Das Computerprogramm kann getrennt von der Vorrichtung auf einem Speichermedium gespeichert sein, von dem aus es in die Vorrichtung, insbesondere in die Steuerein heit geladen werden kann. Im Betrieb wird zum Aufbringen einer Pulverschicht zunächst der Träger 10 um eine Höhe abgesenkt, die der gewünschten Schichtdicke entspricht. Die Beschichtungsvor richtung 16 fährt zunächst zu dem Vorratsbehälter 14 und nimmt aus ihm eine zum Aufbringen zumindest einer Schicht ausreichende Menge des Aufbaumaterials 15 in das Pulveraustragsmodul 18 (in Fig. 1 nicht gezeigt; s. hierzu z. B. Fig. 2) auf. Dann fährt die Beschichtungsvorrichtung 16 über das Baufeld 8, bringt dort pulverförmiges Aufbaumaterials 15 auf die Bauunterlage oder eine bereits vorher vorhandene Pulver schicht auf und zieht es zu einer Pulverschicht aus. Das Aufbringen erfolgt zumindest über den gesamten Querschnitt des herzustellenden Objekts 2, vorzugsweise über das gesamte Baufeld 8, also den durch die Behälterwandung 6 begrenzten Bereich. Optional wird das pulverförmige Aufbaumaterial 15 mittels einer Strahlungsheizung 17 auf eine Arbeitstemperatur aufgeheizt. The laser sintering device 1 also contains a control unit 29, via which the individual components of the device 1 are controlled in a coordinated manner to carry out the construction process. Alternatively, the control unit can also be attached partially or entirely outside the device. The control unit can contain a CPU, the operation of which is controlled by a computer program (software). The computer program can be stored separately from the device on a storage medium from which it can be loaded into the device, in particular into the control unit. During operation, in order to apply a powder layer, the carrier 10 is first lowered by a height which corresponds to the desired layer thickness. The coating device 16 first moves to the storage container 14 and takes from it a sufficient amount of the building material 15 to apply at least one layer into the powder discharge module 18 (not shown in FIG. 1; see, for example, FIG. 2). Then the coating device 16 moves over the construction field 8, brings there powdery construction material 15 on the construction base or an already existing powder layer and pulls it out to form a powder layer. The application takes place at least over the entire cross section of the object 2 to be produced, preferably over the entire construction field 8, that is to say the area delimited by the container wall 6. Optionally, the powdery building material 15 is heated to a working temperature by means of a radiant heater 17.
Anschließend wird der Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 von dem Laser strahl 22 abgetastet, sodass das pulverförmige Aufbaumaterial 15 an den Stellen ver festigt wird, die dem Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 entsprechen. Dabei werden die Pulverkörner an diesen Stellen mittels der durch die Strahlung einge- brachte Energie teilweise oder vollständig aufgeschmolzen, so dass sie nach einer Abkühlung miteinander verbunden als Festkörper vorliegen. Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis das Objekt 2 fertiggestellt ist und der Prozesskammer 3 entnom men werden kann. The cross-section of the object 2 to be produced is then scanned by the laser beam 22, so that the powdery building material 15 is solidified at the points that correspond to the cross-section of the object 2 to be produced. The powder grains are partially or completely melted at these points by means of the energy introduced by the radiation, so that they are connected to one another as solid bodies after cooling. These steps are repeated until the object 2 is completed and the process chamber 3 can be removed.
Im Folgenden wir mit Bezug auf Fig. 2 und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des Pul- veraustragsmoduls 18 der Beschichtungsvorrichtung 16 beschrieben. Das Pulveraus tragsmodul umfasst einen Pulverbehälter 30 zur Aufnahme des pulverförmigen Auf baumaterials. Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Pulveraustragsmoduls 18 bzw. des Pulver behälters 30 im Schnitt, wobei die Schnittebene im Wesentlichen senkrecht zur Ar beitsebene 7 und parallel zur Bewegungsrichtung B der Beschichtungsvorrichtung 16, d. h. parallel zur x-z-Ebene, verläuft. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausgabebe reich bzw. Behälterboden 31 des Pulverbehälters 30 von oben (parallel zur x-y-Ebene, also parallel zur Bewegungsrichtung B). Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, umfasst der Pulverbehälter 30 als oberen (d. h. der Ar beitsebene 7 (s. Fig. 1 ) im bestimmungsgemäßen Betrieb abgewandten) Behälterbe reich eine Behälterdecke 32, die den Pulverbehälter 30 nach oben begrenzt und in der eine Zufuhröffnung 33 zum Zuführen des pulverförmigen Aufbaumaterials 15 zu dem Pulverbehälter 30 vorgesehen ist. Als unteren (d. h. der Arbeitsebene 7 (s. Fig. 1 ) im bestimmungsgemäßen Betrieb zugewandten) Behälterbereich umfasst der Pulverbe hälter 30 einen Ausgabebereich, welcher als Behälterboden 31 ausgebildet ist und den Pulverbehälter 30 nach unten begrenzt. Seitlich wird der Pulverbehälter 30 von einer Behälterwandung begrenzt, von der in Fig. 2 lediglich die in Bewegungsrichtung B vorne liegende Seitenwand 34b und die in Bewegungsrichtung B hinten liegende Seitenwand 34a gezeigt sind. An der Zuführöffnung 33 kann ein in den Figuren nicht gezeigter Deckel zum Verschließen der Zufuhröffnung 33 vorgesehen sein. An exemplary embodiment of the powder discharge module 18 of the coating device 16 is described below with reference to FIGS. 2 and 3. The powder discharge module comprises a powder container 30 for receiving the powdery building material. Fig. 2 shows a view of the powder discharge module 18 or the powder container 30 in section, the section plane running essentially perpendicular to the working plane 7 and parallel to the direction of movement B of the coating device 16, ie parallel to the xz plane. Fig. 3 shows a plan view of an output range or container bottom 31 of the powder container 30 from above (parallel to the xy plane, that is, parallel to the direction of movement B). As can be seen from Fig. 2, the powder container 30 comprises as the upper (ie the working level 7 (see Fig. 1) facing away from the intended operation) container area a container ceiling 32, which limits the powder container 30 at the top and in which a feed opening 33 is provided for supplying the powdery building material 15 to the powder container 30. As the lower container area (ie facing working level 7 (see FIG. 1) in normal operation), the powder container 30 comprises an output area which is designed as a container bottom 31 and delimits the powder container 30 at the bottom. The powder container 30 is laterally bounded by a container wall, of which only the side wall 34b located at the front in the direction of movement B and the side wall 34a located at the rear in the direction of movement B are shown. A cover (not shown in the figures) for closing the feed opening 33 can be provided on the feed opening 33.
Der Innenraum des Pulverbehälters 30 erstreckt sich zwischen der Behälterdecke 32 und dem Behälterboden 31 , d. h. in z-Richtung, über eine Flöhe Fl und entlang der Be wegungsrichtung B, d. h. in x-Richtung, über eine Breite A. Senkrecht zu seiner Flöhe Fl und der Breite A, d. h. in y-Richtung, erstreckt sich der Innenraum des Pulverbehäl ters 30 über eine Länge L (s. Fig. 3). The interior of the powder container 30 extends between the container top 32 and the container bottom 31, i. H. in the z-direction, over a flea Fl and along the direction of movement B, d. H. in the x-direction, over a width A. perpendicular to its fleas Fl and the width A, d. H. in the y direction, the interior of the Pulverbehäl age 30 extends over a length L (see. Fig. 3).
Der Behälterboden 31 weist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in z-Richtung, d. h. parallel zur Flöhe Fl des Innenraums des Pulverbehälters 31 , eine Dicke d auf. Die Dicke d ist vor zugsweise kleiner als die Flöhe Fl des Innenraums des Pulverbehälters 30. Weiter um fasst der Behälterboden 31 zwei als Ausgabespalte 36a, 36b ausgebildete spaltför mige Ausgabeöffnungen bzw. Austragseinrichtungen, die sich in z-Richtung jeweils über die gesamte Dicke d des Ausgabebereichs erstrecken. Sie bilden jeweils eine Ausgabeöffnung zum Austragen von in dem Pulverbehälter 30 vorgesehenen pulver förmigen Aufbaumaterial nach unten, d. h. in Richtung der Arbeitsebene 7 (in Fig. 2 nicht gezeigt; s. hierzu Fig. 1 ). Weiter kann an zumindest einem der Ausgabespalte 36a, 36b ein in den Figuren nicht näher gezeigtes Austragselement zum Regulieren der durch den Ausgabespalt 36a, 36b ausgetragenen Pulvermenge und/oder zum zu mindest teilweisen Öffnen und/oder Verschließen des Ausgabespaltes 36a, 36b vor gesehen sein. Das Austragselement (in den Figuren nicht gezeigt) kann beispiels- weise als ein Schieber und/oder eine (Dosier-)Walze ausgebildet sein. Die zwei Aus gabespalte 36a, 36b sind in der Bewegungsrichtung B, d. h. in x-Richtung, voneinan der beabstandet an dem Behälterboden 31 vorgesehen. In Fig. 2 ist der rechte Ausga bespalt 36b der in der (aktuellen) Bewegungsrichtung B vorne liegende Ausgabespalt und der linke Ausgabespalt 36a der in der (aktuellen) Bewegungsrichtung B hinten lie gende Ausgabespalt. Vorzugsweise sind die Ausgabespalte 36b, 36a an einer in Be wegungsrichtung B vorne bzw. hinten liegenden Begrenzung des Behälterbodens 31 vorgesehen. As can be seen from FIG. 2, the container bottom 31 has a thickness d in the z-direction, ie parallel to the fleas F1 of the interior of the powder container 31. The thickness d is preferably smaller than the fleas Fl of the interior of the powder container 30. Furthermore, the container bottom 31 comprises two spaltför-shaped dispensing openings or dispensing devices designed as dispensing gaps 36a, 36b, which extend in the z-direction over the entire thickness d of the Extend the output area. They each form an output opening for discharging powder-form building material provided in the powder container 30 downwards, ie in the direction of the working plane 7 (not shown in FIG. 2; see FIG. 1 in this regard). Furthermore, a discharge element (not shown in detail in the figures) for regulating the amount of powder discharged through the discharge gap 36a, 36b and / or for at least partial opening and / or closing of the discharge gap 36a, 36b can be provided at at least one of the discharge gaps 36a, 36b. The discharge element (not shown in the figures) can for example be designed as a slide and / or a (metering) roller. The two output gaps 36a, 36b are provided in the direction of movement B, ie in the x direction, spaced from one another on the container bottom 31. In Fig. 2 the right output gap 36b is the output gap in the front in the (current) direction of movement B and the left output gap 36a is the output gap in the rear in the (current) direction of movement B. The dispensing gaps 36b, 36a are preferably provided on a delimitation of the container bottom 31 which is located at the front or rear in the direction of movement B.
In ihren an den Behälterboden 31 angrenzenden Bereichen weisen die Seitenwände 34a und 34b optional jeweils einen schrägen Abschnitt 35a bzw. 35b auf, der als Rampe ausgebildet ist und schräg zu dem jeweiligen Ausgabespalt 36a bzw. 36b hin abfällt, d. h. zumindest abschnittsweise trichterförmig ausgebildet ist. Der schräge Ab schnitt 35a, 35b der Seitenwand 34a, 34b geht vorzugsweise jeweils in einen im We sentlichen senkrechten Wandabschnitt 37a bzw. 37b des Behälterbodens 31 über, welcher den jeweiligen Ausgabespalt 36a bzw. 36b in der Bewegungsrichtung B, d. h. in x-Richtung, oder deren Gegenrichtung begrenzt. Alternativ kann auch der schräge Abschnitt 35a, 35b selbst den jeweiligen Ausgabespalt 36a bzw. 36b in der Bewe gungsrichtung B, d. h. in x-Richtung, oder deren Gegenrichtung zumindest teilweise begrenzen, d. h. der Behälterboden 31 kann auch ohne die senkrechten Wandab schnitt 37a bzw. 37b bereitgestellt sein. In their areas adjoining the container bottom 31, the side walls 34a and 34b optionally each have an inclined section 35a and 35b, which is designed as a ramp and slopes downwards towards the respective dispensing gap 36a and 36b, i. H. is at least partially funnel-shaped. The inclined section 35a, 35b of the side wall 34a, 34b preferably merges into a substantially vertical wall section 37a or 37b of the container bottom 31, which connects the respective output gap 36a and 36b in the direction of movement B, i.e. H. limited in the x direction or the opposite direction. Alternatively, the inclined section 35a, 35b itself can move the respective output gap 36a or 36b in the direction of movement B, ie. H. in the x-direction, or at least partially limit the opposite direction, d. H. the container bottom 31 can also be provided without the vertical wall section 37a or 37b.
Weiter umfasst der Behälterboden 31 einen an den in Bewegungsrichtung B vorne lie genden Ausgabespalt 36b angrenzenden ersten Bereich, an dem eine erste Austrags fluidisierungszone 41 b vorgesehen ist. Weiter umfasst der Behälterboden 31 einen an den in Bewegungsrichtung B hinten liegenden Ausgabespalt 36a angrenzenden drit ten Bereich, an dem eine zweite Austragsfluidisierungszone 41 a vorgesehen ist. Zwi schen dem ersten und dem dritten Bereich des Behälterbodens 31 ist ein zweiter Be reich des Behälterbodens 31 vorgesehen, welcher von den Ausgabespalten 36a, 36b jeweils beabstandet ist und an dem eine zentrale Fluidisierungszone 40 vorgesehen ist. Die erste und zweite Austragsfluidisierungszone 41 b, 41 a können von dem jeweili gen Ausgabespalt 36b, 36a beabstandet vorgesehen sein oder jeweils an diesen an- grenzen (wie in Fig. 2 gezeigt). Die zentrale Fluidisierungszone 40 kann von der ers ten und/oder der zweiten Austragsfluidisierungszone 41 b, 41 a beabstandet vorgese hen sein (wie in Fig. 2 gezeigt) oder an diese angrenzen. Furthermore, the container base 31 comprises a first region adjoining the discharge gap 36b at the front in the direction of movement B, in which a first discharge fluidization zone 41b is provided. The container bottom 31 further comprises a third area adjoining the discharge gap 36a at the rear in the direction of movement B, on which a second discharge fluidization zone 41a is provided. Between tween the first and the third area of the container bottom 31, a second loading area of the container bottom 31 is provided, which is spaced from the dispensing gaps 36a, 36b and on which a central fluidization zone 40 is provided. The first and second discharge fluidization zones 41 b, 41 a can be provided at a distance from the respective output gap 36 b, 36 a or each attached to them. boundaries (as shown in Fig. 2). The central fluidization zone 40 can be provided at a distance from the first and / or the second discharge fluidization zone 41 b, 41 a (as shown in FIG. 2) or adjoin them.
Die erste Austragsfluidisierungszone 41 b umfasst einen in dem Behälterboden 31 ausgebildeten Flohlraum 44b, welcher durch eine poröse Platte und/oder Lochplatte 45b von dem Innenraum des Pulverbehälters 30 getrennt ist. Ebenso umfassen die zweite Austragsfluidisierungszone 41 a und die zentrale Fluidisierungszone 40 jeweils einen in dem Behälterboden 31 ausgebildeten Hohlraum 44a bzw. 42, welcher jeweils durch eine poröse Platte und/oder Lochplatte 45a bzw. 43 von dem Innenraum des Pulverbehälters 30 getrennt ist. Die Hohlräume 42, 44a, 44b stehen jeweils mit einer in Fig. 2 nicht gezeigten Gaszufuhrleitung zum Zuführen eines Gases in Verbindung. Die Gaszufuhrleitungen umfassen vorzugsweise jeweils eine Regeleinrichtung zum Einstellen des Volumenstroms des durch die Gaszufuhrleitungen strömenden Gases. Weiter bevorzugt sind die Volumenströme des in die Hohlräume 42, 44a, 44b einströ menden Gases unabhängig voneinander durch die jeweiligen Regeleinrichtungen ein stellbar. The first discharge fluidization zone 41b comprises a flask space 44b formed in the container bottom 31, which is separated from the interior of the powder container 30 by a porous plate and / or perforated plate 45b. The second discharge fluidization zone 41a and the central fluidization zone 40 each include a cavity 44a or 42 formed in the container bottom 31, which is separated from the interior of the powder container 30 by a porous plate and / or perforated plate 45a or 43. The cavities 42, 44a, 44b are each connected to a gas supply line, not shown in FIG. 2, for supplying a gas. The gas supply lines preferably each include a control device for adjusting the volume flow of the gas flowing through the gas supply lines. More preferably, the volume flows of the gas flowing into the cavities 42, 44a, 44b can be adjusted independently of one another by the respective control devices.
Die porösen Platten und/oder Lochplatten 43, 45a, 45b weisen jeweils eine Mehrzahl von Gasauslassöffnungen auf, die so ausgebildet bzw. bemessen sind, dass sie durchlässig für das Gas, jedoch nicht für das pulverförmige Aufbaumaterial sind. Die Öffnungsquerschnitte der Gasauslassöffnungen sind also kleiner als die Querschnitts flächen der Pulverkörner des Aufbaumaterials, vorzugsweise kleiner, weiter bevorzugt um ein Mehrfaches kleiner, als eine minimale Querschnittsfläche der Pulverkörner. The porous plates and / or perforated plates 43, 45a, 45b each have a plurality of gas outlet openings which are designed or dimensioned such that they are permeable to the gas, but not to the powdery building material. The opening cross-sections of the gas outlet openings are therefore smaller than the cross-sectional areas of the powder grains of the building material, preferably smaller, more preferably several times smaller than a minimum cross-sectional area of the powder grains.
Optional können an zumindest einem der schrägen Abschnitte 35a, 35b der Seiten wände 34a, 34b und/oder an zumindest einem der im Wesentlichen senkrechten Wandabschnitte 37a bzw. 37b des Behälterbodens 31 eine oder mehrere Ausgabeöff nungsfluidisierungszonen (in Fig. 2 nicht gezeigt) vorgesehen sein. Eine Ausgabeöff nungsfluidisierungszone umfasst vorzugsweise, analog zu den Austragsfluidisierungs zonen 41 a, 41 b und der zentralen Fluidisierungszone 40, einen in dem schrägen Ab schnitt 35a, 35b bzw. dem Wandabschnitt 34a, 34b ausgebildeten Hohlraum (in Fig. 2 nicht gezeigt), welcher durch eine poröse Platte und/oder Lochplatte (in Fig. 2 nicht gezeigt) von dem Innenraum des Pulverbehälters 30 getrennt ist. Optionally, one or more discharge opening fluidization zones (not shown in FIG. 2) can be provided on at least one of the inclined sections 35a, 35b of the side walls 34a, 34b and / or on at least one of the essentially vertical wall sections 37a or 37b of the container bottom 31 . A discharge opening fluidization zone preferably comprises, analogously to the discharge fluidization zones 41 a, 41 b and the central fluidization zone 40, a cavity formed in the inclined section 35a, 35b or the wall section 34a, 34b (in FIG not shown), which is separated from the interior of the powder container 30 by a porous plate and / or perforated plate (not shown in FIG. 2).
Im Betrieb einer Fluidisierungszone 40, 41 a, 41 b (hierbei sind auch die in den Figuren nicht näher gezeigten Ausgabeöffnungsfluidisierungszonen mit umfasst) strömt Gas durch die jeweilige Gaszufuhrleitung (in Fig. 2 nicht gezeigt) in den jeweiligen Hohl raum 42, 44a, 44b und strömt dann durch die jeweilige poröse Platte und/oder Loch platte 43, 45a, 45b in den Innenraum des Pulverbehälters 30. Bei einem ausreichend großen in den Pulverbehälter 30 einströmenden Gasvolumen bzw. einem ausreichend großen Volumenstrom des einströmenden Gases wird das pulverförmige Aufbaumate rial zumindest lokal in einen fließbett- bzw. wirbelbettähnlichen Zustand versetzt d. h. fluidisiert. Der Volumenstrom des in den Pulverbehälter einströmenden Gases ist vor zugsweise durch die entsprechende Regeleinrichtung einstellbar. During operation of a fluidization zone 40, 41 a, 41 b (this also includes the discharge opening fluidization zones not shown in detail in the figures), gas flows through the respective gas supply line (not shown in FIG. 2) into the respective cavity 42, 44a, 44b and then flows through the respective porous plate and / or perforated plate 43, 45a, 45b into the interior of the powder container 30. With a sufficiently large gas volume flowing into the powder container 30 or a sufficiently large volume flow of the inflowing gas, the powdery build-up material is at least locally placed in a fluidized bed or fluidized bed-like state d. H. fluidized. The volume flow of the gas flowing into the powder container is preferably adjustable by the corresponding control device.
Weiter sind in dem in Fig. 2 gezeigten Pulverbehälter 30 zwei als Schwallplatten oder Schwallbleche 50a, 50b ausgebildete Strömungsverminderungselemente vorgesehen, welche im Folgenden als Schwallbleche bezeichnet werden. Die Schwallbleche 50a, 50b sind in dem Pulverbehälter 30, vorzugsweise an der Behälterdecke 32, ange bracht, beispielsweise mittels jeweils eines Befestigungsabschnitts 51 a, 51 b, der im Wesentlichen parallel zu der Behälterdecke 32 verläuft. Die Schwallbleche 50a, 50b erstrecken sich jeweils von der Behälterdecke 32 im Wesentlichen senkrecht nach un ten, d. h. in Richtung des Behälterbodens 31 . Bei dem in Fig. 2 gezeigten Pulverbe hälter 30 sind die Schwallbleche 50a, 50b jeweils in einem Abstand zu dem Behäl terboden 31 vorgesehen, d. h. die erstrecken sich lediglich über einen Abschnitt der Höhe H, beispielsweise über 70% der Höhe H des Innenraums des Pulverbehälters 30. Alternativ dazu kann sich zumindest eines der Schwallbleche 50a, 50b über die gesamte Höhe H des Innenraums des Pulverbehälters 30 erstrecken, also von der Be hälterdecke 32 bis zu dem Behälterboden 31. Furthermore, two flow-reducing elements designed as baffle plates or baffle plates 50a, 50b are provided in the powder container 30 shown in FIG. 2, which elements are hereinafter referred to as baffle plates. The baffles 50a, 50b are placed in the powder container 30, preferably on the container ceiling 32, for example by means of a respective fastening section 51a, 51b which runs essentially parallel to the container ceiling 32. The baffles 50a, 50b each extend essentially vertically downward from the container ceiling 32, i.e. H. in the direction of the container bottom 31. In the powder container 30 shown in Fig. 2, the baffles 50a, 50b are each provided at a distance from the Behäl terboden 31, d. H. they only extend over a portion of the height H, for example over 70% of the height H of the interior of the powder container 30. Alternatively, at least one of the baffles 50a, 50b can extend over the entire height H of the interior of the powder container 30, i.e. from the Be container ceiling 32 to the container bottom 31.
Die Schwallbleche 50a, 50b sind in der Bewegungsrichtung B voneinander beab- standet in dem Pulverbehälter 30 angeordnet. In Fig. 2 ist das rechte Schwallblech 50b das in der (aktuellen) Bewegungsrichtung B vorne liegende Schwallblech und das linke Schwallblech 50a das in der (aktuellen) Bewegungsrichtung B hinten liegende Schwallblech. Die Zufuhröffnung 33 des Pulverbehälters 30 ist in der Bewegungsrich tung B zwischen den Schwallblechen 50a, 50b vorgesehen. Die Schwallbleche 50a, 50b werden weitere unten in Bezug auf Fig. 4a und Fig. 4b näher beschrieben. The baffles 50a, 50b are arranged in the powder container 30 at a distance from one another in the direction of movement B. In FIG. 2, the right baffle plate 50b is the baffle plate located in front in the (current) direction of movement B and the left baffle plate 50a is the baffle plate located at the rear in the (current) direction of movement B Baffle plate. The feed opening 33 of the powder container 30 is provided in the direction of movement B between the baffles 50a, 50b. The baffles 50a, 50b are further described in more detail below with reference to FIGS. 4a and 4b.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Behälterboden 31 von oben. Wie aus Fig. 3 er sichtlich, erstrecken sich die Ausgabespalte 36a, 36b, die Austragsfluidisierungszonen 41 a, 41 b und die zentrale Fluidisierungszone 40 jeweils im Wesentlichen in eine Längsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung B, d. h. parallel zur Länge L des In nenraums des Pulverbehälters 30, und im Wesentlichen über die gesamte Länge L des Innenraums des Pulverbehälters 30, zumindest jedoch über 80% der Länge L. 3 shows a plan view of the container bottom 31 from above. As can be seen from FIG. 3, the discharge gaps 36a, 36b, the discharge fluidization zones 41a, 41b and the central fluidization zone 40 each extend essentially in a longitudinal direction perpendicular to the direction of movement B, i.e. H. parallel to the length L of the interior of the powder container 30, and essentially over the entire length L of the interior of the powder container 30, but at least over 80% of the length L.
In einer Projektion der Behälterdecke 32 auf den Behälterboden 31 ist die Zuführöff nung 33, in Fig. 3 durch den zwischen den gestrichelten Linien liegenden Bereich dar gestellt, innerhalb der zentralen Fluidisierungszone 40 vorgesehen. Die Schwallbleche 50a, 50b sind in einer Projektion auf den Behälterboden 31 , in Fig. 3 durch die strich punktierten Linien dargestellt, ebenfalls innerhalb der zentralen Fluidisierungszone 40 vorgesehen. In der Projektion kann zumindest eines der Schwallbleche 50a, 50b je doch auch außerhalb der zentralen Fluidisierungszone 40 vorgesehen sein und/oder an einem Rand der zentralen Fluidisierungszone 40. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, erstre cken sich die Zuführöffnung 33 und die Schwallbleche 50a, 50b ebenfalls jeweils im Wesentlichen in eine Längsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung B, d. h. parallel zur Länge L des Innenraums des Pulverbehälters 30, und im Wesentlichen über die gesamte Länge L des Innenraums des Pulverbehälters 30, zumindest jedoch über 80% der Länge L. In a projection of the container top 32 onto the container bottom 31, the Zuführöff opening 33 is provided within the central fluidization zone 40, in FIG. 3 by the area between the dashed lines. The baffles 50a, 50b are also provided within the central fluidization zone 40 in a projection onto the container bottom 31, shown in FIG. 3 by the dash-dotted lines. In the projection, at least one of the baffles 50a, 50b can, however, also be provided outside the central fluidization zone 40 and / or at an edge of the central fluidization zone 40. As can be seen from FIG. 3, the feed opening 33 and the baffle plates 50a, 50b likewise in each case essentially in a longitudinal direction perpendicular to the direction of movement B, i. H. parallel to the length L of the interior of the powder container 30, and essentially over the entire length L of the interior of the powder container 30, but at least over 80% of the length L.
Im Folgenden werden die Schwallbleche 50a, 50b mit Bezug auf Fig. 4a und Fig. 4b näher beschrieben. Wie am besten aus Fig. 4a ersichtlich, weist das vordere Schwall blech 50b eine Mehrzahl von das Schwallblech 50b durchdringenden Pulveröffnungen 52b auf und das hintere Schwallblech 50a weist eine Mehrzahl von das Schwallblech 50a durchdringenden Pulveröffnungen 52a auf (Fig. 4a zeigt optional das vordere Schwallblech 50b oder das hintere Schwallblech 50a). Die Pulveröffnungen 52a, 52b des jeweiligen Schwallblechs 50a, 50b sind dabei jeweils regelmäßig voneinander be- abstandet in dem Schwallblech 50a, 50b vorgesehen. In Fig. 4a, 4b sind die Pulveröff nungen 52a, 52b in zwei zueinander versetzten Reihen von je vier Pulveröffnungen angeordnet, es können jedoch auch mehr als zwei Reihen und/oder Reihen von mehr als vier Pulveröffnungen, beispielsweise von 15 Öffnungen, vorgesehen sein. Auch müssen die Reihen nicht zueinander versetzt sein oder die Pulveröffnungen können anders als in Reihen oder Spalten angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Pulveröff nungen 52a, 52b jeweils im Wesentlichen über die gesamte Erstreckung des Schwall blechs 50a, 50b in Richtung der Höhe H des Pulverbehälters 30 (s. Fig. 2) und im We sentlichen über die gesamte Erstreckung des Schwallblechs 50a, 50b in Richtung der Länge L des Pulverbehälters 30 (s. Fig. 2, 3) vorgesehen. The baffles 50a, 50b are described in more detail below with reference to FIGS. 4a and 4b. As can best be seen from FIG. 4a, the front baffle 50b has a plurality of powder openings 52b penetrating the baffle 50b and the rear baffle 50a has a plurality of powder openings 52a penetrating the baffle 50a (FIG. 4a optionally shows the front baffle 50b or the rear baffle plate 50a). The powder openings 52a, 52b of the respective baffle plate 50a, 50b are each regularly spaced from one another. provided at a distance in the baffle plate 50a, 50b. In Fig. 4a, 4b the powder openings 52a, 52b are arranged in two offset rows of four powder openings each, but more than two rows and / or rows of more than four powder openings, for example 15 openings, can be provided. The rows also do not have to be offset from one another, or the powder openings can be arranged differently than in rows or columns. Preferably, the powder openings 52a, 52b are each essentially over the entire extent of the surge plate 50a, 50b in the direction of the height H of the powder container 30 (see FIG. 2) and essentially over the entire extent of the surge plate 50a, 50b in Direction of the length L of the powder container 30 (see Fig. 2, 3) is provided.
Die Pulveröffnungen 52a, 52b sind so ausgebildet bzw. bemessen und in dem The powder openings 52a, 52b are designed or dimensioned and in the
Schwallblech 50a, 50b angeordnet, dass pulverförmiges Aufbaumaterial zumindest bei Stillstand der Beschichtungsvorrichtung 16 bzw. des Pulveraustragsmoduls 18 die Pulveröffnungen 52a, 52b passieren kann. Beispielsweise können die Pulveröffnun gen 52a, 52b einen Öffnungsdurchmesser oder eine maximale Erstreckung der Öff nung aufweisen, der bzw. die mindestens das Hundertfache eines den Pulverkörnern des Aufbaumaterials zugeordneten Korndurchmessers, beispielsweise eines maxima len Korndurchmessers oder eines Korndurchmessers eines definierten Kennwerts der Pulvergrößenverteilung, beträgt. Beispielsweise kann ein mittlerer Korndurchmesser des pulverförmigen Aufbaumaterials im Bereich von 50 pm liegen und der Öffnungs durchmesser bzw. die maximale Erstreckung der Pulveröffnungen im Bereich von 5 mm oder 10 mm. Die Querschnittsform der Pulveröffnungen kann beliebig ausgebildet sein, vorzugsweise weisen die Pulveröffnungen eine regelmäßige Querschnittsform, beispielsweise kreisförmig, wie in Fig. 4a und 4b gezeigt, oder viereckig, dreieckig o- der schlitzförmig, auf. Baffle plate 50a, 50b arranged so that powdery building material can pass the powder openings 52a, 52b at least when the coating device 16 or the powder discharge module 18 is at a standstill. For example, the powder openings 52a, 52b can have an opening diameter or a maximum extent of the opening which is at least one hundred times a grain diameter assigned to the powder grains of the build-up material, for example a maximum grain diameter or a grain diameter of a defined parameter of the powder size distribution. For example, an average grain diameter of the powdery building material can be in the range of 50 μm and the opening diameter or the maximum extension of the powder openings in the range of 5 mm or 10 mm. The cross-sectional shape of the powder openings can be designed as desired, preferably the powder openings have a regular cross-sectional shape, for example circular, as shown in FIGS. 4a and 4b, or square, triangular or slot-shaped.
Weiter sind die Schwallbleche 50a, 50b dazu ausgebildet, ein Schwappen des fluidi sierten Aufbaumaterials bei einer Bewegung der Beschichtungsvorrichtung 16 bzw. des Pulveraustragsmoduls 18 zumindest zu verringern oder zu vermeiden. Hierzu sind die geschlossenen Bereiche der Schwallbleche 50a, 50b zwischen den Pulveröffnun gen 52a, 52b ausreichend dimensioniert um eine Bremswirkung der durch die Be- schleunigung der Beschichtungsvorrichtung 16 bzw. des Pulveraustragsmoduls 18 be wegten fluidisierten Aufbaumaterials zu bewirken. Beispielsweise kann ein Verhältnis der Gesamtöffnungsfläche aller Pulveröffnungen 52a, 52b eines Schwallblechs 50a, 50b zur verbleibenden geschlossenen Fläche des Schwallblechs 50a, 50b zwischen 30% und 40% liegen, beispielsweise bei 36%. Furthermore, the baffles 50a, 50b are designed to at least reduce or avoid sloshing of the fluidized build-up material when the coating device 16 or the powder discharge module 18 is moved. For this purpose, the closed areas of the baffles 50a, 50b between the powder openings 52a, 52b are sufficiently dimensioned to have a braking effect due to the loading acceleration of the coating device 16 or the powder discharge module 18 be moving fluidized build-up material. For example, a ratio of the total opening area of all powder openings 52a, 52b of a baffle 50a, 50b to the remaining closed area of baffle 50a, 50b can be between 30% and 40%, for example 36%.
In der Bewegungsrichtung B (s. Fig. 2) weisen die Schwallbleche 50a, 50b eine Dicke auf, die um ein Mehrfaches kleiner ist als die Erstreckung der Schwallbleche in y-Rich- tung, d. h. der Längsrichtung, und der z-Richtung, d. h. entlang der Höhe. In the direction of movement B (see FIG. 2), the baffles 50a, 50b have a thickness which is several times smaller than the extent of the baffles in the y-direction, ie. H. the longitudinal direction, and the z-direction, d. H. along the height.
Wie am besten aus Fig. 2, 3 und 4b ersichtlich, sind die Schwallbleche 50a, 50b im Wesentlichen parallel zueinander in dem Pulverbehälter 30 angeordnet. Des Weiteren sind die Schwallbelche 50a, 50b so ausgebildet und in dem Pulverbehälter 30 ange ordnet, dass sie ihre Pulveröffnungen 52a bzw. 52b in einer Projektion aufeinander o- der auf eine gemeinsame Ebene zumindest abschnittsweise zueinander versetzt sind. In Fig. 4b ist eine Ansicht des in der Bewegungsrichtung hinten liegenden Schwall blechs 50a gezeigt, wobei durch jede der Pulveröffnungen 52a ein Abschnitt einer Pul veröffnung 52b des in der Ansicht der Fig. 4b dahinter liegenden (bzw. in der Bewe gungsrichtung davor liegenden) vorderen Schwallblechs 50b sichtbar ist. As can best be seen from FIGS. 2, 3 and 4b, the baffles 50a, 50b are arranged essentially parallel to one another in the powder container 30. Furthermore, the baffles 50a, 50b are designed and arranged in the powder container 30 in such a way that their powder openings 52a and 52b are offset from one another in a projection on one another or on a common plane, at least in sections. In Fig. 4b a view of the surge plate 50a located at the rear in the direction of movement is shown, wherein through each of the powder openings 52a a portion of a powder opening 52b of the one behind it in the view of FIG. 4b (or in front of it in the direction of movement) front baffle 50b is visible.
In den Figuren sind Schwallbleche 50a, 50b mit einer Mehrzahl von Pulveröffnungen 52a, 52b gezeigt. Alternativ kann zumindest eines der Schwallbleche 50a, 50b auch nur eine einzige Pulveröffnung aufweisen (in den Figuren nicht gezeigt). Beispiels weise kann die eine Pulveröffnung als schlangenlinienförmiger Schlitz ausgebildet sein, der sich z.B. in die Längsrichtung erstreckt. In the figures, baffles 50a, 50b are shown with a plurality of powder openings 52a, 52b. Alternatively, at least one of the baffles 50a, 50b can also have only a single powder opening (not shown in the figures). For example, the one powder opening can be designed as a serpentine slot which extends, for example, in the longitudinal direction.
Optional sind die Pulveröffnungen bzw. die zumindest eine Pulveröffnung zumindest eines Schwallblechs 50a, 50b als einstellbare und/oder veränderbare Pulveröff- nung(en) ausgebildet, d. h. die geometrische Form und/oder die Öffnungsfläche der Pulveröffnung(en) ist einstellbar bzw. veränderbar. Das Aufbringen einer Schicht des pulverförmigen Aufbaumaterials wird im Folgenden anhand von Fig. 5 beschrieben, wobei Bezug auf die vorherigen Figuren 1 bis 4b ge nommen wird. Wie bereits oben in Bezug auf Fig. 1 erwähnt, nimmt die Beschich tungsvorrichtung 16 zunächst in einem ersten Schritt S1 , welcher auch als Befüllschritt bezeichnet wird, aus dem Vorratsbehälter 14 eine zum Aufbringen zumindest einer Schicht ausreichende Menge des Aufbaumaterials 15 in das Pulveraustragsmodul 18 auf. Flierzu wird der Deckel der Zufuhröffnung 33 (in den Figuren nicht gezeigt) geöff net und das pulverförmige Material 15 aus dem Vorratsbehälter 14 durch die Zufuhr öffnung 33 zu dem Pulverbehälter 30 zugeführt. Der Pulverbehälter 30 befindet sich während des Zuführens des pulverförmigen Aufbaumaterials im Wesentlichen in der selben Position unterhalb des Vorratsbehälters 14, welche auch als Befüllposition der Beschichtungsvorrichtung 16 bezeichnet wird, d. h. er bzw. die Beschichtungsvorrich tung 16 bewegt sich nicht. Die Pulveröffnungen 52a, 52b der Schwallbleche 50a, 50b sind für das pulverförmige Aufbaumaterial durchlässig, sodass sich das pulverförmige Aufbaumaterial ausgehend von dem Bereich der Zufuhröffnung 33 in dem Pulverbe hälter 30 verteilt. Während des Zuführens des pulverförmigen Aufbaumaterials wird zumindest durch die zentrale Fluidisierungszone 40, vorzugsweise zumindest durch die zentrale Fluidisierungszone 40 und die Austragsfluidisierungszonen 41 a, 41 b, wei ter bevorzugt auch durch die Ausgabeöffnungsfluidisierungszonen, ein Gas in den Pulverbehälter 30 eingeleitet und das pulverförmige Aufbaumaterial in dem Pulverbe hälter 30 somit fluidisiert, wodurch die Ausbildung eines Schüttkegels zumindest ver mindert wird und eine Verteilung des pulverförmigen Aufbaumaterials über im Wesent lichen die gesamte Breite A des Pulverbehälters 30 begünstigt wird. Optionally, the powder openings or the at least one powder opening of at least one baffle plate 50a, 50b are designed as adjustable and / or changeable powder opening (s), ie the geometric shape and / or the opening area of the powder opening (s) can be set or changed. The application of a layer of the powder-form building material is described below with reference to FIG. 5, reference being made to the previous FIGS. 1 to 4b. As already mentioned above with reference to FIG. 1, in a first step S1, which is also referred to as the filling step, the coating device 16 initially takes from the storage container 14 an amount of the build-up material 15 sufficient to apply at least one layer into the powder discharge module 18 . For this purpose, the cover of the supply opening 33 (not shown in the figures) is geöff net and the powdery material 15 is supplied from the storage container 14 through the supply opening 33 to the powder container 30. During the supply of the powdery build-up material, the powder container 30 is essentially in the same position below the storage container 14, which is also referred to as the filling position of the coating device 16, ie it or the coating device 16 does not move. The powder openings 52a, 52b of the baffles 50a, 50b are permeable to the powdery building material, so that the powdery building material is distributed in the powder container 30 starting from the area of the supply opening 33. While the powdery build-up material is being fed in, a gas is introduced into the powder container 30 at least through the central fluidization zone 40, preferably at least through the central fluidization zone 40 and the discharge fluidization zones 41 a, 41 b, further preferably also through the discharge opening fluidization zones, and the powdery build-up material in the powder container 30 thus fluidized, whereby the formation of a pouring cone is at least reduced ver and a distribution of the powdery building material over substantially union over the entire width A of the powder container 30 is favored.
Vorzugsweise wird dem Pulverbehälter 30 pulverförmiges Aufbaumaterial zugeführt, bis eine vorab festgelegte Füllstandshöhe des Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter 30 erreicht ist. Die Füllstandshöhe kann beispielsweise mittels einer in dem Pulverbe hälter angeordneten Lichtschranke (in den Figuren nicht gezeigt) erfasst werden. Powdery building material is preferably fed to the powder container 30 until a previously determined fill level of the building material in the powder container 30 is reached. The fill level can be detected, for example, by means of a light barrier (not shown in the figures) arranged in the powder container.
Nach diesem Befüllschritt bringt die Beschichtungsvorrichtung 16 eine Pulverschicht auf. Hierzu wird die Beschichtungsvorrichtung 16 in einem zweiten Schritt S2 aus der Befüllposition heraus in der Bewegungsrichtung B auf eine, vorzugsweise vorab fest- gelegte, Verfahrgeschwindigkeit beschleunigt. In einem dritten Schritt S3 fährt die Be schichtungsvorrichtung 16 mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit, nämlich der am Ende des zweiten Schrittes S2 erreichten, vorzugsweise vorab festgelegten, Verfahrgeschwindigkeit, über das Baufeld 8, bringt dort pulverförmiges Aufbaumaterial 15 auf die Bauunterlage oder eine bereits vorher vorhandene Pulverschicht auf und zieht es zu einer Pulverschicht aus. Das Aufbringen des pulverförmigen Aufbaumateri als erfolgt durch Austragen des Aufbaumaterials aus dem Pulverbehälter 30 des Pul- veraustragsmoduls 18 durch zumindest einen der Ausgabespalte 36a, 36b. Anschlie ßend wird die Beschichtungsvorrichtung 16 in einem vierten Schritt S4 abgebremst, d. h. beschleunigt (negative Beschleunigung). After this filling step, the coating device 16 applies a layer of powder. For this purpose, in a second step S2, the coating device 16 is moved out of the filling position in the direction of movement B onto a, preferably previously fixed applied, accelerated travel speed. In a third step S3, the coating device 16 travels at a substantially constant speed, namely the preferably previously determined travel speed reached at the end of the second step S2, over the construction field 8, where powdery construction material 15 is applied to the construction substrate or an already existing one Powder layer and pulls it out into a powder layer. The application of the construction material in powder form takes place by discharging the construction material from the powder container 30 of the powder discharge module 18 through at least one of the output gaps 36a, 36b. The coating device 16 is then braked, ie accelerated (negative acceleration), in a fourth step S4.
Während des Bewegens der Beschichtungsvorrichtung über das Baufeld im dritten Schritt S3 wird Gas durch zumindest eine der Austragsfluidisierungszonen 41 a, 41 b in den Pulverbehälter 30 eingeleitet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um diejenige Austragsfluidisierungszone 41 a, 41 b, die dem Ausgabespalt 36a, 36b, durch den im dritten Schritt Aufbaumaterial ausgetragen wird, näher liegt. Vorzugsweise wird Gas auch durch die Ausgabeöffnungsfluidisierungszonen, welche an dem schrägen Ab schnitt 35a, 35b der Seitenwand 34a, 34b und an dem im Wesentlichen senkrechten Wandabschnitte 37a, 37b des Behälterbodens 31 vorgesehen sind, des Ausgabespal tes 36a, 36b eingeleitet, durch den Aufbaumaterial ausgetragen wird. Das durch die Austragsfluidisierungszone und optional durch die Ausgabeöffnungsfluidisierungszo nen eingeleitete Gas kann beispielsweise einen im Wesentlichen gleich großen Volu menstrom aufweisen wie in dem Befüllschritt S1 . Durch die zentrale Fluidisierungs zone 40 wird in dem Schritt S3 vorzugsweise Gas mit einem geringeren Volumen strom eingeleitet als durch die Austragsfluidisierungszone 41 a, 41 b und/oder als in dem Befüllschritt S1 oder es wird im Wesentlichen kein Gas durch die zentrale Fluidi sierungszone 40 in den Pulverbehälter 30 eingeleitet. Dadurch wird das in dem Pul verbehälter 30 vorgesehene pulverförmige Aufbaumaterial im Wesentlichen nur in dem Bereich des zum Austragen des Aufbaumaterials verwendeten Ausgabespaltes 36a, 36b fluidisiert oder in diesem Bereich zumindest stärker fluidisiert. Somit wird we niger Aufbaumaterial fluidisiert, was den Feinstanteilaustrag aus dem pulverförmigen Aufbaumaterial in dem Pulverbehälter 30 verringert. Zu Beginn des Pulveraustrags durch den zumindest einen Austragsspalt 36a, 36b in dem dritten Schritt S3 wird vorzugsweise der Volumenstrom des durch die Austrags fluidisierungszone 41 a, 41 b und die Ausgabeöffnungsfluidisierungszonen, vorzugs weise auch des durch die zentrale Fluidisierungszone 40, in den Pulverbehälter einge leiteten Gases erhöht, um einen verbesserten Austrag des pulverförmigen Aufbauma terials zu erzielen. During the movement of the coating device over the construction field in the third step S3, gas is introduced into the powder container 30 through at least one of the discharge fluidization zones 41 a, 41 b. This is preferably that discharge fluidization zone 41a, 41b which is closer to the discharge gap 36a, 36b through which build-up material is discharged in the third step. Preferably, gas is also discharged through the dispensing opening fluidization zones, which are provided on the inclined section 35a, 35b of the side wall 34a, 34b and on the essentially vertical wall sections 37a, 37b of the container bottom 31, of the dispensing space 36a, 36b, through the construction material becomes. The gas introduced through the discharge fluidization zone and optionally through the discharge opening fluidization zone can, for example, have a volume flow that is essentially the same as in the filling step S1. In step S3, gas with a lower volume flow is preferably introduced through the central fluidization zone 40 than through the discharge fluidization zone 41a, 41b and / or than in the filling step S1, or there is essentially no gas through the central fluidization zone 40 in the powder container 30 initiated. As a result, the powdery build-up material provided in the powder container 30 is essentially only fluidized in the area of the discharge gap 36a, 36b used for discharging the build-up material, or at least more fluidized in this area. Thus, less building material is fluidized, which reduces the amount of fine particles discharged from the powdery building material in the powder container 30. At the beginning of the powder discharge through the at least one discharge gap 36a, 36b in the third step S3, the volume flow of the fluidization zone 41a, 41b through the discharge and the discharge opening fluidization zones, preferably also that through the central fluidization zone 40, is preferably introduced into the powder container Increased gas in order to achieve an improved discharge of the powdery Aufbauma terials.
In dem zweiten Schritt S2, in dem die Geschwindigkeit der Beschichtungsvorrichtung 16 erhöht wird, und/oder in dem vierten Schritt S4, in dem die Geschwindigkeit der Beschichtungsvorrichtung 16 verringert wird, wird der Volumenstrom des durch die zu mindest eine Austragsfluidisierungszone 41 a, 41 b und optional durch die Ausgabeöff nungsfluidisierungszonen, gegebenenfalls auch durch die zentrale Fluidisierungszone 40, in den Pulverbehälter 30 eingeleiteten Gases verringert, um ein Schwappen des pulverförmigen Aufbaumaterials in dem Pulverbehälter 30 während des Beschleuni gungsvorganges zu verhindern oder zumindest zu verringern. In the second step S2, in which the speed of the coating device 16 is increased, and / or in the fourth step S4, in which the speed of the coating device 16 is reduced, the volume flow of the through the at least one discharge fluidization zone 41a, 41b and optionally through the output opening fluidization zones, possibly also through the central fluidization zone 40, gas introduced into the powder container 30 is reduced in order to prevent or at least reduce sloshing of the powdery build-up material in the powder container 30 during the acceleration process.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Pulveraustragsmodul 18 ist die erste Austragsfluidisie rungszone 41 b in Bewegungsrichtung B hinter dem in der Bewegungsrichtung vorde ren Ausgabespalt 36b vorgesehen und die zweite Austragsfluidisierungszone 41 a ist in Bewegungsrichtung B vor dem in der Bewegungsrichtung hinteren Ausgabespalt 36b vorgesehen, sodass die Austragsfluidisierungszonen 41 a, 41 b sowie die zentrale Fluidisierungszone 40 in der Bewegungsrichtung B zwischen den Ausgabespalten 36a, 36b vorgesehen sind. Die optionale(n) Ausgabeöffnungsfluidisierungszone(n), welche an zumindest einem schrägen Abschnitt 35a, 35b einer Seitenwand 34a, 34b und/oder an zumindest einem der im Wesentlichen senkrechten Wandabschnitte 37a bzw. 37b des Behälterbodens 31 vorgesehen ist bzw. sind, sind in Bewegungsrich tung B jeweils vor dem vorderen Ausgabespalt 36b bzw. hinter dem hinteren Ausga bespalt 36a vorgesehen, also auf der der jeweiligen Austragsfluidisierungszone 41 a, 41 b gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Ausgabespaltes 36a, 36b. In the powder discharge module 18 shown in Fig. 2, the first discharge fluidization zone 41b is provided in the direction of movement B behind the output gap 36b in the direction of movement and the second discharge fluidization zone 41a is provided in the direction of movement B in front of the output gap 36b that is rear in the direction of movement, so that the discharge fluidization zones 41a, 41b and the central fluidization zone 40 are provided in the direction of movement B between the discharge gaps 36a, 36b. The optional dispensing opening fluidization zone (s), which is or are provided on at least one inclined section 35a, 35b of a side wall 34a, 34b and / or on at least one of the essentially vertical wall sections 37a or 37b of the container bottom 31, are shown in FIG Direction of movement B is provided in front of the front output gap 36b or behind the rear output gap 36a, ie on the side of the respective output gap 36a, 36b opposite the respective discharge fluidization zone 41a, 41b.
Alternativ dazu kann zumindest eine der Austragsfluidisierungszonen 41 a, 41 b auch in der Bewegungsrichtung B vor dem vorderen Ausgabespalt 36b bzw. hinter dem hinte ren Ausgabespalt 36a vorgesehen sein, insbesondere, wenn an dem Ausgabespalt 36a, 36b keine Ausgabeöffnungsfluidisierungszone(n) vorgesehen ist bzw. sind. Auch können weitere Fluidisierungszonen im Bereich des Behälterbodens 31 vorgesehen sein, beispielsweise kann zumindest eine der Fluidisierungszonen durch mehrere se parat voneinander ausgebildete Fluidisierungszonen ausgebildet sein. Alternatively, at least one of the discharge fluidization zones 41 a, 41 b can also be provided in the direction of movement B in front of the front discharge gap 36b or behind the rear discharge gap 36a, in particular if at the discharge gap 36a, 36b no dispensing opening fluidization zone (s) is or are provided. Further fluidization zones can also be provided in the area of the container bottom 31, for example at least one of the fluidization zones can be formed by several fluidization zones formed separately from one another.
Allgemein kann die Anzahl der Fluidisierungszonen, Ausgabespalte, Schwallbleche und/oder der Zufuhröffnung von der jeweils hier beschriebenen Anzahl abweichen. Beispielsweise kann der Pulverbehälter nur mit der zentralen Fluidisierungszone 40 und den Austragsfluidisierungszonen 41 a, 41 b bereitgestellt sein. Alternativ oder zu sätzlich kann der Pulverbehälter nur eine Austragsöffnung umfassen und/oder nur ein Schwallblech oder mehr als zwei Schwallbleche und/oder mehr als eine, beispiels weise zwei, Zufuhröffnungen aufweisen. Der Pulverbehälter kann auch ohne Schwall bleche bereitgestellt sein. In general, the number of fluidization zones, discharge gaps, baffles and / or the feed opening can differ from the number described here. For example, the powder container can only be provided with the central fluidization zone 40 and the discharge fluidization zones 41a, 41b. As an alternative or in addition, the powder container can have only one discharge opening and / or only one baffle plate or more than two baffle plates and / or more than one, for example two, supply openings. The powder container can also be provided without surge plates.
Die oben in Bezug auf Fig. 2 beschriebenen schrägen Abschnitt 35a bzw. 35b der Sei tenwände 34a und 34b, welche jeweils eine Ausgabeöffnungsfluidisierungszone um fassen können, können alternativ oder zusätzlich als schräge Abschnitte des jeweili gen Ausgabespaltes 36a, 36b selbst ausgebildet sein. Auch können weitere schräge bzw. zumindest abschnittsweise trichterförmig ausgebildete Bereiche vorgesehen sein. Der Behälterboden 31 , welcher in Fig. 1 eine dem Innenraum des Pulverbehälter 31 zugewandte im Wesentlichen ebene Fläche aufweist, kann beispielsweise auch zu den Ausgabespalten 36a, 36b abfallend, d. h. als schräger Abschnitt, ausgebildet sein. Entsprechend können die porösen Platten und/oder Lochplatten 45a, 45b in Fig.The inclined section 35a and 35b of the side walls 34a and 34b described above with reference to FIG. 2, which can each comprise an output opening fluidization zone, can alternatively or additionally be designed as inclined sections of the respective output gap 36a, 36b itself. Further inclined or at least partially funnel-shaped areas can also be provided. The container bottom 31, which in FIG. 1 has an essentially flat surface facing the interior of the powder container 31, can, for example, also slope down towards the dispensing gaps 36a, 36b, i. H. be designed as an inclined section. Correspondingly, the porous plates and / or perforated plates 45a, 45b in FIG.
2 beispielsweise einen zudem jeweiligen Ausgabespalt 36a, 36b schräg abfallenden Abschnitt aufweisen. Allgemein sind derartige schräge Abschnitte vorzugsweise ohne Kanten zu etwaigen nicht schrägen bzw. ebenen Abschnitten ausgebildet, z. B. mittels einer geeigneten Abrundung. 2, for example, also have a respective output gap 36a, 36b sloping down section. In general, such inclined sections are preferably formed without edges to any non-inclined or flat sections, for. B. by means of a suitable rounding.
Das bzw. die Strömungsverminderungselement(e) sind in der oben beschriebenen Ausführungsform als Schwallbleche bzw. Schwallplatten ausgebildet, d. h. als flächi ges, von zumindest einer Pulveröffnung durchdrungene Elemente. Alternativ oder zu- sätzlich können auch andere strömungsvermindernde Strukturen als die oben be schriebenen Pulveröffnungen an dem bzw. den Strömungsverminderungselement(en) vorgesehen sein, z. B. eine oder mehrere Rippen und/oder Lamellen. In the embodiment described above, the flow-reducing element (s) are designed as baffles or baffles, ie as flat elements penetrated by at least one powder opening. Alternatively or additionally In addition, other flow-reducing structures than the powder openings described above can be provided on the flow-reducing element (s), e.g. B. one or more ribs and / or slats.
Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand einer Lasersinter- bzw. Laserschmelz vorrichtung beschrieben wurde, ist sie nicht auf das Lasersintern oder Laserschmel zen eingeschränkt. Sie kann auf beliebige Verfahren zum generativen Herstellen ei nes dreidimensionalen Objektes durch schichtweises Aufbringen und selektives Ver festigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials angewendet werden. Even if the present invention has been described using a laser sintering or laser melting device, it is not limited to laser sintering or laser melting. It can be applied to any method for the generative production of a three-dimensional object by applying layers and selectively consolidating a powdery building material.
Der Belichter kann beispielsweise einen oder mehrere Gas- oder Festkörperlaser oder jede andere Art von Laser wie z.B. Laserdioden, insbesondere VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) oder VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting La ser), oder eine Zeile dieser Laser umfassen. Allgemein kann als Belichter jede Einrich tung verwendet werden, mit der Energie als Wellen- oder Teilchenstrahlung selektiv auf eine Schicht des Aufbaumaterials aufgebracht werden kann. Anstelle eines Lasers können beispielsweise eine andere Lichtquelle, ein Elektronenstrahl oder jede andere Energie- bzw. Strahlenquelle verwendet werden, die geeignet ist, das Aufbaumaterial zu verfestigen. Statt des Ablenkens eines Strahls kann auch das Belichten mit einem verfahrbaren Zeilenbelichter angewendet werden. Auch auf das selektive Maskensin tern, bei dem eine ausgedehnte Lichtquelle und eine Maske verwendet werden, oder auf das High-Speed-Sintern (HSS), bei dem auf dem Aufbaumaterial selektiv ein Ma terial aufgebracht wird, das die Strahlungsabsorption an den entsprechenden Stellen erhöht (Absorptionssintern) oder verringert (Inhibitionssintern), und dann unselektiv großflächig oder mit einem verfahrbaren Zeilenbelichter belichtet wird, kann die Erfin dung angewendet werden. The imagesetter can, for example, comprise one or more gas or solid-state lasers or any other type of laser such as laser diodes, in particular VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) or VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), or a line of these lasers. In general, any device can be used as an exposure device with which energy can be applied selectively as wave or particle radiation to a layer of the building material. Instead of a laser, it is possible, for example, to use another light source, an electron beam or any other energy or radiation source that is suitable for solidifying the building material. Instead of deflecting a beam, exposure with a movable line exposure unit can also be used. Also on selective mask sintering, in which an extended light source and a mask are used, or on high-speed sintering (HSS), in which a material is selectively applied to the building material that increases the absorption of radiation at the corresponding points (Absorption sintering) or reduced (inhibition sintering), and then unselectively exposed over a large area or with a movable line exposure unit, the invention can be used.
Anstelle des Einbringens von Energie kann das selektive Verfestigen des aufgetrage nen Aufbaumaterials auch durch 3D-Drucken erfolgen, beispielsweise durch Aufbrin gen eines Klebers. Allgemein bezieht sich die Erfindung auf das additive Herstellen ei nes Objekts mittels schichtweisen Auftragens und selektiven Verfestigens eines pul verförmigen Aufbaumaterials unabhängig von der Art und Weise, in der das Aufbau material verfestigt wird. Instead of introducing energy, the selective solidification of the applied building material can also take place by means of 3D printing, for example by applying an adhesive. In general, the invention relates to the additive manufacturing of an object by means of layer-by-layer application and selective solidification of a powder-form building material, regardless of the manner in which the building material is solidified.

Claims

Patentansprüche Claims
1 . Pulveraustragsmodul für eine Beschichtungsvorrichtung (16) einer Vorrichtung (1 ) zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufge brachten Schichten an Stellen, entsprechend dem jeweiligen Querschnitt des dreidi mensionalen Objekts (2) in der jeweiligen Schicht, wobei die Beschichtungsvorrich tung (16) zum schichtweisen Aufbringen des Aufbaumaterials in zumindest einer Be wegungsrichtung (B) über eine Arbeitsebene (7) der Vorrichtung (1 ) bewegbar in der Vorrichtung vorgesehen ist und 1 . Powder discharge module for a coating device (16) of a device (1) for the additive manufacture of a three-dimensional object (2) by applying powdery build-up material in layers and selectively solidifying the applied layers in places corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional object (2) in the respective layer, the coating device (16) being provided in the device to be movable in at least one direction of movement (B) over a working plane (7) of the device (1) for applying the building material layer by layer, and
wobei das Pulveraustragsmodul (18) einen Pulverbehälter (30) zur Aufnahme des pulverförmigen Aufbaumaterials aufweist und der Pulverbehälter (30) umfasst: eine Zufuhröffnung (33) zum Zuführen des pulverförmigen Aufbaumaterials zu dem Pulverbehälter (30), wherein the powder discharge module (18) has a powder container (30) for receiving the powdery building material and the powder container (30) comprises: a feed opening (33) for feeding the powdery building material to the powder container (30),
einen im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung (16) der Arbeitsebene (7) zugewandten Ausgabebereich (31 ), wobei der Ausgabebereich (31 ) zumindest eine erste Austragseinrichtung (36a, 36b) zum Austragen von pulverförmi gem Aufbaumaterial und zumindest eine Fluidisierungszone (40, 41 a, 41 b) zum Fluidi sieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter (30) aufweist, und an output area (31) facing the working plane (7) when the coating device (16) is in normal operation, the output area (31) at least one first discharge device (36a, 36b) for discharging powdery build-up material and at least one fluidization zone (40, 41a) , 41 b) for fluidizing the powdery building material using a gas in the powder container (30), and
zumindest ein erstes in dem Pulverbehälter (30) vorgesehenes Strömungsver minderungselement (50a, 50b). at least one first flow-reducing element (50a, 50b) provided in the powder container (30).
2. Pulveraustragsmodul nach Anspruch 1 , wobei der Pulverbehälter (30) das erste Strömungsverminderungselement (50a, 50b) an zumindest einem oberen Behälterbe reich (32) aufweist, wobei es sich im Wesentlichen von dem zumindest einen oberen Behälterbereich (32) in Richtung des Ausgabebereichs (31 ) erstreckt und/oder 2. Powder discharge module according to claim 1, wherein the powder container (30) has the first flow reducing element (50a, 50b) on at least one upper container area (32), wherein it extends substantially from the at least one upper container area (32) in the direction of the output area (31) extends and / or
wobei sich das erste Strömungsverminderungselement zumindest über 50%, vorzugsweise über zumindest 70%, weiter bevorzugt über mindestens 90% eines Ab stands (H) eines oberen Behälterbereichs (32) von dem Ausgabebereich (31 ) er streckt und/oder wherein the first flow reducing element extends at least over 50%, preferably over at least 70%, more preferably over at least 90% of a distance (H) of an upper container region (32) from the output region (31) and / or
wobei das erste Strömungsverminderungselement (50a, 50b) von dem Ausgab ebereich (31 ) beabstandet in dem Pulverbehälter (30) vorgesehen ist. wherein the first flow reducing element (50a, 50b) is provided in the powder container (30) at a distance from the discharge region (31).
3. Pulveraustragsmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich das erste Strö mungsverminderungselement (50a, 50b) im Wesentlichen in eine Längsrichtung quer, vorzugsweise senkrecht, zur bestimmungsgemäßen Bewegungsrichtung (B) der Be schichtungsvorrichtung (16) erstreckt und sich vorzugsweise in der Längsrichtung im Wesentlichen über eine gesamte Abmessung (L) eines Innenraums des Pulverbehäl ters (30) erstreckt. 3. Powder discharge module according to claim 1 or 2, wherein the first flow reducing element (50a, 50b) extends essentially in a longitudinal direction transversely, preferably perpendicularly, to the intended direction of movement (B) of the coating device (16) and preferably in the longitudinal direction Extends substantially over an entire dimension (L) of an interior of the Pulverbehäl age (30).
4. Pulveraustragsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Strö mungsverminderungselement (50a, 50b) zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Strukturen aufweist, wobei die Struktur(en) vorzugsweise eine bzw. eine Mehrzahl von das Strömungsverminderungselement (50a, 50b) durchdringende Pulveröff- nung(en) (52a, 52b) aufweist. 4. Powder discharge module according to one of claims 1 to 3, wherein the first flow reducing element (50a, 50b) has at least one, preferably a plurality of structures, the structure (s) preferably one or a plurality of the flow reducing element (50a, 50b) ) has penetrating powder opening (s) (52a, 52b).
5. Pulveraustragsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Pulver behälter (30) zumindest ein zweites Strömungsverminderungselement (50a, 50b) vor gesehen ist, das vorzugsweise eine Ausrichtung entsprechend des ersten Strömungs verminderungselements (50a, 50b) im Pulverbehälter (30) aufweist, weiter bevorzugt parallel zu diesem ersten Strömungsverminderungselement (50a, 50b) angeordnet ist. 5. Powder discharge module according to one of claims 1 to 4, wherein in the powder container (30) at least one second flow reducing element (50a, 50b) is seen, which is preferably an alignment corresponding to the first flow reducing element (50a, 50b) in the powder container (30 ), is further preferably arranged parallel to this first flow reducing element (50a, 50b).
6. Pulveraustragsmodul nach Anspruch 5, wobei das erste und das zweite Strö mungsverminderungselement (50a, 50b) so ausgebildet und/oder in dem Pulverbehäl ter (30) angeordnet sind, dass in einer Projektion des ersten Strömungsverminde rungselements (50a, 50b) auf das zweite Strömungsverminderungselement (50a, 50b) die Pulveröffnungen (52a, 52b) des ersten und des zweiten Strömungsverminderungs elements (50a, 50b) zumindest abschnittsweise zueinander versetzt sind. 6. Powder discharge module according to claim 5, wherein the first and the second flow reducing element (50a, 50b) designed and / or in the powder container (30) are arranged that in a projection of the first flow reducing element (50a, 50b) on the second flow reduction element (50a, 50b) the powder openings (52a, 52b) of the first and second flow reduction elements (50a, 50b) are at least partially offset from one another.
7. Pulveraustragsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einem ersten Bereich des Ausgabebereichs (31 ), welcher ein an die erste Austragseinrichtung (36a, 36b) angrenzender Bereich des Ausgabebereichs (31 ) ist, eine erste Austragsfluidisie rungszone (41 a, 41 b) zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Ver wendung eines Gases in dem Pulverbehälter (30) vorgesehen ist und/oder in einem zweiten Bereich des Ausgabebereichs (31 ), welcher ein von der ersten Austragsein richtung (36a, 36b) beabstandeter Bereich des Ausgabebereichs (31 ) ist, eine zentrale Fluidisierungszone (40) zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter (30) vorgesehen ist. 7. Powder discharge module according to one of claims 1 to 6, wherein in a first area of the output area (31), which is an area of the output area (31) adjoining the first discharge device (36a, 36b), a first discharge fluidization zone (41a, 41 b) is provided for fluidizing the powdery building material using a gas in the powder container (30) and / or in a second area of the dispensing area (31), which is an area of the dispensing area (31) spaced apart from the first dispensing device (36a, 36b), a central fluidization zone (40) for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container (30) is provided.
8. Pulveraustragsmodul nach Anspruch 7, wobei der Pulverbehälter (30) zumin dest einen oberen Behälterbereich (32) aufweist, an dem die Zufuhröffnung (33) vor gesehen ist, und wobei die Zufuhröffnung (33) in einer Projektion des zumindest einen oberen Behälterbereichs (32) auf den Ausgabebereich (31 ) vorzugsweise im Wesentli chen in einem Bereich der zentralen Fluidisierungszone (40) vorgesehen ist. 8. Powder discharge module according to claim 7, wherein the powder container (30) has at least one upper container area (32) on which the feed opening (33) is seen, and wherein the feed opening (33) in a projection of the at least one upper container area ( 32) is provided on the output area (31) preferably essentially in an area of the central fluidization zone (40).
9. Pulveraustragsmodul nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Ausgabebereich (31 ) weiter eine zweite Austragseinrichtung (36a, 36b) aufweist und wobei in einem dritten Bereich des Ausgabebereichs (31 ), welcher ein an die zweite Austragseinrichtung (36a, 36b) angrenzender Bereich des Ausgabebereichs (31 ) ist, eine zweite Austrags fluidisierungszone (41 a, 41 b) zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter (30) vorgesehen ist. 9. Powder discharge module according to claim 7 or 8, wherein the output area (31) further has a second discharge device (36a, 36b) and wherein in a third area of the output area (31) which is an area adjacent to the second discharge device (36a, 36b) of the output area (31), a second discharge fluidization zone (41 a, 41 b) is provided for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container (30).
10. Pulveraustragsmodul nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zumindest eine der Fluidisierungszonen (40, 41 a, 41 b) eine Regeleinrichtung umfasst zum Einstellen eines Volumenstroms durch die zumindest eine Fluidisierungszone. 10. Powder discharge module according to one of claims 7 to 9, wherein at least one of the fluidization zones (40, 41 a, 41 b) comprises a control device for setting a volume flow through the at least one fluidization zone.
1 1 . Vorrichtung zum additiven Fierstellen eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht an Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts (2) in der jeweiligen Schicht entsprechen, umfassend eine Beschichtungsvorrichtung (16), die zum schichtweisen Aufbringen des Aufbaumateri als in zumindest einer Bewegungsrichtung (8) über eine Arbeitsebene (7) der Vorrich tung (1 ) bewegbar in der Vorrichtung (1 ) vorgesehen ist, wobei die Beschichtungsvor richtung (16) ein Pulveraustragsmodul (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 um fasst. 1 1. Device for the additive Fierstellen a three-dimensional object (2) by applying powdery building material layer by layer and selective solidification of the applied layer at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object (2) in the respective layer, comprising a coating device (16), which is used for Layer-by-layer application of the build-up material is provided as movable in the device (1) in at least one direction of movement (8) over a working plane (7) of the device (1), the coating device (16) having a powder discharge module (18) according to one of the claims 1 to 10 includes.
12. Verfahren zum Aufbringen zumindest einer Schicht eines pulverförmigen Auf baumaterials, durchführbar in einer Vorrichtung (1 ) zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts (2) durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufgebrachten Schichten an Stellen, entsprechend dem jeweiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts (2) in der je weiligen Schicht, wobei 12. A method for applying at least one layer of a powdery building material, feasible in a device (1) for the additive production of a three-dimensional object (2) by applying powdery building material layer by layer and selectively solidifying the applied layers at points corresponding to the respective cross-section of the three-dimensional Object (2) in the respective layer, where
eine Beschichtungsvorrichtung (16) zum Aufbringen einer Schicht des pulver förmigen Aufbaumaterials in zumindest einer Bewegungsrichtung (B) über eine Ar beitsebene (7) der Vorrichtung (1 ) bewegt wird, wobei die Beschichtungsvorrichtung (16) ein Pulveraustragsmodul (18) umfasst und a coating device (16) for applying a layer of the powdery building material is moved in at least one direction of movement (B) over a working plane (7) of the device (1), the coating device (16) comprising a powder discharge module (18) and
wobei das Pulveraustragsmodul (18) einen Pulverbehälter (30) aufweist, der pulverförmiges Aufbaumaterials aufnimmt, wobei der Pulverbehälter (30) umfasst: eine Zufuhröffnung (33) zum Zuführen des pulverförmigen Aufbaumaterials zu dem Pulverbehälter (30), wherein the powder discharge module (18) has a powder container (30) which receives powdery building material, wherein the powder container (30) comprises: a supply opening (33) for supplying the powdery building material to the powder container (30),
einen im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung (16) der Arbeitsebene (7) zugewandten Ausgabebereich (31 ), wobei der Ausgabebereich (31 ) zumindest eine erste Austragseinrichtung (36a, 36b) zum Austragen von pulverförmi gem Aufbaumaterial und zumindest eine Fluidisierungszone (40, 41 a, 41 b) zum Fluidi sieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter (30) aufweist, und an output area (31) facing the working plane (7) when the coating device (16) is in normal operation, the output area (31) at least one first discharge device (36a, 36b) for discharging powdery build-up material and at least one fluidization zone (40, 41a) , 41 b) for fluidizing the powdery building material using a gas in the powder container (30), and
zumindest ein erstes in dem Pulverbehälter (30) vorgesehenes Strömungsver minderungselement (50a, 50b). at least one first flow-reducing element (50a, 50b) provided in the powder container (30).
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Pulveraustragsmodul (18) in einem ersten Bereich des Ausgabebereichs (31 ), welcher ein an die erste Austragseinrich tung (36a, 36b) angrenzender Bereich des Ausgabebereichs (31 ) ist, eine Austragsflu idisierungszone (41 a, 41 b) zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Verwendung eines Gases in dem Pulverbehälter (30) umfasst und in einem zweiten Bereich des Ausgabebereichs (31 ), welcher ein von der ersten Austragseinrichtung (36a, 36b) beabstandeter Bereich des Ausgabebereichs (31 ) ist, eine zentrale Fluidi sierungszone (40) zum Fluidisieren des pulverförmigen Aufbaumaterials unter Ver wendung eines Gases in dem Pulverbehälter (30) umfasst und wobei Gas zumindest zeitweise durch die Austragsfluidisierungszone (41 a, 41 b) und/oder die zentrale Fluidi sierungszone (40) in den Pulverbehälter (30) eingeleitet wird. 13. The method according to claim 12, wherein the powder discharge module (18) in a first area of the output area (31), which is an area of the output area (31) adjoining the first discharge device (36a, 36b), a discharge fluidization zone (41a , 41 b) for fluidizing the powdery building material using a gas in the powder container (30) and in a second area of the output area (31), which is an area of the output area (31) spaced from the first discharge device (36a, 36b) , a central fluidization zone (40) for fluidizing the powdery build-up material using a gas in the powder container (30) and wherein gas at least is temporarily introduced into the powder container (30) through the discharge fluidization zone (41 a, 41 b) and / or the central fluidization zone (40).
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei während des Bewegens (S3) der Be- Schichtungsvorrichtung (16) über die Arbeitsebene (7) Gas zumindest durch die Aus tragsfluidisierungszone (41 a, 41 b) in den Pulverbehälter (30) eingeleitet wird und wo bei durch die zentrale Fluidisierungszone (40) Gas mit einem geringeren Volumen strom als durch die Austragsfluidisierungszone (41 a, 41 b) und/oder im Wesentlichen kein Gas durch die zentrale Fluidisierungszone (40) in den Pulverbehälter (30) einge- leitet wird. 14. The method according to claim 13, wherein while moving (S3) the coating device (16) over the working plane (7) gas is introduced into the powder container (30) at least through the tragsfluidisierungszone (41 a, 41 b) and where in the case of gas with a lower volume flow through the central fluidization zone (40) than through the discharge fluidization zone (41 a, 41 b) and / or essentially no gas through the central fluidization zone (40) into the powder container (30).
15. Fierstellungsverfahren zur additiven Fierstellung eines dreidimensionalen Ob jekts (2) in einer Vorrichtung (1 ) durch schichtweises Aufbringen von pulverförmigem Aufbaumaterial und selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht an Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des dreidimensionalen Objekts (2) in der jeweiligen Schicht entsprechen, wobei 15. Fierierungsverfahren for the additive Fierstellung of a three-dimensional object (2) in a device (1) by applying powdery build-up material in layers and selective solidification of the applied layer at points that correspond to the respective cross-section of the three-dimensional object (2) in the respective layer, in which
zum Aufbringen zumindest einer Schicht des Aufbaumaterials ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 durchgeführt wird. a method according to one of claims 12 to 14 is carried out to apply at least one layer of the building material.
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