EP4326473A1 - Konvektionskühler für wire arc additiv manufacturing - Google Patents

Konvektionskühler für wire arc additiv manufacturing

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EP4326473A1
EP4326473A1 EP22719220.0A EP22719220A EP4326473A1 EP 4326473 A1 EP4326473 A1 EP 4326473A1 EP 22719220 A EP22719220 A EP 22719220A EP 4326473 A1 EP4326473 A1 EP 4326473A1
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EP
European Patent Office
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cooling system
component
cooling fluid
convection cooler
cooling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP22719220.0A
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French (fr)
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Rene KIESSLING
Johannes TUSCHE
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/20—Cooling means
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    • B23K9/326—Purge gas rings, i.e. devices for supplying or evacuating shielding gas inside of hollow or tubular articles, e.g. pipes, vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
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    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • F28D7/1676—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
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Definitions

  • the invention relates to a cooling system for the targeted dissipation of thermal energy, which is introduced into a component to be manufactured in the course of a Wire Are Additive Manufacturing welding process WAAM.
  • welding pauses are currently implemented in the welding process, which requires a sequential work process (welding - pause/cooling - welding) with correspondingly long running times.
  • the relevant parameters in the welding process with regard to temperature management are, in addition to the component preheating that may be required, in particular the interpass temperature and the cooling rate of the deposited weld metal.
  • the component temperature and thus the interpass temperature can only be influenced by additional pause times added to the welding process, whereby active cooling by means of gaseous fluids can also take place within the welding pause.
  • a component is only cooled by interaction with the atmosphere surrounding the component (heat radiation) and an optional application of cooling air during the pauses as well as the cooling effect of the massive machine table coupled via the component tension (heat conduction). Heat dissipation is only defined by the heat capacity and the intrinsic thermal conductivity of the component.
  • the invention is based on a problem of specifying a Wire Are Additive Manufacturing welding process WAAM in which
  • the welded structures can, as far as possible, be processed and used in the manufactured state.
  • the invention makes use of the knowledge that if the component overheats, undesirable structural effects such as coarse grain formation due to over-molding or columnar grains aligned axially in accordance with the main direction of heat dissipation, so-called dendritic structures, occur; here, the invention involves a targeted influencing of the structure of the structure in the component through actively influenced heat dissipation from the additively manufactured component.
  • the actively influenced heat dissipation from the additively manufactured component includes influencing the heat stored in the component in a targeted manner with regard to its direction and speed.
  • the invention makes use of the knowledge that zone A adjacent to the substrate in FIG dendritic structures. This is due to the fact that the machine table 7 located underneath causes “passive” cooling through heat conduction, in the present case up to an installation height of approximately 3 cm. With an installation height above this 3 cm, in zone B, this cooling effect no longer influences the structure.
  • the invention makes use of the knowledge that by actively influencing the heat dissipation from the additively manufactured component in the welding process, the microstructure and the material properties correlating therewith can be specifically influenced.
  • the invention brings in-situ cooling during the ongoing welding process in the machine configuration.
  • the invention advantageously brings about variable heat transfer by means of spraying a cooling fluid, supplying a liquid cooling fluid or a combination of both.
  • FIG. 2 shows a convection cooler according to the invention
  • 3 shows a WAAM welding arrangement using the convection cooler according to the invention with gaseous or spray-form cooling fluid
  • FIG. 4 shows a WAAM welding arrangement using the inventive convection cooler with liquid cooling fluid.
  • Zone 1 shows the macro section of a component 2, the welded structure of which is conventionally manufactured by means of Wire Are Additive Manufacturing (WAAM) in the welding build-up direction upwards.
  • Zone A is almost free of dendritic structures.
  • Zone B shows the grown stalk grains, equiaxial in the main direction of heat flow.
  • the convection cooler is used to allow the energy (Q closed, torch) / which the welding process (1) enters into the component (2) to flow away in a controlled manner.
  • This consists of an upper part (4), a lower part (6) and a middle part (5).
  • a cooling fluid e.g. air
  • a cooling fluid is fed into the central part (8in), which exits from the opening for the cooling fluid (10) in the lower part (6) and is removed again (8out) after it has been heated (entering the upper part (4)).
  • Brush seals (3) are used so that the welding process - with the associated protective gas flow - is not adversely affected.
  • the energy extraction through the table cooling (Qab, table) ” via the substrate (7) - is extended with the convection cooler - independent of height - by an outflowing heat flow ⁇ Qab, convexion)
  • the invention essentially brings about a targeted increase in free convection on the component surface.
  • the geometry simulates a kind of chimney draft and makes the heat dissipation controllable by recording and controlling individual parameters such as temperatures and volume flows of the heat transfer fluid/cooling fluid.
  • the positioning of the convection cooler can be related to the component (i.e. stationary or “growing” with the printed geometry) or flexible (i.e. attached to the welding torch). With the flexible method, the function of the targeted extraction of the welding fumes through the convection cooler can be increased. follow, which in turn can be attached at the level of the welding torch 1.
  • the injection of the heat transfer fluid, but also the cooling fluid can be carried out here, for example, by means of flexible articulated coolant hoses in the feed (8in), in order to avoid collisions with the components causing irreversible damage.
  • the geometry can be designed.
  • the heat transfer fluid is conducted via the connection (8) into the central part (5), where it enters the installation space, namely the recess volume 12, which is separated by a bellows (9), and atomizes via the upper part (4). becomes.
  • Spray mist, evaporation and turbulent air currents are shielded by attached brush seals (3) and removed from the installation space by an optional suction device (8out) above the heat transfer fluid injection. After absorbing the internal energy on the hot component surface, the medium can be discharged via openings (8) on the substrate (7).
  • the heat transfer fluid as described at the outset, is used for spray cooling and, in addition, heat is dissipated via a variable liquid level located in the bellows (9).
  • the openings/ Ports (8) used to supply and drain a heat transfer fluid from a pump driven circuit.
  • connection (8out) is used to connect to a vacuum system for extracting any evaporation that occurs.
  • the structure according to the invention can also be used to preheat or reduce the cooling gradient that is physically predetermined by the welding structure by appropriately preheating the heat transfer medium/cooling fluid be used.
  • WAAM Wire Are Additive Manufacturing

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Abstract

Es wird ein Kühlsystem zur gezielten Abfuhr von Wärmeenergie, welche im Zuge eines Wire Arc Additive Manufacturing-Schweißprozesses WAAM in ein zu fertigendes Bauteil eingetragen wird, vorgeschlagen, bei dem das Bauteil von einem Konvektionskühler umschlossen ist und ein in dem Konvektionskühler geführtes Kühlfluid Wärme von dem Bauteil aufnimmt und abführt. Hiermit wird ein Fertigungsprozess frei von Abkühlungspausen des Bauteils und ohne Dendritenbildung erzielt. Ausgestaltungen betreffen den wahlfreien Einsatz von Kühlfluid als gasförmig, tröpfchenförmig, flüssig.

Description

Beschreibung
Konvektionskühler für Wire Are Additiv Manufacturing
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem zur gezielten Abfuhr von Wärmeenergie, welche im Zuge eines Wire Are Additive Ma- nufacturing-Schweißprozesses WAAM in ein zu fertigendes Bau- teil eingetragen wird.
Beim Schweißen entsteht durch die über den Lichtbogen umge- setzte Energie Wärme im Bauteil. Bei einer Überhitzung des Bauteils treten ungewünschte Gefügeeffekte, wie Grobkornbil- dung durch Überzeitung auf. Dies wiederum führt zu einem anisostropen Gefügezustand mit den damit verbundenen aniso- tropen Werkstoffeigenschaften.
Bei umwandlungsfähigen Werkstoffen besteht die Möglichkeit, über eine nachgelagerte Wärmebehandlung (beispielsweise Ver- güten) die Grobkornstrukturen und damit auch die Dendriten wieder aufzulösen, dies ist allerdings mit einem zusätzlichen finanziellen und zeitlichen Aufwand verbunden.
Um einer Überhitzung des Bauteils entgegenzuwirken, werden gegenwärtig in den Schweißprozess Schweißpausen implemen- tiert, was einen sequenziellen Arbeitsablauf (Schweißen - Pause/ Kühlen -Schweißen) mit entsprechend langen Laufzeiten bedingt.
Die im Schweißprozess bezüglich des Temperaturmanagements re- levanten Parameter sind neben der gegebenenfalls erforderli- chen Bauteilvorwärmung, im Besonderen die Zwischenlagentempe- ratur sowie die Abkühlgeschwindigkeit des abgeschiedenen Schweißgutes. Im gegenwärtig verwendeten Prozess kann die Bauteiltemperatur und damit die Zwischenlagentemperatur nur über zusätzlich in den Schweißprozess eingefügten Pausenzei- ten beeinflusst werden, wobei innerhalb der Schweißpause auch eine aktive Kühlung mittels gasförmigen Fluids erfolgen kann. Eine Bauteilkühlung erfolgt lediglich über Interaktion mit der das Bauteil umgebenden Atmosphäre (Wärmestrahlung) und einer optionalen Beaufschlagung mit Kühlluft während der Pau- sen sowie die über die BauteilSpannung angekoppelte Kühlwir- kung des massiven Maschinentisches (Wärmeleitung). Die Wärme- abfuhr wird lediglich über die Wärmekapazität und die intrin- sische Wärmeleitfähigkeit des Bauteils definiert.
Der Erfindung liegt ein Problem zugrunde, einen Wire Are Ad- ditive Manufacturing-Schweißprozess WAAM anzugeben, bei dem
- die an sich mögliche hohe Produktivität hinsichtlich der maximal erzielbaren Abschmelzleistung nicht mehr durch die bislang erforderlichen zwischengelagerten Pausenseg- mente ausgebremst wird,
- die Gefügehomogenität über die gesamte Bauteilgeometrie aufrechterhalten werden kann und
- die geschweißten Strukturen soweit wie möglich im er- zeugten Zustand einer Weiterverarbeitung und Verwendung zugeführt werden können.
Das Problem wird durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass bei einer Überhitzung des Bauteils ungewünschte Gefügeeffekte, wie Grobkornbildüng durch Überzeitung oder axial entsprechend der Hauptwärmeabfuhrrichtung ausgerichtete Stengelkörner, so- genannte dendritische Strukturen, auftreten; hier bringt die Erfindung durch eine aktiv beeinflusste Wärmeabfuhr aus dem additiv gefertigten Bauteil eine gezielte Beeinflussung der Gefügeausprägung im Bauteil mit sich. Im Sinne der Erfindung umfasst die aktiv beeinflusste Wärmeabfuhr aus dem additiv gefertigten Bauteil, die im Bauteil gespeicherte Wärme ge- zielt hinsichtlich ihrer Richtung und Geschwindigkeit zu be- einflussen .
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass die in Figur 1 an das Substrat angrenzende Zone A nahezu frei von dendritischen Strukturen ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der darunter befindliche Maschinentisch 7, im vorliegen- den Fall bis zu einer Aufbauhöhe von circa 3 cm, eine „passi- ve" Kühlung durch Wärmeleitung bewirkt. Bei einer Aufbauhöhe oberhalb dieser 3 cm, in der Zone B, wirkt sich diese Kühl- wirkung nicht mehr gefügebeeinflussend aus.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass durch aktive Einflussnahme auf die Wärmeabfuhr aus dem additiv ge- fertigten Bauteil im Schweißprozess die GefügeStruktur und die damit korrelierenden Werkstoffeigenschaften gezielt be- einflusst werden können.
Die Erfindung bringt eine insitu-Kühlung während des laufen- den Schweißprozesses in der Maschinenkonfiguration.
Die Erfindung bringt in vorteilhafter Weise eine variable Wärmeübertragung mittels Sprühen eines Kühlfluids, Zuführen eines flüssigen Kühlfluids oder einer Kombination beider.
In vorteilhafter Weise können bestehende Einrichtungen für Wire Are Additive Manufacturing WAAM mit dem erfindungsgemä- ßen System nachgerüstet werden, ohne in den Grundaufbau der Maschine einzugreifen, was mit einer entsprechenden Modulari- tät einhergeht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figu- ren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig 1 einen Makroschliff einer WAAM-gefertigten SchweißStruk- tur,
Fig 2 einen erfindungsgemäßen Konvektionskühler, Fig 3 eine WAAM-Schweißanordnung unter Einsatz des erfin- dungsgemäßen Konvektionskühlers mit gasförmigem oder sprühförmigem Kühlfluid und
Fig 4 eine WAAM-Schweißanordnung unter Einsatz des erfin- dungsgemäßen Konvektionskühlers mit flüssigem Kühlflu- id.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Ele- mente.
Fig 1 zeigt den Makroschliff eines Bauteils 2, dessen SchweißStruktur mittels Wire Are Additiv Manufacturing (WAAM) in Schweißaufbaurichtung nach oben herkömmlich gefertigt ist. Zone A ist nahezu frei von dendritischen Strukturen. Zone B lässt die gewachsenen Stengelkörner, equiaxial in Hauptwärme- flussrichtung erkennen.
Um die Energie ( Q zu, Brenner ) / welche der Schweißprozess (1) in das Bauteil (2) einträgt, gesteuert abfließen lassen zu kön- nen, wird der Konvektionskühler genutzt. Dieser besteht aus einem Oberteil (4), einem Unterteil (6) und einem Mittelteil (5). Im Mittelteil wird ein Kühlfluid (beispielsweise Luft) zugeführt (8in), das aus Öffnung für das Kühlfluid (10) in dem Unterteil (6) austritt, und nach dessen Erhitzung (Ein- tritt in das Oberteil (4)) wieder entnommen (8out) wird. Um den Schweißprozess - mit der dazugehörigen SchutzgasStrömung - nicht negativ zu beeinflussen, werden Bürstendichtungen (3) genutzt. Über die Geometrie der Öffnungen (10) (an Oberteil
(4) und Unterteil (6)) und deren Positionierung - normal zur Oberfläche - kann beispielsweise eine umlaufende/ rotierende Strömung erzeugt werden, welche sich länger im Kontinu- um/Ausnehmungsvolumen 12 des Konvektionskühlers befindet und somit mehr Energie aufnehmen kann. Die Energieentnahme durch die Tischkühlung ( Qab, Tisch) ” über das Substrat (7) - wird mit dem Konvektionskühler - höhenunabhängig - um einen abfließen- den Wärmestrom erweitert {Qab,Konvexion) Die Erfindung bringt im Wesentlichen eine gezielte Verstär- kung der freien Konvektion an der Bauteiloberfläche. Die Geo- metrie bildet eine Art Kaminzug nach und macht die Wärmeab- fuhr regelbar, indem einzelne Parameter - wie Temperaturen und Volumenströme des Wärmeübertragungsfluides/Kühlfluides - erfasst und gesteuert werden.
Die Positionierung des Konvektionskühlers kann bauteilbezogen (also ortsfest oder „mitwachsend" an der gedruckten Geomet- rie) oder flexibel (also am Schweißbrenner befestigt) sein. Bei der flexiblen Methode kann die Funktion der gezielten Ab- saugung der Schweißrauche durch den Konvektionskühler mit er- folgen, der wiederum auf Höhe des Schweißbrenners 1 ange- bracht werden kann. Die Eindüsung des Wärmeübertragungsflui- des, aber auch Kühlfluids, kann hierbei durch beispielsweise flexible Kühlmittel-Gelenkschläuche in die Zuführung (8in) erfolgen, um somit bei Kollisionen mit den Bauteilen keinen irreversiblen Schaden zu verursachen.
Für den Fall, dass als Wärmeübertragungsfluid ein liqui- des/flüssiges Kühlfluid genutzt werden soll, kann die Geomet- rie - wie in Figur 4 gezeigt - ausgestaltet sein. Hierbei wird das Wärmeübertragungsfluid über den Anschluss (8) in das Mittelteil (5) geleitet, wo es über das Oberteil (4) in den Bauraum, nämlich das Ausnehmungsvolumen 12, welcher durch ei- nen Balg (9) abgetrennt ist, eintritt und verdüst wird. Auf- tretender Sprühnebel, Ausdampfungen und turbulente Luft- strömungen werden zum einen durch angebrachte Bürstendichtun- gen (3) abgeschirmt und zum anderen durch eine optional über der Wärmeübertragungsfluideinspritzung angebrachten Absaugung (8out) aus dem Bauraum entfernt. Nach der Aufnahme der inne- ren Energie an der heißen Bauteiloberfläche, kann das Medium - über Öffnungen (8) am Substrat (7) - abgeführt werden.
Hierbei wird das Wärmeübertragungsfluid, wie eingangs be- schrieben, zur Sprühkühlung verwendet und zusätzlich wird ei- ne Wärmeabfuhr über einen im Balg (9) befindlichen variablen Flüssigkeitsstand realisiert. Hierbei werden die Öffnungen/ Anschlüsse (8) verwendet, um ein Wärmeübertragungsfluid aus einem pumpenbetriebenen Kreislauf zuzuführen und abzuleiten.
Ein Betrieb, in welchem lediglich mit einem variablen Flüs- sigkeitsstand in dem Balg (9) gearbeitet wird und ohne eine zusätzliche Einleitung eines Fluids an (8) gearbeitet wird, ist ebenso realisierbar. In diesem Fall wird über den An- schluss (8out) die Anbindung an ein Unterdrucksystem zur Ab- saugung entstehender Ausdampfungen realisiert.
Ist der sich über den Schweißprozess einstellende abkühlungs- wirksame Temperaturgradient zu groß oder ist eine Vorwärmung vor dem Start des Schweißprozesses erforderlich, so kann der erfindungsgemäße Aufbau über eine entsprechende Vorwärmung des Wärmeübertragungsmediums/Kühlfluids auch zur Vorwärmung beziehungsweise zur Reduzierung des physikalisch durch den Schweißaufbau vorgegebenen Abkühlgradienten verwendet werden.
Wire Are Additive Manufacturing (WAAM), das auf dem Lichtbo- genschweißen basiert, baut mit Hilfe einer abSchmelzenden Drahtelektrode Metall-Bauteile 2 Schicht für Schicht auf.
Die vorliegende Erfindung wurde zu Illustrationszwecken an- hand von konkreten Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. Dabei können Elemente der einzelnen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden. Die Erfindung soll daher nicht auf einzelne Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern lediglich eine Beschränkung durch die angehängten Ansprüche erfahren . 1 - Schweißbrenner, Schweißprozess
2 - Bauteil
3 - Bürstendichtung
4 - Oberteil 5 - Mittelteil
6 - Unterteil
7 - Substrat
8 - Anschluss für Kühlfluid
8in - Anschluss zur Zuführung des Kühlfluids 8out - Anschluss zur Abführung des Kühlfluids
9 - Balg
10 - Öffnung Zuführung Kühlfluid
11 - Öffnung Abführung Kühlfluid
12 - Ausnehmungsvolumen A - Zone frei von Stengelkörnern B - Zone mit Stengelkörnern WAAM - Wire Are Additive Manufacturing

Claims

Patentansprüche
1. Kühlsystem zur gezielten Abfuhr von Wärmeenergie, welche im Zuge eines Wire Are Additive Manufacturing-Schweißprozess (1), (WAAM) in ein zu fertigendes Bauteil (2) eingetragen wird, bei dem
- das Bauteil (2) von einem Konvektionskühler (4, 5, 6, 9) umschlossen ist und
- ein in dem Konvektionskühler geführtes Kühlfluid (8) Wärme von dem Bauteil (2) aufnimmt und abführt.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvektionskühler das Bauteil (2) zentrisch, insbesondere konzentrisch, umschließt.
3. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvektionskühler eine Hohlform, insbesondere Zylinder- form, aufweist, dessen Ausnehmungsvolumen (12) von dem Bau- teil (2) durchdringbar ist.
4. Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausnehmungsvolumen (12) von außerhalb der Hohlform über eine Bürstendichtung (3) zugänglich ist.
5. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvektionskühler einen Anschluss (8in) zur Zuführung des Kühlfluids aufweist.
6. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid gleichmäßig verteilt über Öffnungen (10) in das Ausnehmungsvolumen (12) abgegeben wird.
7. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvektionskühler einen Anschluss (8out) zur gleichmäßig verteilten Abführung über Öffnungen (11) des Kühlfluids aus dem Ausnehmungsvolumen (12) aufweist.
8. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (8out) zur Abführung des Kühlfluids weiter oben als der Anschluss (8in) zur Zuführung des Kühlfluids angeord- net ist.
9. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid gasförmig ist.
10. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid tropfchenförmig ist und eingedüst wird.
11. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvektionskühler mit der Befestigungsfläche (7) des Bau- teils dicht abschließt und in dem Konvektionskühler ein flüs- siges Kühlfluid vorgehalten ist.
12. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvektionskühler mit einem Faltenbalg (9) gebildet ist.
13. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen FlüssigkeitsSpiegel des flüssigen Kühl- fluids und der augenblicklichen Bearbeitungsebene des Bau- teils (2) eingestellt wird.
14. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Abstand zwischen FlüssigkeitsSpiegel des flüs- sigen Kühlfluids und der augenblicklichen Bearbeitungsebene des Bauteils eingestellt wird.
15. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Abstand zwischen der augenblicklichen Bearbei- tungsebene des Bauteils und der Oberfläche des Konvektions- kühlers eingestellt wird.
16. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Konvektionskühlers gemeinsam mit dem Schweißbrenner (1) relativ zur Befestigungsfläche (7) des Bauteils mitgeführt wird.
17. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung und die Geometrie der Öffnungen für das Kühlfluid (10) in dem Konvektionskühler eine umlaufende, aber auch rotierende Strömung des Kühlfluids bewirkt.
18. Kühlsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur und der Volumenstrom des Kühlfluids erfasst und gesteuert werden.
EP22719220.0A 2021-06-09 2022-03-23 Konvektionskühler für wire arc additiv manufacturing Withdrawn EP4326473A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021205815.9A DE102021205815A1 (de) 2021-06-09 2021-06-09 Konvektionskühler für Wire Arc Additiv Manufacturing
PCT/EP2022/057677 WO2022258237A1 (de) 2021-06-09 2022-03-23 Konvektionskühler für wire arc additiv manufacturing

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Publication Number Publication Date
EP4326473A1 true EP4326473A1 (de) 2024-02-28

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22719220.0A Withdrawn EP4326473A1 (de) 2021-06-09 2022-03-23 Konvektionskühler für wire arc additiv manufacturing

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Country Link
EP (1) EP4326473A1 (de)
DE (1) DE102021205815A1 (de)
WO (1) WO2022258237A1 (de)

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