EP4665525A1 - Verfahren zur prozessvorbereitung in der additiven herstellung und computerprogrammprodukt - Google Patents

Verfahren zur prozessvorbereitung in der additiven herstellung und computerprogrammprodukt

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EP4665525A1
EP4665525A1 EP24710406.0A EP24710406A EP4665525A1 EP 4665525 A1 EP4665525 A1 EP 4665525A1 EP 24710406 A EP24710406 A EP 24710406A EP 4665525 A1 EP4665525 A1 EP 4665525A1
Authority
EP
European Patent Office
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component
geometry
layer thickness
sub
additive manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
EP24710406.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Timo HEITMANN
Julius Schurb
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4665525A1 publication Critical patent/EP4665525A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B22F10/368—Temperature or temperature gradient, e.g. temperature of the melt pool

Definitions

  • the present invention relates to a particularly computer-implemented method for process preparation in the additive manufacturing of a component.
  • the method relates to process-preparatory instructions which, for example, together with CAM data ("Computer-Aided Manufacturing") form a control instruction for the additive manufacturing.
  • CAM data Computer-Aided Manufacturing
  • the component or its geometry is not subject to any real restrictions, but can preferably be intended for use in the hot gas path of a gas turbine.
  • the component concerns a component to be cooled with a thin-walled or filigree design.
  • the component can be a component for use in the automotive or aviation sectors.
  • additive manufacturing processes colloquially also referred to as 3D printing, include, for example, selective laser melting (SLM) or laser sintering (SLS) or electron beam melting (EBM) as a powder bed process.
  • SLM selective laser melting
  • SLS laser sintering
  • EBM electron beam melting
  • additive manufacturing is advantageous due to a particularly short chain of process steps, since a manufacturing or production step of a component can largely be carried out on the basis of a corresponding CAD file and the selection of corresponding manufacturing parameters.
  • LPBF Laser Powder Bed Fusion
  • Components manufactured in a conventional manner, for example by casting are clearly inferior to the additive manufacturing route, for example in terms of their freedom of design and also in terms of the required throughput time and the associated high costs as well as the manufacturing effort.
  • the powder bed process inherently creates high thermal stresses in the component structure.
  • irradiation paths or vectors that are too short lead to severe overheating, which in turn causes the structure to warp.
  • Severe warping during the build process easily leads to structural detachment, thermal deformation or geometric deviations outside of permissible tolerances.
  • the selection, validation and implementation of tailor-made process and irradiation parameters is therefore usually complex.
  • a particularly subtle and geometry-dependent definition of the process parameters often leads to long process and exposure times and build times of several days to weeks.
  • One aspect of the present invention relates to a particularly computer-implemented method for process processing in additive component manufacturing.
  • the method includes importing a part geometry or CAD file into a CAM environment and/or a so-called build processor, a CAM system, a process controller and/or an additive manufacturing system.
  • CAM environment is to be understood in a broad sense in the present case; i.e. the import of this file can also be carried out in advance, for example, outside of an image processor or a standard "pre-processing" environment.
  • no irradiation paths need to be defined, for example.
  • the method further includes the , in particular algorithmic , examination of the imported component geometry according to Partial areas of the component which are to be provided with a different resolution or structural quality (image quality) during the manufacturing process.
  • This resolution quality can be specified, for example, by a component specification with regard to surface quality or similar.
  • the method further comprises - based on the investigation - the separation of the component geometry, in particular the CAD data model for the actual subsequent 3D printing or manufacturing process into at least two component sub-geometries.
  • This separation can also involve a separation or subdivision of volume areas of the component, which can generally be processed with different process parameters in the subsequent additive manufacturing process. This subdivision advantageously makes it possible to select the parameters in such a way that the productivity of the physical manufacturing process can be significantly increased by the process preparatory method presented.
  • a first sub-geometry or a first component area is constructed in the manufacturing process (subsequently) with a first layer thickness and a second sub-geometry, different from the first sub-geometry, with a second layer thickness, wherein the second layer thickness is smaller, in particular half as large as the first layer thickness.
  • the layer thickness is known to be a dimension preset during CAM process preparation, according to which a raw material powder must be repeatedly distributed in a grid-like manner on the manufacturing surface in order to enable layer-by-layer irradiation and solidification of the component areas.
  • an inner or first region of the component geometry (cf. first sub-geometry) is processed with the first layer thickness
  • an outer region, second region or edge region of the component geometry (cf. second sub-geometry) is processed with the second layer thickness.
  • the first layer thickness for the inner region is approximately 80 pm and the second layer thickness for the outer region is approximately 40 pm.
  • other layer thicknesses can alternatively be selected for both the inner and outer regions, for example, in order to adapt and optimize the productivity of the process for each of the sub-geometries.
  • the examination of the component geometry in areas with a different resolution quality includes the identification of different component sections or component subcomponents, whereby each component section suggests the application of different (specific) process parameters in the manufacturing process or requires them in terms of the resolution quality.
  • This embodiment takes into account in particular the complicated shaping of the components in additive processes and makes it possible to increase design requirements and the efficiency of the process already in preparation for production and to shorten the assembly time.
  • the component geometry is separated, subdivided or divided into at least two sub-geometries per component section based on the examination. In this way, the surface quality can be maintained in each component section and the overall efficiency of production can still be significantly improved.
  • different component sections include those with and without overhangs.
  • overhanging areas are specifically examined and separated in relation to the manufacturing area.
  • a specialist in powder bed-based additive manufacturing will readily recognize that overhanging areas require particular care in terms of manufacturing technology and must be processed with special "tailor-made" parameters. Due to the difficulty of dissipating the heat input required for solidification and of providing adequate mechanical support for these overhanging areas during the process, the heat input that defines the melt bath expansion and the layer thickness must be kept within very narrow working ranges. For overhang angles that exceed 45°, measured from a normal to the manufacturing surface (see below), it is often not possible to reproduce the corresponding overhangs in terms of manufacturing technology.
  • the component geometry comprises an overhanging component section, wherein a variable geometry width is assigned to this section during separation into component sub-geometries depending on the overhang angle at least in an outer region.
  • the variable geometry width preferably defines the outer sub-geometry and thus the corresponding region of the component which is processed with the second, i.e. smaller, layer thickness.
  • the dimension of the said geometry width expediently refers in the present case to a plan view of the manufacturing surface, i.e. a cross-section of the component design.
  • the overhanging component section in the outer region i.e. preferably the outer sub-geometry of this section, is assigned a relatively large geometric width in the case of a flat (or strong) overhang and a smaller geometric width in the case of a steeper overhang.
  • this embodiment offers the clear advantage for process efficiency of being able to determine the requirement for a correspondingly set layer thickness or layer thickness by defining the geometric width.
  • a further aspect of the present invention relates to a computer program product obtained by the described method, and in particular as part of or comprising a CAM file, for controlling an additive manufacturing positioning process.
  • the computer program product comprises in particular instructions which, when the corresponding program is executed by a computer or a process controller in an additive manufacturing plant, cause them to carry out the described method.
  • a CAD file or a computer program product can, for example, be provided or present as a (volatile or non-volatile) storage or playback medium, such as a memory card, a USB stick, a CD-ROM or DVD, or in the form of a downloadable file from a server and/or in a network.
  • the provision can also be made, for example, in a wireless communications network by transmitting a corresponding file with the computer program product.
  • a computer program product can contain program code, machine code or numerical control instructions, such as G-code and/or other executable program instructions in general.
  • a further aspect of the present invention relates to an additive manufacturing method, comprising the described method for process preparation, wherein the computer program product including the component geometry separated thereby is transferred or exported as a CAM manufacturing instruction, for example to a machine control of an additive manufacturing system, and the component is manufactured additively accordingly.
  • a further aspect of the present invention relates to a control system for an additive manufacturing system, which is configured to execute the computer program product as a manufacturing instruction or to control the additive manufacturing system accordingly for the manufacturing process of the component.
  • Embodiments, features and/or advantages which relate to the method for process preparation or the computer program product may also refer to the additive production plant as well as the control system, and vice versa.
  • the term "and/or" or “respectively,” when used in a series of two or more elements, means that any of the elements listed may be used alone, or any combination of two or more of the elements listed may be used.
  • Figure 1 shows a schematic side view of the design of a component to be manufactured additively.
  • Figure 2 shows a schematic perspective view of the design of Figure 1 .
  • Figure 3 shows a schematic plan view of a component section of the design from Figure 1 along section A-A.
  • Figure 4 shows a schematic plan view of another (overhanging) component section of the design from Figure 1 along section B-B.
  • Figure 5 shows a schematic plan view of the overhanging component section of the design from Figure 1 along section C-C.
  • Figure 6 shows a schematic side view of the overhanging component section with further details.
  • Figure 7 uses a schematic sketch to indicate exemplary parameters and geometric relationships relevant to the manufacturing process.
  • Figure 8 indicates, inter alia, method steps according to the invention using a schematic flow diagram.
  • Figure 1 shows an example CAD component geometry 10 of a component to be additively built.
  • the appealing component should preferably be manufactured using a powder bed-based (layer-by-layer) manufacturing process.
  • the component geometry 10 is divided into sub-areas or sub-sections 10 ' and 10 '' .
  • the left-hand section 10 ' concerns a largely simple design with a square cross-section (cf. Figure 2 below), whereas the section 10 '' shown on the right in the illustration branches off from the trunk of the first section from a certain construction height (cf. reference symbol z).
  • section 10 '' relates to an overhanging area with respect to a manufacturing surface (not explicitly marked here).
  • the sections A, B and C shown in dashed lines in Figure 1 are shown and described in a top view in Figures 2, 4 and 5 below.
  • Figure 2 shows a top view of a cross-section of the component design according to section AA.
  • a solid example structure is shown, which is divided into two exemplary sub-geometries or component areas by the inventive method described in more detail in Figure 8. is .
  • a first subgeometry 10 ' i is shown in rectangular form .
  • the component area accordingly has a rectangular construction cross section .
  • a second subgeometry 10 ' o Surrounding this inner area is a second subgeometry 10 ' o , which is different from the first subgeometry.
  • a constant width (geometry width) of this edge area is indicated by the reference symbol a .
  • the mentioned areas or sub-geometries are expediently subdivided by the method according to the invention (in preparation for the process) after the entire component design 10 has been imported accordingly, for example, into a CAM environment and/or a build processor and examined for process or surface requirements, such as overhangs, thin structural walls.
  • the first (inner) sub-geometry is processed with a first layer thickness or is set during the process.
  • the second sub-geometry is processed with a second layer thickness d2 (cf. Figure 7 below) which is different from the first layer thickness dl and which is preferably smaller, in particular half as large as the first layer thickness dl.
  • the subdivision according to the invention has the advantage that the first sub-geometry 10 ' i - without having to fear disadvantages in the structure or resolution quality - can be implemented with a larger set layer thickness (cf. dl) in order to make production faster and more efficient.
  • the second sub-geometry 10 ' o (edge region) often requires a better structure resolution or surface quality, so that here, depending on the specification, a smaller layer thickness (cf. d2) must be selected.
  • the process can be carried out in such a way that a raw material powder layer is first applied according to the smaller layer thickness d2 to be selected (applied) and then according to parameters such as the energy density or irradiation power, the scanning speed, the hatch distance or the like. Furthermore, a further coating step can follow in the physical manufacturing process, which distributes powder, for example, over the inner and outer sections. Then, for example, only the outer area or the area with more complex resolution quality is exposed and exposure of the thicker powder layer is postponed. Due to the possibility of selecting different process or construction parameters in different sub-areas of the component in some conventional manufacturing systems, the invention described here, which further expands the parameter space to include the parameter of the layer thickness, can be used in a process-efficient manner.
  • Figure 3 shows a perspective view of the component design 10, in which it can be seen that the section 10' has a square or rectangular (constant) cross-section. In contrast, the section 10" extends away from the section 10' in a quasi-cylindrical shape (with a variable cross-section).
  • Figure 4 shows a plan view of a cross-section of the component design according to section B-B, which corresponds to a middle part of the structure between sections A-A and C-C.
  • the overhang is flatter than described, for example, with reference to Figure 5.
  • an overhang angle (cf. al in Figure 6) is larger than shown, for example, in Figure 5. Due to the flat course, the process preparation for component production along section B-B in the right-hand cross-sectional area 10''o requires a wider edge area, and therefore a larger width al of the sub-geometry. It is also illustrated that the width al varies over the circumference of the outer sub-geometry according to the design requirements of the component.
  • Figure 5 shows a plan view of a cross-section of the component design according to section CC .
  • the overhanging area of section 10 '' runs steeper towards the top.
  • the steeper gradient corresponds to a smaller overhang angle (cf. a2 in Figure 6).
  • the geometry width a2 in this specific case can be selected to be smaller than al (and approximately constant along the circumference).
  • Figure 6 schematically indicates the described overhang angles and melt bath dimensions M1 and M2.
  • the flatter section along section B runs approximately at angle a1 relative to the vertical or build-up direction z; whereas the steeper course along section C extends steeper upwards at angle a2.
  • a drop-like melt bath M1 is indicated, which is significantly smaller in horizontal dimensions than the melt bath M2, which is consequently fixed in the region 10"i in the process in order to advantageously significantly increase the process efficiency according to the invention.
  • the increase in efficiency and build-up time is achieved in particular by selecting a larger layer thickness (see further below), which in conjunction with a larger energy input can also produce a larger (deeper in the z-direction) melt bath, and thus can melt and build up more volume per unit of time in the interior of the component.
  • Figure 8 indicates method steps according to the invention using a schematic flow diagram.
  • the reference symbol "CAM" is intended to indicate a corresponding process product, in particular a computer program product, which can be transferred to a controller 20 or an additive manufacturing system 100 or loaded into it, for example as an additive manufacturing instruction by means of the physical construction of the component, in order to actually produce the component more efficiently using the technical advantages imposed in preparation for the process.
  • the geometry of the component is usually defined by a CAD file ("computer-aided design"). After reading such a file into a build processor of a manufacturing plant (cf. reference numeral 100), the process then first requires the definition of a suitable irradiation strategy, for example by standard process preparation by CAM, which usually also involves, among other things, dividing the component geometry into the individual layers.
  • the method according to the invention is a method for process preparation in the additive manufacturing of a component 10. The method comprises, (i), explicitly the import of a component geometry (CAD) into a CAM environment.
  • the method further explicitly includes examining (ii) the component geometry CAD for areas (10', 10'', 10'i, lO'o, 10' 'i, 10' 'o) which are to be provided with a different resolution quality in the manufacturing process.
  • the method further comprises (iii) separating the component geometry into at least two component sub-geometries 101, 100o based on the examination, wherein a first sub-geometry 101 is constructed in the manufacturing process with a first layer thickness dl and a second sub-geometry 100o, different from the first sub-geometry 101, is constructed with a second layer thickness d2, wherein the second layer thickness d2 is smaller, in particular half as large as the first layer thickness dl.
  • the said computer program product which is obtained by the method and in particular as part of or comprising a CAM file, is designed for controlling an additive manufacturing process, expediently comprises instructions which, when the program is executed by a computer or a process controller 20 in an additive manufacturing system 100, cause them to carry out the method steps.
  • the controller 20 for an additive manufacturing system 100 is configured to execute the computer program product as a manufacturing instruction or to control the additive manufacturing system 100 accordingly for the manufacturing process of the component 10.
  • any other component geometry can be predefined, which can be imported, examined and can be separated; this is largely independent of wall thickness limits, overhangs or other implications.
  • the component 10 described can be a component preferably for use in the hot gas path of a gas turbine.
  • the component concerns a component to be cooled with a thin-walled or filigree design.
  • the component can be a component for use in the automotive or aviation sectors.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Prozessvorbereitung in der additiven Herstellung eines Bauteils (10) angegeben. Das Verfahren umfasst, (i), das Importieren einer Bauteilgeometrie (CAD) in eine CAM-Umgebung, (ii), das Untersuchen der Bauteilgeometrie (CAD) nach Bereichen (10', 10'', 10'i, 10'o, 10''i, 10''o), welche im Herstellungsprozess mit einer unterschiedlichen Auflösungsgüte zu versehen sind und, (iii), das Separieren der Bauteilgeometrie in mindestens zwei Bauteil-Untergeometrien (10i, 10o) ausgehend von der Untersuchung, wobei eine erste Untergeometrie (10i) im Herstellungsprozess mit einer ersten Schichtdicke (d1) und eine zweite, von der ersten Untergeometrie (10i) verschiedene, Untergeometrie (10o) mit einer zweiten Schichtdicke (d2) aufgebaut wird, wobei die zweite Schichtdicke (d2) kleiner ist, insbesondere halb so groß ist, wie die erste Schichtdicke (d1). Weiterhin werden ein entsprechendes additives Herstellungsverfahren, und ein durch das Verfahren erhaltenes Computerprogrammprodukt angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Prozessvorbereitung in der additiven Herstellung und Computerprogrammprodukt
Die vorliegende Erfindung betri f ft ein insbesondere computerimplementiertes Verfahren zur Prozessvorbereitung in der additiven Herstellung eines Bauteils . Das Verfahren betri f ft prozessvorbereitende Anweisungen, welche beispielsweise zusammen mit CAM-Daten ( „Computer-Aided-Manuf acturing" ) eine Steueranweisung für die additive Herstellung bilden .
Das Bauteil oder dessen Geometrie unterliegt keinen wirklichen Beschränkungen, kann aber vorzugsweise für den Einsatz im Heißgaspfad einer Gasturbine vorgesehen werden . Beispielsweise betri f ft das Bauteil eine zu kühlende Komponente mit einem dünnwandigen oder filigranen Design . Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Bauteil um eine Komponente für den Einsatz in der Automobilität oder im Luf t f ahrtsektor handeln .
Additive Herstellungsverfahren (AM : „additive manufacturing" ) , umgangssprachlich auch als 3D-Druck bezeichnet , umfassen beispielsweise als Pulverbettverfahren das selektive Laserschmel zen ( SLM) oder Lasersintern ( SLS ) , oder das Elektronenstrahlschmel zen (EBM) . „AM" hat sich insbesondere als besonders vorteilhaft für komplexe oder filigran gestaltete Bauteile , beispielsweise labyrinthartige Strukturen, Kühlstrukturen und/oder Leichtbau-Strukturen erwiesen . Insbesondere ist die additive Fertigung durch eine besonders kurze Kette von Prozessschritten vorteilhaft , da ein Herstellungsoder Fertigungsschritt eines Bauteils weitgehend auf Basis einer entsprechenden CAD-Datei und der Wahl entsprechender Fertigungsparameter erfolgen kann .
Die Herstellung beispielsweise von Turbinenschaufel-Design, Wärmetauschern oder anderer mittels der beschriebenen pulverbettbasierten Verfahren ( LPBF englisch für „Laser Powder Bed Fusion" ) ermöglicht vorteilhaft die Implementierung von neuen Geometrien oder Konzepten, welche die Herstellungskosten bzw . die Aufbau- und Durchlauf zeit reduzieren, den Herstellungsprozess optimieren und beispielsweise eine thermo-mechanische Auslegung oder Strapazierf ähigkeit der Komponenten verbessern können .
Auf konventionelle Art , beispielsweise gusstechnisch, hergestellte Komponenten stehen der additiven Fertigungsroute , beispielsweise hinsichtlich ihrer Formgebungs freiheit und auch in Bezug auf die erforderliche Durchlauf zeit und den damit verbundenen hohen Kosten sowie dem fertigungstechnischen Aufwand, deutlich nach .
Durch den Pulverbettprozess entstehen in der Bauteilstruktur inhärent j edoch hohe thermische Spannungen . Insbesondere führen zu kurz bemessene Bestrahlungswege oder -Vektoren zu starken Überhitzungen, die wiederum zum Verzug der Struktur führen . Ein starker Verzug während des Aufbauprozesses führt leicht zu strukturellen Ablösungen, thermischen Verformungen oder geometrischen Abweichungen außerhalb einer zulässigen Toleranz . Dementsprechend aufwendig ist üblicherweise die Wahl , Validierung und Umsetzung maßgeschneiderter Prozess , und Bestrahlungsparameter . Eine besonders subtile und geometrieabhängige Definition der Prozessparameter führt wiederum häufig zu langen Prozess- und Belichtungs zeiten und Aufbauzeiten von mehreren Tagen bis hin zu Wochen .
Ein wichtiger limitierender Faktor bei der pulverbettbasierten additiven Herstellung betri f ft daher häufig die geringe Produktivität , da Pulverschichten üblicherweise im Sub- 100pm- Bereich aufgetragen und stark lokal bestrahlt und verfestigt werden müssen . Die Produktivität kann daher maßgeblich erhöht werden, indem beispielsweise die Schichtdicke vergrößert wird . Dies geht j edoch mit einem Verlust an Auflösungsgüte , insbesondere betref fend die Auflösung von kleinen oder filigranen Bauteilstrukturen, oder einer schwächeren Maßhaltigkeit des Bauteils einher . Standardmäßig wird hier oft eine Art Op- timum gesucht , und die schwache Produktivität bzw . die langen Bauprozesse bei gegebener Spezi fikation von Oberflächenqualität und Maßtoleranzen weitgenommen hingenommen .
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel anzugeben, mit denen eine deutliche Verbesserung der Produktivität pulverbettbasierter additiver Prozesse erreicht werden kann .
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche .
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betri f ft ein insbesondere computerimplementiertes , Verfahren zur Prozessverarbeitung in der additiven Bauteilherstellung .
Das Verfahren umfasst das Importieren einer Bauteilgeometrie oder CAD-Datei in eine CAM-Umgebung und/oder einen sogenannten Build-Prozessor, ein CAM-System, eine Prozesssteuerung und/oder eine additive Herstellungsanlage .
CAM-Umgebung ist vorliegend breit zu verstehen; d . h . der Import dieser Datei kann beispielsweise auch außerhalb eines Bildprozessors oder einer standardmäßigen „pre-processing"- Umgebung vorab erfolgen . Es müssen also im Wege des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise noch keine Bestrahlungspfade festgelegt werden . Um die erfindungsgemäßen Vorteile aus zunutzen ist es lediglich vorteilhaft , für den Import der CAD-Datei weiterhin eine Information zur Orientierung des Bauteil-Designs im Bauraum der entsprechenden Anlage , eine Struktur- oder Oberflächenanforderung (Auflösungoder Strukturgüte ) und/oder beispielsweise ein Aufbaumaterial mit entsprechenden Standardparametern bereitzustellen oder zu umfassen .
Das Verfahren umfasst weiterhin das , insbesondere algorithmische , Untersuchen der importierten Bauteilgeometrie nach Teilbereichen des Bauteils , welche im Herstellungsprozess mit einer unterschiedlichen Auflösung- oder Strukturgüte (Abbildungsgüte ) zu versehen sind . Diese Auflösungsgüte kann beispielsweise durch eine Bauteilspezi fikation hinsichtlich der Oberflächenqualität oder Ähnlichem vorgegeben sein .
Das Verfahren umfasst weiterhin - ausgehend von der Untersuchung - das Separieren der Bauteilgeometrie , insbesondere des CAD-Datenmodells für den eigentlichen nachfolgenden 3D-Druck oder Herstellungsprozesses in mindestens zwei Bauteil-Untergeometrien . Bei dieser Separation kann es sich auch um eine Trennung oder Unterteilung von Volumenbereichen des Bauteils handeln, welche im nachfolgenden additiven Herstellungsverfahren allgemein mit unterschiedlichen Prozessparametern prozessiert werden können . Diese Unterteilung ermöglicht es vorteilhaft , die Parameter so zu wählen, dass die Produktivität des physischen Herstellungsprozesses durch das vorgestellte prozessvorbereitende Verfahren maßgeblich gesteigert werden kann .
Eine erste Untergeometrie oder ein erster Bauteilbereich, wird im Herstellungsprozess (nachfolgend) mit einer ersten Schichtdicke und eine zweite , von der ersten Untergeometrie verschiedene , Untergeometrie mit einer zweiten Schichtdicke aufgebaut , wobei die zweite Schichtdicke kleiner ist , insbesondere halb so groß ist , wie die erste Schichtdicke . Die Schichtdicke ist bekanntlich ein im Wege der CAM- Prozessvorbereitung voreingestelltes Maß , gemäß dem ein Rohstof fpulver immer wieder auf der Herstellungsoberfläche rasterartig verteilt werden muss , um eine schichtweise Bestrahlung und Verfestigung der Bauteilbereiche zu ermöglichen .
In einer Ausgestaltung wird ein innerer oder erster Bereich der Bauteilgeometrie (vgl . erste Untergeometrie ) mit der ersten Schichtdicke , und ein äußerer Bereich, zweiter Bereich oder Randbereich der Bauteilgeometrie (vgl . zweite Untergeometrie ) mit der zweiten Schichtdicke prozessiert . In einer Ausgestaltung beträgt die erste Schichtdicke für den inneren Bereich ca . 80 pm und die zweite Schichtdicke für den äußeren Bereich ca . 40 pm . Ohne Beschränkung, können alternativ auch andere Schichtdicken sowohl für den inneren als auch für den äußeren Bereich gewählt werden, beispielsweise , um die Produktivität des Prozesses für j ede der Untergeometrien anzupassen, und zu optimieren .
In einer Ausgestaltung umfasst das Untersuchen der Bauteilgeometrie in Bereiche mit einer unterschiedlichen Auflösungsgüte die Identi fikation von unterschiedlichen Bauteilabschnitten oder Bauteil-Subkomponenten, wobei j eder Bauteilabschnitt für sich die Anwendung verschiedener (bestimmter ) Prozessparameter im Herstellungsprozess nahelegt oder im Sinne der Auflösungsgüte verlangt . Diese Ausgestaltung trägt insbesondere der bei additiven Prozessen kompli zierten Formgebung der Bauteile Rechnung und ermöglicht es , auf Designanforderungen und die Ef fi zienz des Prozesses bereits in Vorbereitung der Herstellung zu steigern und die Aufbauzeit zu verkürzen .
In einer Ausgestaltung erfolgt das Separieren, die Unterteilung oder das Trennen der Bauteilgeometrie , ausgehend von der Untersuchung, in mindestens zwei Untergeometrien pro Bauteilabschnitt . Auf diese Art kann insbesondere die Oberflächengüte auch pro Bauteilabschnitt eingehalten und die Ef fi zienz der Herstellung insgesamt dennoch maßgeblich verbessert werden .
In einer Ausgestaltung umfassen unterschiedliche Bauteilabschnitte solche mit und ohne Überhängen . D . h . die Bauteilgeometrie wird bei der Untersuchung (und der Unterteilung) gemäß dieser Ausgestaltung gezielt bezogen auf die Herstellungs fläche überhängende Bereiche untersucht und separiert . Ein Fachmann in der pulverbettbasierten additiven Herstellung erkennt ohne Weiteres , dass überhängende Bereiche herstellungstech- nisch eine besondere Sorgfalt erfordern und mit speziellen „maßgeschneiderten" Parametern prozessiert werden müssen . Aufgrund der Schwierigkeit , den für die Verfestigung erforderlichen Wärmeeintrag abzuleiten sowie auch diese überhängenden Bereiche mechanisch hinreichend im Prozess zu stützen, muss insbesondere ein Wärmeeintrag, der die Schmel zbadausdehnung definiert sowie auch eine Schichtdicke in sehr engen Arbeitsbereichen gehalten werden . Für Überhangwinkel , welche , gemessen ausgehend von einer Normalen der Herstellungsoberfläche ( siehe unten) , die 45 ° übersteigen, ist es häufig gar nicht möglich, entsprechende Überhänge fertigungstechnisch abzubilden .
In einer Ausgestaltung umfasst die Bauteilgeometrie einen überhängenden Bauteilabschnitt , wobei diesem Abschnitt bei der Separation in Bauteil-Untergeometrien abhängig vom Überhangwinkel mindestens in einem äußeren Bereich eine variable Geometriebreite zugeordnet wird . Die variable Geometriebreite definiert vorzugsweise die äußere Untergeometrie und damit den entsprechenden Bereich des Bauteils , welcher mit der zweiten, d . h . kleineren, Schichtdicke prozessiert wird . Das Maß der genannten Geometriebreite bezieht sich vorliegend zweckmäßigerweise auf eine Aufsicht auf die Herstellungsoberfläche , d . h . einen Querschnitt des Bauteil-Designs .
In einer Ausgestaltung wird dem überhängenden Bauteilabschnitt in dem äußeren Bereich, d . h . vorzugsweise der äußeren Untergeometrie dieses Abschnitts , bei einem flachen (bzw . starken) Überhang eine verhältnismäßig große Geometriebreite und bei einem steileren Überhang eine kleinere Geometriebreite zugeordnet . Wie in den konkreten Aus führungsbeispielen weiter unten beschrieben, bietet diese Ausgestaltung den für die Prozessef fi zienz deutlichen Vorteil , über die Definition der Geometriebreite auch das Erfordernis einer entsprechend einzustellenden Schichtdicke oder Schichtstärke zu bestimmen .
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betri f ft ein Computerprogrammprodukt , welches durch das beschriebene Verfahren erhalten wird, und insbesondere als Teil oder umfassend eine CAM-Datei , für die Steuerung eines additiven Her- Stellungsprozesses eingerichtet ist . Das Computerprogrammprodukt umfasst insbesondere Befehle , die bei der Aus führung des entsprechenden Programms durch einen Computer, oder eine Prozesssteuerung in einer additiven Herstellungsanlage , diese veranlassen, das beschriebene Verfahren durchzuführen .
Eine CAD-Datei oder ein Computerprogrammprodukt , kann beispielsweise als ( flüchtiges oder nicht- flüchtiges ) Speicheroder Wiedergabemedium, wie z . B . einer Speicherkarte , eines USB-Sticks , einer CD-ROM oder DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server und/oder in einem Netzwerk bereitgestellt werden, oder vorliegen . Die Bereitstellung kann weiterhin zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt erfolgen . Ein Computerprogrammprodukt kann Programmcode , Maschinencode bzw . numerische Steuerungsanweisungen, wie G-code und/oder andere aus führbare Programmanweisungen im Allgemeinen beinhalten .
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betri f ft ein additives Herstellungsverfahren, umfassend das beschriebene Verfahren zur Prozessvorbereitung, wobei das Computerprogrammprodukt einschließlich der dadurch separierten Bauteilgeometrie als CAM-Herstellungsanweisung beispielsweise an eine Maschinensteuerung einer additiven Herstellungsanlage übergeben oder exportiert , und das Bauteil entsprechend additiv hergestellt werden .
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betri f ft eine Steuerung für eine additive Herstellungsanlage , welche eingerichtet ist , das Computerprogrammprodukt als Herstellungsanweisung aus zuführen bzw . die additive Herstellungsanlage entsprechend für den Herstellungsprozess des Bauteils anzusteuern .
Ausgestaltungen, Merkmale und/oder Vorteile , die sich vorliegend auf das Verfahren zur Prozessvorbereitung bzw . das Computerprogrammprodukt beziehen, können ebenso die additive Herstellungsanlage als auch die Steuerung betref fen, und umgekehrt .
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder" oder „bzw . " , wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet , dass j edes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder j ede Kombination von zwei oder mehr der auf geführten Elemente verwendet werden kann .
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben .
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht des Designs eines additiv herzustellenden Bauteils .
Figur 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Designs aus Figur 1 .
Figur 3 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen Bauteilabschnitt des Designs aus Figur 1 entlang Schnitt A-A.
Figur 4 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen weiteren (überhängenden) Bauteilabschnitt des Designs aus Figur 1 entlang Schnitt B-B .
Figur 5 zeigt eine schematische Aufsicht auf den überhängenden Bauteilabschnitt des Designs aus Figur 1 entlang Schnitt C-C .
Figur 6 zeigt eine schematische Seitenansicht des überhängenden Bauteilabschnitts mit weiteren Details .
Figur 7 deutet anhand einer schematischen Ski z ze beispielhafte Parameter und für den Herstellungsprozess relevante geometrische Zusammenhänge an . Figur 8 deutet unter anderem anhand eines schematischen Flussdiagramms erfindungsgemäße Verfahrensschritte an .
In den Aus führungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleichwirkende Elemente j eweils mit den gleichen Bezugs zeichen versehen sein . Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente , zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein .
Figur 1 zeigt eine beispielhafte CAD-Bauteilgeometrie 10 eines additiv auf zubauenden Bauteils . Das ansprechende Bauteil soll vorzugsweise durch ein pulverbettbasiertes ( schichtweises ) Fertigungsverfahren hergestellt werden .
Die Bauteilgeometrie 10 ist in Teilbereiche oder Teilabschnitte 10 ' und 10 ' ' unterteilt . Der linke Abschnitt 10 ' betri f ft ein weitgehend einfaches Design mit quadratischem Querschnitt (vgl . Figur 2 weiter unten) , wohingegen der rechts in der Darstellung gezeigte Abschnitt 10 ' ' vom Stamm des ersten Abschnitts ab einer gewissen Bauhöhe (vgl . Bezugszeichen z ) abzweigt .
Weiterhin betri f ft der Abschnitt 10 ' ' einen - bezogen auf eine Herstellungsoberfläche (vorliegend nicht expli zit gekennzeichnet ) - überhängenden Bereich . Die gestrichelt in der Figur 1 gezeichneten Schnitte A, B und C sind in einer Aufsicht j eweils in den Figuren 2 , 4 und 5 weiter unten dargestellt und beschrieben .
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf einen Querschnitt des Bauteildesigns gemäß Schnitt A-A. Es ist der Einfachheit halber eine massive Beispielstruktur gezeigt , welche durch das in Figur 8 näher beschriebene erfindungsgemäße Verfahren in zwei beispielhafte Untergeometrien oder Bauteilbereiche unterteilt ist . Im Inneren des Designs ist eine erste Untergeometrie 10 ' i in rechteckiger Form gezeigt . Der Bauteilbereich hat entsprechend einen rechteckigem Aufbauquerschnitt . Diesen inneren Bereich umrandent , ist eine zweite , von der ersten Untergeometrie verschiedene , Untergeometrie 10 'o dargestellt . Eine konstante Breite ( Geometriebreite ) dieses Randbereichs ist mit dem Bezugs zeichen a angedeutet .
Die genannten Bereiche oder Untergeometrien werden von dem erfindungsgemäßen Verfahren (prozessvorbereitend) zweckmäßig unterteilt , nachdem das gesamte Bauteildesign 10 entsprechend beispielsweise in eine CAM-Umgebung und/oder einen Build- Prozessor importiert und auf Prozess- oder Oberflächenanforderungen, wie beispielsweise Überhänge , dünne Strukturwände , untersucht wurde .
Erfindungsgemäß wird die erste ( innere ) Untergeometrie mit einer ersten Schichtdicke prozessiert bzw . während des Prozesses eingestellt . Analog wird die zweite Untergeometrie mit einer zweiten, von der ersten Schichtdicke dl verschiedenen Schichtdicke , d2 (vgl . Figur 7 weiter unten) prozessiert , welche vorzugsweise kleiner ist , insbesondere halb so groß ist , wie die erste Schichtdicke dl . Die erfindungsgemäße Unterteilung hat im vorliegenden Beispiel den Vorteil , dass die erste Untergeometrie 10 ' i - ohne Nachteile in der Struktur - oder Auflösung Güte zu befürchten - mit einer größeren eingestellten Schichtdicke (vgl . dl ) umgesetzt werden kann, um die Herstellung schneller und ef fi zienter zu machen . Die zweite Untergeometrie 10 ' o (Randbereich) erfordert häufig eine bessere Strukturauflösung oder Oberflächengüte , sodass hier abhängig von der Spezi fikation eine kleinere Schichtdicke (vgl . d2 ) gewählt werden muss .
Der Prozess kann im Detail beispielsweise so ablaufen, dass zunächst eine Rohstof fpulverschicht gemäß der kleineren zu wählen Schichtdicke d2 aufgetragen ( auf getragen) und anschließend gemäß Parametern wie der Energiedichte oder Bestrahlungsleistung, der Scangeschwindigkeit , des Hatch- Abstandes oder dergleichen belichtet werden . Weiterhin kann sich im physischen Herstellungsprozess ein weiterer Beschichtungsschritt anschließen, der Pulver beispielsweise über die inneren und äußeren Abschnitte verteilt . Anschließend wird beispielsweise lediglich der äußere oder hinsichtlich der Auflösungsgüte kompli ziertere Bereich belichtet und eine Belichtung der dickeren Pulverschicht zurückgestellt . Durch die Möglichkeit , in einigen konventionellen Herstellungsanlagen unterschiedliche Prozess- oder Aufbauparameter in unterschiedlichen Teilbereichen des Bauteils zu wählen, lässt sich die vorliegend beschriebene Erfindung, welche den Parameterraum weiterhin auf den Parameter der Schichtdicke erweitert , prozessef fi zient ausnutzen .
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Bauteildesigns 10 , in welcher zu erkennen ist , dass der Abschnitt 10 ' einen quadratischen oder rechteckigen ( konstanten) Querschnitt hat . Dagegen erstreckt sich der Abschnitt 10 ' ' quasi- zylinderförmig (mit variablem Querschnitt ) vom Abschnitt 10 ' weg .
Die Figur 4 stellt eine Aufsicht auf einen Querschnitt des Bauteildesigns gemäß Schnitt B-B dar, welche einem mittleren Teil des Aufbaus zwischen den Schnitten A-A und C-C entspricht . In diesem Teil des überhängenden Arms 10 ' ' verläuft der Überhang flacher als beispielsweise anhand der Figur 5 beschrieben . Mit anderen Worten ist ein Überhangwinkel (vgl . al in Figur 6 ) größer als beispielsweise in Figur 5 gezeigt . Durch den flachen Verlauf erfordert die Prozessvorbereitung der Bauteilherstellung entlang des Schnittes B-B im rechten Querschnittsbereich 10 ' 'o einen breiteren Randbereich, mithin eine größere Breite al der Untergeometrie . Es ist weiterhin illustriert , dass die Breite al über den Umfang der äußeren Untergeometrie gemäß der Designanforderung des Bauteils variiert .
Figur 5 zeigt eine Aufsicht auf einen Querschnitt des Bauteildesigns gemäß Schnitt C-C . In diesem Teil des Aufbaus verläuft der überhängende Bereich des Abschnitts 10 ' ' indes steiler nach oben . Der steilere Verlauf entspricht einem kleineren Überhangwinkel (vgl . a2 in Figur 6 ) . Dementsprechend kann die Geometriebreite a2 in dem konkreten Fall kleiner als al (und annähernd entlang des Umfangs konstant ) gewählt werden .
Mehr Details dieses Zusammenhangs sind anhand der Figuren 6 und 7 beschrieben . Figur 6 deutet zusätzlich zu den bisher beschriebenen Figuren die beschriebenen Uberhangwinkel und Schmel zbaddimensionen Ml und M2 schematisch an . Der flachere Abschnitt entlang Schnitt B verläuft relativ zur vertikalen oder Aufbaurichtung z annähernd gemäß Winkel al ; wohingegen der steilere Verlauf entlang des Schnitts C sich steiler nach oben gemäß Winkel a2 erstreckt .
Im inneren Bereich der Untergeometrie 10 ' i ist gemäß des Schnitts B in Figur 6 ein tropfenartiges Schmel zbad Ml angedeutet , welches in hori zontaler Abmessung deutlich kleiner aus fällt als das Schmel zbad M2 , welches im Prozess folglich in dem Bereich 10 ' ' i festgelegt wird, um die Prozessef fi zienz vorteilhafterweise erfindungsgemäß deutlich zu steigern . Die Steigerung der Ef fi zienz und Aufbauzeit gelingt insbesondere durch die größere zu wählende Schichtdicke ( siehe weiter unten) , welche in Verbindung mit einem größeren Energieeintrag auch ein größeres ( tiefer in z-Richtung) Schmel zbad erzeugen kann, und damit mehr Volumen pro Zeiteinheit in dem Bauteilinnenbereich auf schmel zen und aufbauen kann .
Bezugnehmend auf die Figuren 4 und 5 wird weiterhin anhand Figur 7 deutlich, dass der flachere Verlauf (unten links dargestellt ) auf der rechten Seite eine breitere Randgeometrie (vgl . Breite al ) umfasst . Dieser Parameter ist oben rechts in der Figur - geschuldet durch den steileren Verlauf - durch die Breite a2 kleiner bemessen .
Erfindungsgemäß zeichnet sich die äußere oder erste Untergeometrie bzw . der Randbereich in der Prozessvorbereitung gegenüber dem inneren Bereich ( zweite Untergeometrie ) dadurch aus , dass eine kleinere Schichtdicke von etwa d2 = 40 pm gewählt werden kann als in dem inneren Bereich von beispielsweise etwa dl = 80 pm . Ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit können allerdings erfindungsgemäß auch andere Werte eingestellt oder gewählt werden .
Durch den eigentlich fertigungstechnisch schwieriger herzustellenden, flacheren Überhangbereich (vgl . größerer Überhangwinkel al ) ist anhand von Figur 7 erkennbar, dass die innere Geometrie mit der größeren Schichtdicke also ef fi zienter prozessiert werden kann, zumal der äußere Bereich schmaler ist . Mit anderen Worten beschrieben, ist der Aufbau des flacheren, größer überhängenden Bereichs aufwendiger und dieser Bereich toleriert keine so große Ef fi zienzoptimierung, wie beispielsweise der steiler verlaufende und einfacher additiv herzustellende Bereich (vgl . 10 ' ' i und 10 ' 'o ) .
Figur 8 deutet anhand eines schematischen Flussdiagramms erfindungsgemäße Verfahrensschritte an . Weiterhin soll durch das Bezugs zeichen „CAM" ein entsprechendes Verfahrensprodukt , insbesondere ein Computerprogrammprodukt , angedeutet werden, welches beispielsweise als additive Herstellungsanweisung im Wege des physischen Aufbaus des Bauteils an eine Steuerung 20 oder eine additive Herstellungsanlage 100 datentechnisch übergeben oder in diese geladen werden kann, um das Bauteil tatsächlich durch die prozessvorbereitend aufgeprägten technischen Vorteile ef fi zienter herzustellen .
Die Geometrie des Bauteils wird üblicherweise durch eine CAD- Datei ( „Computer-Aided-Design" ) festgelegt . Nach dem Einlesen einer solchen Datei in einen Build-Prozessor einer Herstellungsanlage (vgl . Bezugs zeichen 100 ) erfordert der Prozess anschließend zunächst die Festlegung einer geeigneten Bestrahlungsstrategie beispielsweise durch standardmäßige Prozessvorbereitung durch CAM, wodurch üblicherweise unter anderem auch ein Aufteilen der Bauteilgeometrie in die einzelnen Schichten erfolgt . Das erfindungsgemäße Verfahren ist hingegen ein Verfahren zur Prozessvorbereitung in der additiven Herstellung eines Bauteils 10. Das Verfahren umfasst, (i) , explizit das Importieren einer Bauteilgeometrie (CAD) in eine CAM-Umgebung .
Das Verfahren umfasst weiterhin explizit, das Untersuchen (ii) der Bauteilgeometrie CAD nach Bereichen (10', 10' ', 10 'i, lO'o, 10 ' 'i, 10 ' 'o) , welche im Herstellungsprozess mit einer unterschiedlichen Auflösungsgüte zu versehen sind.
Das Verfahren umfasst überdies, (iii) , das Separieren der Bauteilgeometrie in mindestens zwei Bauteil-Untergeometrien 101, lOo ausgehend von der Untersuchung, wobei eine erste Untergeometrie 101 im Herstellungsprozess mit einer ersten Schichtdicke dl und eine zweite, von der ersten Untergeometrie 101 verschiedene, Untergeometrie lOo mit einer zweiten Schichtdicke d2 aufgebaut wird, wobei die zweite Schichtdicke d2 kleiner ist, insbesondere halb so groß ist, wie die erste Schichtdicke dl .
Das genannte Computerprogrammprodukt, welches durch das Verfahren erhalten wird, und insbesondere als Teil oder umfassend eine CAM-Datei, für die Steuerung eines additiven Herstellungsprozesses eingerichtet ist, umfasst zweckmäßigerweise Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, oder eine Prozesssteuerung 20 in einer additiven Herstellungsanlage 100, diese veranlassen, die Verfahrensschritte durchzuführen.
Die Steuerung 20 für eine additive Herstellungsanlage 100, ist dagegen eingerichtet, dass Computerprogrammprodukt als Herstellungsanweisung auszuführen bzw. die additive Herstellungsanlage 100 entsprechend für den Herstellungsprozess des Bauteils 10 anzusteuern.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann jede andere beliebige Bauteilgeometrie vordefiniert werden, die mit dem beschriebenen Verfahren entsprechend importiert, untersucht und separiert werden kann; dies weitgehend unabhängig von Wandstärkenuntergrenzen, Überhängen oder anderen Implikationen .
Bei dem beschriebenen Bauteil 10 kann es sich um ein Bauteil vorzugsweise für den Einsatz im Heißgaspfad einer Gasturbine handeln . Beispielsweise betri f ft das Bauteil eine zu kühlende Komponente mit einem dünnwandigen oder filigranen Design . Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Bauteil um eine Komponente für den Einsatz in der Automobilität oder im Luft- fahrtsektor handeln .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Prozessvorbereitung in der additiven Herstellung eines Bauteils (10) , umfassend die folgenden Schritte :
(i) Importieren einer Bauteilgeometrie (CAD) in eine CAM-Umgebung ,
(ii) Untersuchen der Bauteilgeometrie (CAD) nach Bereichen (10', 10' ', 10'i, lO'o, 10' 'i, 10' 'o) , welche im Herstellungsprozess mit einer unterschiedlichen Auflösungsgüte zu versehen sind, und
(iii) Separieren der Bauteilgeometrie in mindestens zwei Bauteil-Untergeometrien (101, lOo) ausgehend von der Untersuchung, wobei eine erste Untergeometrie (101) im Herstellungsprozess mit einer ersten Schichtdicke (dl) und eine zweite, von der ersten Untergeometrie (101) verschiedene, Untergeometrie (lOo) mit einer zweiten Schichtdicke (d2) auf gebaut wird, wobei die zweite Schichtdicke (d2) kleiner ist, insbesondere halb so groß ist, wie die erste Schichtdicke (dl) , wobei die unterschiedlichen Bauteilabschnitte (10', 10' ') Bauteilabschnitte mit und ohne Überhänge umfassen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein innerer Bereich der Bauteilgeometrie (101) mit der ersten Schichtdicke (dl) , und ein äußerer, oder Randbereich (lOo) der Bauteilgeometrie mit der zweiten Schichtdicke (d2) prozessiert wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die erste Schichtdicke (dl) für den inneren Bereich ca. 80 pm, und die zweite Schichtdicke (d2) für den äußeren Bereich ca. 40 pm beträgt.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Untersuchen der Bauteilgeometrie in Bereiche mit einer unterschiedlichen Auflösungsgüte die Identifikation von unterschiedlichen Bauteilabschnitten umfasst, und wobei jeder Bauteilabschnitt für sich die Anwendung verschiedener Prozessparameter im Herstellungsprozess nahelegt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Separieren der Bauteilgeometrie ausgehend von der Untersuchung in mindestens zwei Bauteil-Untergeometrien (10 'i, 10 'o) pro Bauteilabschnitt (10', 10' ') erfolgt.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bauteilgeometrie einen überhängenden Bauteilabschnitt (10' ') umfasst, wobei diesem Abschnitt bei der Separation in Bauteil-Untergeometrien abhängig von einem Uberhangwinkel (a) mindestens in einem äußeren Bereich (10 ' 'o) eine variable Geometriebreite (a) zugeordnet wird, und wobei die variable Geometriebreite die äußere Untergeometrie und damit den Bereich des Bauteils definiert, welcher mit der zweiten Schichtdicke (d2) prozessiert wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei dem überhängenden Bauteilabschnitt (10' ') in dem äußeren Bereich (10 ' 'o) bei einem flachen Überhang (al) eine verhältnismäßig große Geometriebreite (al) , und bei einem steileren Überhang (a2) eine kleinere Geometriebreite (a2) zugeordnet wird.
8. Computerprogrammprodukt, welches durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erhalten wird, und insbesondere als Teil oder umfassend eine CAM-Datei, für die Steuerung eines additiven Herstellungsprozesses eingerichtet ist, wobei das Computerprogrammprodukt Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, oder eine Prozesssteuerung (20) in einer additiven Herstellungsanlage (100) , diese veranlassen, die Verfahrensschritte nach Anspruch 1 durchzuführen.
9. Additives Herstellungsverfahren umfassend das Verfahren zur Prozessvorbereitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8 einschließlich der dadurch separierten Bauteilgeometrie als Herstellungsanweisung (CAM) an eine Maschinensteuerung einer additi- ven Herstellungsanlage (100) übergeben, und das Bauteil (10) entsprechend additiv hergestellt wird.
10. Steuerung (20) für eine additive Herstellungsanlage (100) , welche eingerichtet ist, dass Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8 als Herstellungsanweisung auszuführen bzw. die additive Herstellungsanlage (100) entsprechend für den Herstellungsprozess des Bauteils (10) anzusteuern.
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