EP4719677A2 - Verfahren zur steuerung des betriebs einer siebvorrichtung, siebvorrichtung, pulveraufbereitungssystem und anlage zur herstellung von dreidimensionalen werkstücken - Google Patents

Verfahren zur steuerung des betriebs einer siebvorrichtung, siebvorrichtung, pulveraufbereitungssystem und anlage zur herstellung von dreidimensionalen werkstücken

Info

Publication number
EP4719677A2
EP4719677A2 EP24730908.1A EP24730908A EP4719677A2 EP 4719677 A2 EP4719677 A2 EP 4719677A2 EP 24730908 A EP24730908 A EP 24730908A EP 4719677 A2 EP4719677 A2 EP 4719677A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powder
sieve
sieved
mass flow
time interval
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24730908.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel KOPSCHINSKI
Marcel OVERBERG
Martin Robert Bentz-von Dolgow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon SLM Solutions AG
Original Assignee
Nikon SLM Solutions AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023114326.3A external-priority patent/DE102023114326B3/de
Priority claimed from DE102023114306.9A external-priority patent/DE102023114306A1/de
Priority claimed from DE102023114305.0A external-priority patent/DE102023114305A1/de
Application filed by Nikon SLM Solutions AG filed Critical Nikon SLM Solutions AG
Publication of EP4719677A2 publication Critical patent/EP4719677A2/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/14—Details or accessories
    • B07B13/18—Control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/70—Recycling
    • B22F10/73—Recycling of powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80—Data acquisition or data processing
    • B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • 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
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/57—Metering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/80—Plants, production lines or modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321—Feeding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/357—Recycling
    • 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
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [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
    • 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
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00—Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/34—Details
    • B65G53/66—Use of indicator or control devices, e.g. for controlling gas pressure, for controlling proportions of material and gas, for indicating or preventing jamming of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/50—Cleaning
    • B07B1/54—Cleaning with beating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B2220/00—Type of materials being separated
    • B07B2220/02—Plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/70—Gas flow means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2202/00—Treatment under specific physical conditions
    • B22F2202/15—Use of fluidised beds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Air Transport Of Granular Materials (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung umfasst den Schritt (i) desZuführens von zu siebendem Pulver (56) auf ein Sieb durch einen Pulvereinlass (22) und den Schritt (ii) des Antreibens des Siebs für ein erstes Zeitintervall mit einer ersten Antriebsleistung, wobei die erste Antriebsleistung so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver (56) bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung über eine gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in einen Überkornauslass (32) fließt. Nach Ablauf des ersten Zeitintervalls, wir das Sieb in einem Schritt (iii) für ein zweites Zeitintervall mit einer zweiten Antriebsleistung angetrieben, die geringer ist als die erste Antriebsleistung. Nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls, werden die Schritte (ii) und (iii) wiederholt.

Description

Nikon SLM Solutions AG - 1 -
Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung, Siebvorrichtung, Pulveraufbereitungssystem und Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung und eine Siebvorrichtung, die z.B. zur Verwendung in einem Pulverfördersystem einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens geeignet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine mit einer derartigen Siebvorrichtung ausgestattete Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens.
Bei generativen Schichtbauverfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken, insbesondere dem sogenannten Pulverbettschmelzen, wird ein Rohstoffpulver oder -granulat schichtweise auf einen Träger aufgetragen und in Abhängigkeit der gewünschten Geometrie des zu erstellenden Werkstücks ortselektiv mit elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise Laserstrahlung oder Teilchenstrahlung beaufschlagt. Die in die Pulverschicht eindringende Strahlung bewirkt eine Erwärmung und folglich eine Verschmelzung oder Versinterung der Rohstoffpulverpartikel. Anschließend werden sukzessiv weitere Rohstoffpulverschichten auf die bereits strahlungsbehandelte und verfestigte Schicht auf dem Träger aufgebracht bis das Werkstück die gewünschte Form und Größe hat. Das Rohstoffpulver kann Keramik-, Metall- oder Kunststoffmaterialien, aber auch Materialgemische hieraus umfassen. Generative Schichtbauverfahren und insbesondere Pulverbettschmelzverfahren können beispielsweise zur Herstellung von Prototypen, Werkzeugen, Ersatzteilen oder medizinischen Prothesen, wie zum Beispiel zahnärztlichen oder orthopädischen Prothesen, sowie zur Reparatur von Bauteilen anhand von CAD-Daten eingesetzt werden.
Eine beispielsweise aus der EP 2 335 848 Bl bekannte Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken durch selektives Bestrahlen eines Rohstoffpulvers umfasst eine gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtete Prozesskammer sowie einen in der Prozesskammer angeordneten Träger zur Aufnahme des zu bestrahlenden Rohstoffpulvers. Ferner umfasst die Anlage eine Bestrahlungseinrichtung, die mit einer Strahlungsquelle, insbesondere einer Laserquelle, sowie einer optischen Einheit ausgestattet ist. Die optische Einheit dient dazu, einen von der Strahlungsquelle erzeugten Bestrahlungsstrahl in Abhängigkeit der Geometrie des zu erzeugenden Werkstücks selektiv über die auf dem Träger aufgebrachten Rohstoffpulverschichten zu führen. Beim Aufbau eines dreidimensionalen Werkstücks durch selektives Bestrahlen der auf den Träger aufgebrachten Pulverschichten bewirkt die in das Rohstoffpulver eingebrachte Strahlungsenergie ein Aufschmelzen und/oder Versintern der Pulverpartikel.
Bei der additiven Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen im Pulverbett (insbesondere durch selektives Laserschmelzen und/oder selektives Lasersintern) fällt beim Aufträgen der einzelnen Pulverschichten überschüssiges Pulver an, welches in einem oder mehreren Auffangbehältern gesammelt werden kann. Ferner kann beim Auspacken der Werkstücke nicht überschüssiges, verfestigtes Pulver gewonnen werden. Das überschüssige Pulver kann nach einer entsprechenden Wiederaufbereitung erneut in einem additiven Fertigungsprozess verwendet werden. Beispielsweise kann das wiederaufbereitete Pulver als Rohstoffpulver für einen selektiven Laserschmelzprozess bzw. Lasersinterprozess wiederverwendet werden oder dem in diesem Prozess verwendeten frischen Rohstoffpulver beigemischt werden.
Partikelförmige Verunreinigungen sowie verklebte oder versinterte Pulveragglomerate in dem überschüssigen Pulver könnten bei einer erneuten Verwendung des überschüssigen Pulvers in einem additiven Fertigungsprozess jedoch zu Verunreinigungen des Pulverbetts und somit zu einer verminderten Qualität des Werkstücks führen.
Einen wesentlichen Schritt zur Wiederaufbereitung des überschüssigen Pulvers stellt daher das Sieben dar, durch das unerwünschte partikelförmige Verunreinigungen, deren Partikelgröße größer ist als die Partikelgröße des Pulvers, aus dem überschüssigen Pulver entfernt werden. Zusätzlich kann das überschüssige Pulver weiteren Pulverwiederaufbereitungsschritten, z. B. Trocknung, Reinigung, Trennung von Komponenten, etc. unterzogen werden, welche vor und/oder nach dem Sieben des Pulvers durchgeführt werden können.
Eine Vorrichtung zum Sieben von Pulver, die zur Verwendung in einer Anlage zum Herstellen eines dreidimensionalen Werkstücks mittels selektivem Elektronenstrahlschmelzen, selektivem Laserschmelzen, Laserauftragschweißen, Laser Metal Deposition oder selektivem Lasersintern geeignet ist, ist in der DE 20 2021 102 494 beschrieben. Diese Vorrichtung umfassteine Basiseinheit mit einem Schwingungserzeuger und einer Steuerungseinheit zum Ansteuern des Schwingungserzeugers. Die Basiseinheit hat eine Schnittstelle zum Anschließen eines Austauschmoduls, welches ein Sieb und ein Gehäuse zum Halten des Siebs umfasst. Das Austauschmodul ist über die Schnittstelle an die Basiseinheit anschließbar. Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung und eine Siebvorrichtung bereitzustellen, die eine effiziente Siebung von Pulver ermöglichen und daher besonders gut zur Verwendung in einem Pulverfördersystem einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens geeignet sind. Ferner ist die Erfindung auf die Aufgabe gerichtet, eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens anzugeben, die eine effiziente Herstellung qualitativ hochwertiger Werkstücke ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Siebvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.
Bei einem Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung wird in einem Schritt (i) zu siebendes Pulver durch einen Pulvereinlass auf ein Sieb zugeführt. Das Sieb kann einen Siebrahmen umfassen, auf den ein eine Siebfläche definierendes Siebgewebe gespannt ist. Der Siebrahmen kann mit einem Siebbehälter verbunden bzw. auf den Siebbehälter aufgesetzt sein. Gesiebtes Pulver kann dann nach dem Durchtritt durch das Siebgewebe in dem Siebbehälter aufgefangen werden. Der Siebbehälter kann einen sich nach unten verjüngenden Querschnitt aufweisen, sodass in dem Siebbehälter aufgenommenes gesiebtes Pulver schwerkraftgetrieben über einen in einem im Bereich eines unteren Abschnitts des Siebbehälters angeordneten Gesiebtpulverauslass aus dem Siebbehälter abgeführt werden kann. Zur Abfuhr von Überkorn, das zu grobkörnig ist, um das Siebgewebe in Richtung des Siebbehälters zu passieren, kann die Siebvorrichtung einen Überkornauslass aufweisen. Der Pulvereinlass und der Überkornauslass sind vorzugsweise im Bereich entgegengesetzter Seitenränder der Siebfläche angeordnet.
Vorzugsweise ist die Siebvorrichtung mit einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Siebs ausgestattet. Die Antriebsvorrichtung greift vorzugsweise an dem Siebrahmen an, sodass im Betrieb der Siebvorrichtung der Siebrahmen und damit das Siebgewebe durch die Antriebsvorrichtung in Schwingungen versetzt wird. Bei der Antriebsvorrichtung kann es sich um eine mechanische Antriebsvorrichtung handeln, die das Sieb vibratorisch anregt. Vorzugsweise ist die Antriebsvorrichtung jedoch in Form einer Ultraschall-Antriebsvorrichtung ausgeführt und dazu eingerichtet, das Sieb mit Ultraschallschwingungen zu beaufschlagen. Der Einsatz einer Ultraschall-Antriebsvorrichtung anstelle einer mechanischen Antriebsvorrichtung ermöglicht eine Erhöhung des Siebpulverdurchsatzes, d.h. eine höhere Siebleistung, und damit eine Steigerung der Effizienz der Siebvorrichtung. Insbesondere kann der Siebpulverdurchsatz durch die Ausstattung der Siebvorrichtung mit einer Ultraschall-Antriebsvorrichtung gegenüber einer mechanisch angetriebenen Siebvorrichtung um ca. einen Faktor 4 erhöht werden.
Bei einer Ultraschall-Antriebsvorrichtung bestimmt in erster Linie die Frequenz die Antriebsleistung. Die Amplitude hat zwar auch Einfluss auf die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors, jedoch ist die Frequenz der wichtigste Parameter für die Antriebsleistung, da sie die Schwingungen des Siebgewebes und somit die Trennwirkung des Siebs beeinflusst. Eine höhere Frequenz führt normalerweise zu einer verbesserten Trennwirkung und somit zu einem höheren Siebpulverdurchsatz, d.h. einer höheren Siebleistung.
Bei einer losen Schüttung eines Pulvers auf einer Ebene bildet sich ein Schüttwinkel aus. Der Schüttwinkel ist der Winkel zwischen der horizontalen Ebene und der maximalen Neigung, die das Pulver ohne weitere Einwirkungen annehmen kann, also der Winkel, bei dem das Pulver zu fließen beginnt, wenn es auf eine geneigte Oberfläche geschüttet wird. Der Schüttwinkel hängt von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel der Größe und Form der Pulverpartikel ab. Ferner wird der Schüttwinkel von Prozessparametern, wie zum Beispiel der relativen Feuchtigkeit beeinflusst. Eine Pulverschüttung eines mittels der Siebvorrichtung zu siebenden Pulvers kann beispielsweise einen Schüttwinkel zwischen ca. 20° und ca. 40°, vorzugsweise zwischen ca. 25° und ca. 35° und insbesondere bevorzugt von ca. 30° haben.
Als Wandreibungswinkel wird dagegen ein Winkel zwischen einer horizontalen Ebene und der Neigung bezeichnet, bei der das Pulver an der Wand haften bleibt und nicht weiterfließt. Der Wandreibungswinkel hängt von der Art und Beschaffenheit der Wand sowie von der Oberflächenbeschaffenheit der Pulverpartikel ab. Eine Pulverschüttung eines mittels der Siebvorrichtung zu siebenden Pulvers kann beispielsweise einen Wandreibungswinkel zwischen ca. 10° und ca. 30°, vorzugsweise zwischen ca. 15° und ca. 25° und insbesondere bevorzugt von ca. 20° haben.
Bei der Zufuhr von Pulver durch den Pulvereinlass der Siebvorrichtung bildet sich auf dem Sieb, d. h. auf dem Siebgewebe, ein Schüttkegel aus, dessen Form und Schüttwinkel von den auf den Schüttkegel wirkenden Vibrationen und folglich von der Antriebsleistung der das Sieb antreibenden Antriebsvorrichtung beeinflusst wird. Insbesondere wird der Schüttwinkel mit zunehmender Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung reduziert. Gleichzeitig wird durch die von der Antriebsvorrichtung ausgelösten Vibrationen die Wandreibung reduziert, wodurch ein Abgleiten der Pulverschüttung über die Siebfläche erleichtert wird. Wenn das Sieb mit einer geringen Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung angetrieben wird, ähnelt der sich unterhalb des Pulvereinlasses auf dem Sieb ausbildende Schüttkegel einem sich auf einer ruhenden Ebene ausbildenden Schüttkegel, dessen Grundfläche lediglich einen kleinen Abschnitt der Siebfläche des Siebs einnimmt. In einem derartigen Betriebszustand der Siebvorrichtung ist die Siebflächenausnutzung gering, da lediglich ein kleiner zu dem Pulvereinlass benachbarter Abschnitt der Siebfläche tatsächlich mit Pulver beaufschlagt wird.
Wenn das Sieb dagegen mit einer hohen Antriebsleistung angetrieben wird, breitet sich das Pulver über die Siebfläche aus, d. h. der Schüttwinkel des Schüttkegels, den das durch den Pulvereinlass auf das Sieb zuführte Pulver auf der Siebfläche bildet, nimmt mit steigender Antriebsleistung der das Sieb antreibenden Antriebsvorrichtung ebenso ab, wie der Wandreibungswinkel. Dadurch vergrößert sich die Grundfläche des Schüttkegels, sodass die Siebflächenausnutzung zunimmt und auch weiter von dem Pulvereinlass entfernt und dafür näher an dem Überkornauslass liegende Abschnitte der Siebfläche mit Pulver beaufschlagt werden. Wird die Grundfläche des Schüttkegels jedoch zu groß und insbesondere so groß, dass das Pulver über die gesamte Siebfläche fließt und somit die gesamte Siebfläche mit Pulver beaufschlagt wird, besteht die Gefahr, dass Pulver ungesiebt in den Überkornauslass fließt. Dadurch geht Pulver, das eigentlich feinkörnig genug ist, um durch das Siebgewebe hindurch zu treten, ungenutzt verloren und der Siebwirkungsgrad sinkt.
Bei dem Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung wird daher das Sieb in einem Schritt (ii) für ein erstes Zeitintervall mit einer ersten Antriebsleistung angetrieben, die so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung über eine gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in einen Überkornauslass fließt. Während des ersten Zeitintervalls erfolgt der Antrieb der Siebvorrichtung folglich mit einer derart hohen Antriebsleistung, die, würde sie kontinuierlich aufrechterhalten, einerseits zwar eine maximale Siebflächenausnutzung gewährleisten würde, andererseits aber zumindest mit einem hohen Risiko verbunden wäre, dass Pulver ungesiebt durch den Überkornauslass verloren geht.
Nach Ablauf des ersten Zeitintervalls wird das Sieb daher in einem Schritt (Hi) für ein zweites Zeitintervall mit einer zweiten Antriebsleistung angetrieben, die geringer ist als die erste Antriebsleistung. Nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls werden die Schritte (ii) und (iii) wiederholt, d. h. das Sieb wird periodisch abwechselnd mit der ersten höheren Antriebsleistung und der zweiten niedrigeren Antriebsleistung angetrieben.
Die erste Antriebsleistung kann für unterschiedliche Pulverarten und unterschiedliche Prozessparameter, wie zum Beispiel Temperatur, Partikelgrößenverteilung des Pulvers, Feuchtigkeit des Pulvers, etc. unterschiedliche Werte annehmen. Die erste Antriebsleistung kann daher entweder vor einem Siebvorgang empirisch ermittelt oder einer vorher erstellten Antriebsleistungswertetabelle für verschiedene Pulverarten und Prozessparameter entnommen werden. Alternativ dazu kann die erste Antriebsleistung auch anhand von Erfahrungswerten gewählt werden.
Während des ersten Zeitintervalls kann von der aus der hohen Antriebsleistung resultierenden hohen Siebflächenausnutzung und folglich einer hohen Siebleistung profitiert werden. Darüber hinaus wird während des ersten Zeitintervalls Überkorn gezielt in Richtung des Überkornauslasses gefördert. Insbesondere kann durch die „Ausbreitung" des Schüttkegels über die gesamte Siebfläche während des periodisch wiederkehrenden ersten Zeitintervalls auch Überkorn, das sich während der zweiten Zeitintervalle im Inneren des Schüttkegels sammelt und säulenförmig „aufstaut" über den Überkornauslass von der Siebfläche abgeführt werden. Dadurch kann der Bildung von sogenannten Steckkörnern durch Pulverpartikel, die durch Staudruck und die Vibration des Siebs in das Siebgewebe eingepresst werden und das Siebgewebe verstopfen, entgegengewirkt werden. Die Reduzierung der Antriebsleistung während des zweiten Zeitintervalls sorgt dagegen dafür, dass der Verlust von ungesiebtem Pulver durch den Überkornauslass minimiert wird.
Das hier beschriebene Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung ermöglicht daher eine sehr effiziente Siebung von Pulver und ist daher besonders gut zur Verwendung in einem Pulverfördersystem einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens geeignet sind, in dem gegebenenfalls auch große Mengen vergleichsweise teurer (Metall)pulver gesiebt werden müssen. Darüber hinaus wird das Siebgewebe des Siebs durch die periodisch wechselnde Antriebsleistung insgesamt mit einer geringeren Pulvermasse beaufschlagt und damit weniger belastet. Dadurch kann ein geringerer Verschleiß und folglich eine verlängerte Standzeit des Siebgewebes erreicht werden.
Vorzugsweise ist die zweite Antriebsleistung so bemessen, dass das zu siebende Pulver bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel bildet, der im Wesentlichen einem sich auf einer ruhenden Ebene ausbildenden Schüttkegel entspricht. Der Schüttkegel, der sich bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung auf der Siebfläche bildet, hat insbesondere einen Schüttwinkel, der maximal 30 %, vorzugsweise maximal 20 % und insbesondere bevorzugt maximal 10 % größer ist als der Schüttwinkel eines Schüttkegels, der sich auf einer ruhenden Ebene ausbildet. Die Grundfläche des Schüttkegels, der sich bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung auf der Siebfläche bildet, nimmt lediglich einen kleinen im Bereich des Pulvereinlasses angeordneten Abschnitt der Siebfläche des Siebs ein. Während des zweiten Zeitintervalls kann der Antrieb der Siebvorrichtung folglich mit einer derart niedrigen Antriebsleistung erfolgen, die, würde sie kontinuierlich aufrechterhalten, einerseits zwar sicherstellen würde, dass kein oder nahezu kein Pulver ungesiebt in den Überkornauslass fließt, andererseits aber aufgrund der geringen Siebflächenausnutzung einen geringen Siebdurchsatz und folglich eine geringe Siebleistung zur Folge hätte. Somit kann die zweite Antriebsleistung zwar geringer als die erste Antriebsleistung, jedoch größer Null sein.
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen kann die zweite Antriebsleistung jedoch auch Null betragen. In diesem Fall findet im zweiten Zeitintervall kein Antrieb des Siebs statt.
Die zweite Antriebsleistung kann für unterschiedliche Pulverarten und unterschiedliche Prozessparameter, wie zum Beispiel Temperatur, Partikelgrößenverteilung des Pulvers, Feuchtigkeit des Pulvers, etc. unterschiedliche Werte annehmen. Die zweite Antriebsleistung kann daher entweder vor einem Siebvorgang empirisch ermittelt oder einer vorher erstellten Antriebsleistungswertetabelle für verschiedene Pulverarten und Prozessparameter entnommen werden. Alternativ dazu kann die zweite Antriebsleistung auch anhand von Erfahrungswerten gewählt werden. Grundsätzlich kann die Siebfläche des Siebs koplanar zu einer horizontalen Ebene ausgerichtet sein. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, dass die Siebfläche des Siebs relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt ist. Ein Schüttwinkel des Schüttkegels, der sich bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs bildet, ist vorzugsweise an eine Ausrichtung der Siebfläche angepasst. D. h., dann, wenn die Siebfläche des Siebs koplanar zu einer horizontalen Ebene ausgerichtet ist, bildet das durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführte Pulver vorzugsweise einen symmetrischen Schüttkegel mit einem entlang eines Umfangs des Schüttkegels konstanten Schüttwinkel. Ist die Siebfläche des Siebs dagegen relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt, bildet das durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführte Pulver vorzugsweise einen Schüttkegel, dessen Schüttwinkel entlang seines Umfangs in Abhängigkeit der Neigungsrichtung und des Neigungswinkels der Siebfläche variiert.
Vorzugsweise ist die Siebfläche des Siebs derart relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt, dass das Fließen des durch den Pulvereinlass zugeführten Pulvers in Richtung des Überkornauslasses durch die Schwerkraft unterstützt wird. Mit anderen Worten, die Siebfläche des Siebs ist vorzugsweise von einem unterhalb des Pulvereinlasses liegenden Bereich in Richtung Überkornauslasses abschüssig ausgebildet. Dadurch wird nicht nur die Ausbreitung des Pulvers über die Siebfläche, sondern auch der Abtransport von Überkorn von der Siebfläche in den Überkornauslass gefördert. Dementsprechend ist der Schüttwinkel des Schüttkegels, der sich bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung auf der Siebfläche bildet, vorzugsweise in einem dem Überkornauslass zugewandten Umfangsabschnitt des Schüttkegels kleiner als in einem von dem Überkornauslass abgewandten Umfangsabschnitt des Schüttkegels.
Ein Neigungswinkel der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene ist jedoch vorzugsweise geringer ist als ein Schüttwinkel eines Schüttkegels, den das zu siebenden Pulver auf einer horizontalen Ebene bildet. Dadurch wird gewährleistet, dass sich zumindest bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung im Bereich des Pulvereinlasses noch ein stabiler Schüttkegel ausbildet und das Pulver nicht unkontrolliert über die Siebfläche fließt. Beispielsweise kann der Neigungswinkel der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene ca. 10° bis ca. 25°, vorzugsweise ca. 15° bis ca. 20° und insbesondere bevorzugt ca. 17° betragen.
Ähnlich wie die erste Antriebsleistung kann auch das erste Zeitintervall für unterschiedliche Pulverarten und unterschiedliche Prozessparameter, wie zum Beispiel Temperatur, Partikelgrößenverteilung des Pulvers, Feuchtigkeit des Pulvers, etc. unterschiedliche Werte annehmen. Das erste Zeitintervall ist daher vorzugsweise ein vor einem Siebvorgang für das zu siebende Pulver empirisch ermittelter Wert. Das erste Zeitintervall kann aber auch einer vorher erstellten Wertetabelle entnommen werden, die verschiedene Werte des ersten Zeitintervalls für verschiedene Pulverarten und Prozessparameter enthält, oder anhand von Erfahrungswerten gewählt werden.
Bei der Bestimmung des ersten Zeitintervalls wird das erste Zeitintervall vorzugsweise spätestens dann beendet, wenn zu siebendes Pulver in den Überkornauslass fließt. Das Fließen von zu siebendem Pulver in den Überkornauslass kann mittels eines Überkornsensors erfasst werden. Der Überkornsensor ist vorzugsweise im Bereich des Überkornauslasses angeordnet.
Vorzugsweise wird das erste Zeitintervall so bemessen, dass bis zum Ende des ersten Zeitintervalls eine Siebflächenausnutzung von ca. 70 % bis ca. 90 %, vorzugsweise von ca. 75 % bis ca. 85 % und insbesondere bevorzugt von ca. 80 % der gesamten Siebfläche des Siebs nicht überschritten wird. Mit anderen Worten, das erste Zeitintervall sieht vorzugsweise eine „Zeitsicherheitsreserve" vor, sodass sich das Pulver während des ersten Zeitintervalls nicht über die gesamte Siebfläche ausbreitet. Dadurch wird besonders zuverlässig verhindert, dass ungesiebtes Pulver durch den Überkornauslass verloren geht.
Auch das zweite Zeitintervall kann für unterschiedliche Pulverarten und unterschiedliche Prozessparameter, wie zum Beispiel Temperatur, Partikelgrößenverteilung des Pulvers, Feuchtigkeit des Pulvers, etc. unterschiedliche Werte annehmen. Das zweite Zeitintervall ist daher vorzugsweise ebenfalls ein vor einem Siebvorgang für das zu siebende Pulver empirisch ermittelter Wert. Das zweite Zeitintervall kann aber auch einer vorher erstellten Wertetabelle entnommen werden, die verschiedene Werte des zweite Zeitintervalls für verschiedene Pulverarten und Prozessparameter enthält, oder anhand von Erfahrungswerten gewählt werden.
Bei einer Bestimmung des zweiten Zeitintervalls wird das zweite Zeitintervall vorzugsweise spätestens dann beendet, wenn zu siebendes Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet. Dadurch wird einerseits verhindert, dass der Schüttkegel zu groß wird und den Pulvereinlass verstopft. Andererseits wird durch den Übergang in das erste Zeitintervall, während dem das Sieb mit einer erhöhten Antriebsleistung angetrieben und folglich der Siebdurchsatz erhöht wird, die Effizienz des Siebvorgangs gesteigert. Die Bildung eines Schüttkegels mit einer definierten Größe kann beispielsweise mittels eines Dosiersensor erfasst werden. Der Dosiersensor ist vorzugsweise im Bereich des Pulvereinlasses angeordnet.
Im Folgenden wird die Steuerung der Pulverzufuhr durch den Pulvereinlass des Siebs erläutert, die auch unabhängig von der oben beschriebenen Antriebssteuerung beansprucht werden kann.
Bei einem unabhängig beanspruchbaren Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung wird zu siebendes Pulver zumindest zeitweise kontinuierlich mit einem Dosiermassenstrom rhdos = 0,5 * (rh(amin) + rh(amax)) durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt. Der Dosiermassenstrom kann beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung einer dem Pulvereinlass zugeordneten Dosiervorrichtung, die beispielsweise eine Dosierschnecke umfassen kann, und/oder die Ansteuerung eines den Pulvereinlass zugeordneten Ventils eingestellt werden. Die Parameter amax und rh(amax) definieren eine Siebflächenausnutzung und einen Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit einer ersten Antriebsleistung, die so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung über eine gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in einen Überkornauslass fließt. Die Parameter amin und rh(amin) definieren dagegen eine Siebflächenausnutzung und einen Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit einer zweiten Antriebsleistung, die geringer ist als die erste Antriebsleistung. Der kontinuierliche Dosiermassenstrom kann folglich durch die Bildung eines Mittelwerts aus dem Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung und dem Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung ermittelt werden.
Der Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit einer zweiten Antriebsleistung rh(amin) wird vorzugsweise bestimmt, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers durch den Pulvereinlass erhöht wird, bis das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat. Die Bildung des Schüttkegels mit der definierten Größe kann beispielsweise mittels des im Bereich des Pulvereinlasses angeordneten Dosiersensors erfasst werden. Mit anderen Worten, bei der Bestimmung des Siebdurchsatzes bei einem Antreiben des Siebs mit einer zweiten Antriebsleistung rh(amin) wird vorzugsweise der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers durch den Pulvereinlass so lange erhöht, bis der Dosiersensor auslöst.
Der Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung rh(amax) wird vorzugsweise bestimmt, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers durch den Pulvereinlass erhöht wird, bis das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat und zu siebendes Pulver in den Überkornauslass fließt. Die Bildung des Schüttkegels mit der definierten Größe kann beispielsweise wiederum mittels des im Bereich des Pulvereinlasses angeordneten Dosiersensors erfasst werden. Das Fließen von zu siebendem Pulver in den Überkornauslass kann dagegen mittels des im Bereich des Überkornauslasses angeordneten Überkornsensors erfasst werden. Mit anderen Worten, bei der Bestimmung des Siebdurchsatzes bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung rh(amax) wird vorzugsweise der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers durch den Pulvereinlass so lange erhöht, bis der Dosiersensor und der Überkornsensor auslösen.
Der auf diese Weise erhaltene Wert von rh(amax) wird vorzugsweise mit einem Sicherheitsfaktor multipliziert, um einer unbeabsichtigten Überdosierung von Pulver entgegenzuwirken. Der Sicherheitsfaktor kann beispielsweise 0.8, 0.7, 0.6 oder 0.5 betragen.
Während des Siebvorgangs kann sich das Siebgewebe zum Beispiel durch Steckkörner, die durch das Einpressen von Pulverpartikeln in das Siebgewebe gebildet werden, oder Kaltverschweißungen zusetzen. Dadurch nimmt der Siebdurchsatz ab. Um diesem Phänomen Rechnung zu tragen, kann der Dosiermassenstrom rhdos reduziert werden, wenn das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet. Die Bildung des Schüttkegels mit der definierten Größe kann beispielsweise wiederum mittels des im Bereich des Pulvereinlasses angeordneten Dosiersensors erfasst werden. Mit anderen Worten, wenn während eines laufenden Siebvorgangs der Dosiersensor auslöst, kann dies als Anzeichen für eine Verstopfung des Siebgewebes und einen daraus resultierenden reduzierten Siebdurchsatz gewertet und folglich der Dosiermassenstrom verringert werden.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Siebreinigung initiiert werden, wenn das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet und/oder der Dosiermassenstrom rhdos einen Grenzwert unterschreitet. Mit anderen Worten, wenn sich selbst bei einem den Grenzwert unterschreitenden geringen Dosiermassenstrom im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs immer noch ein Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet, kann dies als Anzeichen gewertet werden, dass das Siebgewebe so verstopft ist, dass eine Siebreinigung erforderlich ist.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch nach dem Ende eines jeden Siebvorgangs eine Siebreinigung initiiert werden. Ein Siebvorgang kann beispielsweise beendet werden, wenn ein mit dem Pulvereinlasses der Siebvorrichtung verbindbarer Pulverzufuhrbehälter für zu siebendes Pulver leer ist.
Eine Siebreinigung kann zusätzlich oder alternativ zu den obigen Möglichkeiten auch manuell ausgelöst werden, d. h., von einer Benutzereingabe initiiert. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Siebreinigung zeitgesteuert initiiert werden, beispielsweise immer dann, wenn eine vorbestimmte Zeit (d. h., absolute Zeit) oder eine vorbestimmte Betriebszeit der Siebvorrichtung (d. h., eine Zeit, in der die Siebvorrichtung in Betrieb war) seit einer letzten Siebreinigung vergangen ist.
Bei einer Initiierung einer Siebreinigung wird vorzugsweise die Pulverzufuhr durch den Pulvereinlass gestoppt. Ferner kann noch im Sieb vorhandenes Pulver vor dem Start der Siebreinigung gesiebt werden. Nach dem Start der Siebreinigung kann das Sieb mit einer maximalen Antriebsleistung angetrieben werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann nach dem Start der Siebreinigung ein Vibrator aktiviert werden, der das unabhängig von der Antriebsvorrichtung der Siebvorrichtung Sieb antreibt. Ein Angriffswinkel des Vibrators an das Sieb, eine Antriebsamplitude des Vibrators und/oder eine Antriebsfrequenz des Vibrators ist vorzugsweise variabel einstellbar.
Alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen kontinuierlichen Pulverdosierung kann das zu siebende Pulver zumindest zeitweise diskontinuierlich durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt werden. Bei der diskontinuierlichen Pulverzufuhr kann zunächst in einem nicht angetriebenen Zustand des Siebs zu siebendes Pulver durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird, bis das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat. Die Bildung des Schüttkegels mit einer definierten Größe kann wiederum mithilfe des im Bereich des Pulvereinlasses vorgesehenen Dosiersensors erfasst werden. Nach Beendigung der Pulverzufuhr kann das Sieb angetrieben und das auf die Siebfläche des Siebs zugeführte Pulver gesiebt werden.
Der Siebvorgang kann beendet werden, wenn mzugeführt = müberkorn + mgesiebt, wobei mzugeführt die Masse des zugeführten Pulvers, müberkorn die Masse des in den Überkornauslass geflossenen Überkorns und mgesiebt die Masse des gesiebten Pulvers ist. Die Masse des zugeführten Pulvers mZUgeführt kann beispielsweise mittels einer ersten Messvorrichtung ermittelt werden, die in einem mit dem Pulvereinlasses der Siebvorrichtung verbindbaren Pulverzufuhrbehälter vorgesehen ist. Die Masse des über den Überkornauslass in den Überkornbehälter geflossenen Pulvers müberkorn kann mittels einer zweiten Messvorrichtung ermittelt werden, die in einem mit dem Überkornauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Überkornbehälter vorgesehen ist. Die Masse des gesiebten Pulvers mgesiebt kann schließlich mittels einer dritten Messvorrichtung ermittelt werden, die in einem mit dem Gesiebtpulverauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Gesiebtpulverbehälter vorgesehen ist.
Bei dem Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung kann die Pulverzufuhr entweder ausschließlich kontinuierlich oder ausschließlich diskontinuierlich erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Pulverzufuhr zeitweise kontinuierlich und zeitweise diskontinuierlich erfolgt.
Alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Pulverdosierung kann das zu siebende Pulver zumindest zeitweise mit einem Dosiermassenstrom durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt werden, der in Abhängigkeit der zum Antreiben des Siebs genutzten Antriebsleistung bestimmt wird. Vorzugsweise ist ein erster Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver während des ersten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird, größer ist als ein zweiter Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver während des zweiten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird. Mit anderen Worten, wenn das Sieb während des ersten Zeitintervalls mit einer höheren Antriebsleistung angetrieben wird, wird mehr Pulver durch den Pulvereinlass auf das Sieb geleitet als während des zweiten Zeitintervalls, während dem das Sieb mit einer geringeren Antriebsleistung angetrieben wird. Dadurch kann ein Rückstau von Pulver und/oder ein Zustand verhindert werden, in dem eine größere Pulvermenge auf dem Siebgewebe liegt und die Siebperformance reduziert. Dies ermöglicht eine Steigerung des Pulverdurchsatzes.
Der erste und/oder der zweite Dosiermassenstrom kann/können, ebenso wie die Länge des ersten und des zweiten Zeitintervalls sowie die erste und die zweite Antriebsleistung in Abhängigkeit der Eigenschaften des zu siebenden Pulvers angepasst werden. Der erste und der zweite Dosiermassenstrom können jeweils einen positiven Wert > 0 haben. Es ist jedoch auch denkbar, dass der zweite Dosiermassenstrom einen Wert = 0 hat, d.h. dass während des zweiten Zeitintervalls, während dem das Sieb mit der geringeren zweiten Antriebsleistung angetrieben wird, kein Pulver durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird.
Die Überkornrate ist ein Parameter, der das Verhältnis zwischen der Masse des in einer definierten Zeiteinheit in den Überkornauslass geflossenen Überkorns und der Masse des in der Siebvorrichtung in der definierten Zeiteinheit insgesamt verarbeiteten Pulvers angibt. Insbesondere lässt sich die Überkornrate Qüberkom gemäß
Qüberkorn = 1 — [rhgesiebt/ (rhgesiebt + rhüberkom)]* 100% berechnen, wobei rhgesiebt der Massenstrom des gesiebten Pulvers ist, der während des Siebvorgangs in den mit dem Gesiebtpulverauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Gesiebtpulverbehälter fließt und rhüberkom der Massenstrom des Überkorns ist, der während des Siebvorgangs in den mit dem Überkornauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Überkornbehälter fließt. Die Parameter rhgesiebt und rhüberkom können während des Siebvorgangs kontinuierlich, beispielsweise mittels der in dem Überkornbehälter vorgesehenen zweiten Messvorrichtung sowie der in dem Gesiebtpulverbehälter vorgesehenen dritten Messvorrichtung überwacht werden.
Dementsprechend kann auch die Überkornrate Qüberkom kontinuierlich ermittelt werden.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung ein Warnhinweis ausgegeben, wenn die Überkornrate einen Grenzwert überschreitet. Eine zu hohe Überkornrate kann bei einem Einsatz der Siebvorrichtung zur Aufbereitung von Rohstoffpulver, das zur Verarbeitung in einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens vorgesehen ist, ein Indikator für ungünstige Prozessparameter der Anlage sein. Beispielsweise kann eine zu hohe Überkornrate anzeigen, dass bei der Bestrahlung des Pulvers große Schweißspritzer entstehen, die im Pulverbett verbleiben und damit die Qualität des herzustellenden Werkstücks beeinträchtigen können. Die Überwachung der Überkornrate kann folglich zur Überwachung der Prozessparameter in der Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens genutzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung ist die Siebvorrichtung gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet und wird im Betrieb mit Schutzgas geflutet. Dadurch kann eine ungewünschte Oxidation des mittels der Siebvorrichtung zu siebenden Pulvers verhindert werden. Vorzugsweise kann zusätzliches Schutzgas in die Siebvorrichtung zugeführt werden, wenn ein Inertgasdruck in der Siebvorrichtung einen Grenzwert unterschreitet. Dadurch können Leckagen in der Siebvorrichtung erkannt und kompensiert werden.
Ferner kann während des Siebvorgangs eine Sprungantwort einer Summe aus einem Gesiebtpulvermassenstrom und einem Überkornmassenstrom auf einen Dosiermassenstrom überwacht werden. Unter der „Sprungantwort" der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkorn massenstrom auf den Dosiermassenstrom wird eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt, bei dem der Siebvorrichtung ein definierter Dosiermassenstrom zugeführt worden ist, und einem Zeitpunkt, bei dem ein entsprechender Gesiebtpulvermassenstrom das Siebgewebe passiert hat, verstanden. Die Sprungantwort ist folglich ein Zeitparameter, der die Dauer des Siebvorgangs für einen bestimmten Pulvermassenstrom angibt. Der Dosiermassenstrom kann beispielsweise mithilfe der ersten Messvorrichtung erfasst werden, die in dem mit dem Pulvereinlasses der Siebvorrichtung verbindbaren Pulverzufuhrbehälter vorgesehen ist. Die Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom kann beispielsweise mithilfe der zweiten und der dritten Messvorrichtung erfasst werden, die in dem mit dem Überkornauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Überkornbehälter und in dem mit dem Gesiebtpulverauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Gesiebtpulverbehälter vorgesehen sind. Der Dosiermassenstrom und die Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom können kontinuierlich erfasst werden. Dementsprechend kann auch die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom auf den Dosiermassenstrom kontinuierlich überwacht werden.
Wenn sich das Siebgewebe während des Siebvorgangs zusetzt, verlängert sich die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom den Dosiermassenstrom. Im Gegensatz dazu stellt eine Verkürzung der Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom auf den Dosiermassenstrom und insbesondere eine Verkürzung unter einen bestimmten Grenzwert einen Indikator für einen Defekt, beispielsweise einen Riss des Siebgewebes dar. Daher wird vorzugsweise ein Warnhinweis ausgegeben, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom auf den Dosiermassenstrom einen ersten Grenzwert unterschreitet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Siebreinigung initiiert werden, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom auf den Dosiermassenstrom einen zweiten Grenzwert überschreitet. Dadurch wird eine zusätzliche, zur oben beschriebenen Überwachung der Bildung eines eine bestimmte Größe überschreitenden Schüttkegels im Bereich des Pulvereinlasses redundante Überwachung des Siebdurchsatzes und eine ggf. daraus folgende Initiierung einer Siebreinigung ermöglicht.
Das Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung kann ferner ein Ändern eines Neigungswinkels der Siebfläche des Siebs relativ zu einer horizontalen Ebene umfassen.
Dieser Aspekt, sowie sämtliche im Folgenden beschriebenen Aspekte im Zusammenhang mit einer Änderung des Neigungswinkels stehenden Aspekte können einerseits auf eines der oben beschriebenen Verfahren und/oder andererseits unabhängig davon auf ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung angewendet werden.
Somit kann ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung, insbesondere zum Sieben von Pulver einer additiven Fertigungsvorrichtung (beispielsweise einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Werkstücks mittels selektivem Elektronenstrahlschmelzen, selektivem Laserschmelzen, Laserauftragschweißen, Laser Metal Deposition oder selektivem Lasersintern), die Schritte umfassen: Zuführen von zu siebendem Pulver auf ein Sieb durch einen Pulvereinlass; Antreiben des Siebs; und Ändern eines Neigungswinkels der Siebfläche des Siebs relativ zu einer horizontalen Ebene.
Das Ändern des Neigungswinkels kann beispielsweise ein initiales Ändern und somit Einstellen des Neigungswinkels umfassen, welches insbesondere vor dem Schritt des Zuführens von zu siebendem Pulver durchgeführt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Ändern des Neigungswinkels auch im laufenden Betrieb der Siebvorrichtung erfolgen, beispielsweise jeweils zu Beginn des ersten und/oder des zweiten Zeitintervalls.
Das Sieb kann innerhalb eines insbesondere gasdicht verschlossenen Gehäuses angeordnet sein und das Sieb kann relativ zum Gehäuse rotiert werden und dadurch der Neigungswinkel geändert werden. Das gasdicht verschlossene Gehäuse kann mittels einer Klappe gasdicht verschließbar sein. Durch die Klappe kann das Sieb in das Gehäuse eingebracht werden.
Ein erster Neigungswinkel kann während des ersten Zeitintervalls eingestellt sein und ein zweiter Neigungswinkel kann während des zweiten Zeitintervalls eingestellt sein. Entweder (a) ist der erste Neigungswinkel geringer als der zweite Neigungswinkel o- der (b) der erste Neigungswinkel ist größer als der zweite Neigungswinkel.
Der Neigungswinkel kann während des ersten und/oder während des zweiten Zeitintervalls geändert werden.
Das Verfahren kann ferner ein Erfassen einer Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers auf dem Sieb und/oder einer Position einer Pulverfront des zu siebenden Pulvers auf dem Sieb umfassen. Das Ändern des Neigungswinkels der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene kann in Abhängigkeit von der erfassten Ausbreitungsgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von der erfassten Position erfolgen.
Das Erfassen kann beispielsweise mithilfe eines Sensors durchgeführt werden, wobei der Sensor insbesondere eine Kamera, einen induktiven Sensor und/oder eine Lichtschranke umfassen kann. Der Sensor kann an dem Gehäuse, insbesondere an einer oberen Wand des Gehäuses angebracht sein. Das Erfassen kann ferner mithilfe der Steuereinheit durchgeführt werden. Bei der Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers kann es sich um eine Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulverfront handeln.
Das Ändern des Neigungswinkels kann so erfolgen, dass der Neigungswinkel verringert wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ferner das Ändern des Neigungswinkels so erfolgen, dass der Neigungswinkel erhöht wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Eine Anpassung des Neigungswinkels kann beispielsweise auch permanent erfolgen, also z. B. im Rahmen eines geschlossenen Regelkreises, bei dem durch Einstellen des Neigungswinkels eine konstante Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers eingestellt wird.
Eine Siebvorrichtung umfasst einen Pulvereinlass und eine Antriebsvorrichtung, die konfiguriert ist, das Sieb anzutreiben. Ferner umfasst die Siebvorrichtung eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, den Pulvereinlass und die Antriebsvorrichtung so zu steuern, dass in einem Schritt (i) durch den Pulvereinlass zu siebendes Pulver auf das Sieb zugeführt wird und in einem Schritt (ii) das Sieb für ein erstes Zeitintervall mit einer ersten Antriebsleistung angetrieben wird, wobei die erste Antriebsleistung so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung über eine gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in einen Überkornauslass fließt. Ferner ist die Steuereinheit konfiguriert, den Pulvereinlass und die Antriebsvorrichtung so zu steuern, dass in einem Schritt (Hi) nach Ablauf des ersten Zeitintervalls, das Sieb für ein zweites Zeitintervall mit einer zweiten Antriebsleistung angetrieben wird, die geringer ist als die erste Antriebsleistung und in einem Schritt (iv) nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls, die Schritte (ii) und (iii) wiederholt werden.
Die zweite Antriebsleistung ist vorzugsweise so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel bildet, der im Wesentlichen einem sich auf einer ruhenden Ebene ausbildenden Schüttkegel entspricht, wobei ein Schüttwinkel des Schüttkegels insbesondere an eine Ausrichtung der Siebfläche angepasst ist.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Siebfläche des Siebs derart relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt sein, dass das Fließen des durch den Pulvereinlass zugeführten Pulvers in Richtung des Überkornauslasses durch die Schwerkraft unterstützt wird, wobei ein Neigungswinkel der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene vorzugsweise geringer ist als ein Schüttwinkel eines Schüttkegels, den das zu siebenden Pulver auf einer horizontalen Ebene bildet.
Das erste Zeitintervall kann ein für das zu siebende Pulver empirisch ermittelter Wert sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuereinheit konfiguriert sein, bei der Bestimmung des ersten Zeitintervalls das erste Zeitintervall spätestens dann zu beenden, wenn zu siebendes Pulver in den Überkornauslass fließt. Die Siebvorrichtung kann einen im Bereich des Überkornauslasses vorgesehenen Überkornsensor zur Überwachung des Fließens von zu siebendem Pulver in den Überkornauslass umfassen. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, das erste Zeitintervall so zu bemessen, dass bis zum Ende des ersten Zeitintervalls eine Siebflächenausnutzung von ca. 70 % bis ca. 90 %, vorzugsweise von ca. 75 % bis ca. 85 % und insbesondere bevorzugt von ca. 80 % der gesamten Siebfläche des Siebs nicht überschritten wird.
Das zweite Zeitintervall kann ein für das zu siebende Pulver empirisch ermittelter Wert sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuereinheit konfiguriert sein, bei einer Bestimmung des zweiten Zeitintervalls das zweite Zeitintervall spätestens dann zu beenden, wenn das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet. Die Siebvorrichtung kann einen im Bereich des Pulvereinlasses vorgesehenen Dosiersensor zur Erfassung der Bildung eines Schüttkegels mit einer definierten Größe umfassen.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Siebvorrichtung erläutert, die mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Pulverzufuhr durch den Pulvereinlass des Siebs ausgestattet ist und auch unabhängig von der oben beschriebenen Siebvorrichtung mit einer eine Antriebssteuerung ausführenden Steuereinheit beansprucht werden kann.
Eine unabhängig beanspruchbare Siebvorrichtung umfasst einen Pulvereinlass sowie eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, den Pulvereinlass so zu steuern, dass das zu siebende Pulver zumindest zeitweise kontinuierlich mit einem Dosiermassenstrom rhdos = 0,5 * (rh(amin) + rh(amax)) durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird. Zur Einstellung des Dosiermassenstroms kann die Steuereinheit beispielsweise konfiguriert sein, eine dem Pulvereinlass zugeordnete Dosiervorrichtung, die beispielsweise eine Dosierschnecke umfassen kann, und/oder ein den Pulvereinlass zugeordnetes Ventil entsprechend anzusteuern. Die Parameter amax und rh(amax) definieren eine Siebflächenausnutzung und einen Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit einer ersten Antriebsleistung, die so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung über eine gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in einen Überkornauslass fließt. Die Parameter amin und rh(amin) definieren dagegen eine Siebflächenausnutzung und einen Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit einer zweiten Antriebsleistung, die geringer ist als die erste Antriebsleistung.
Die Steuereinheit kann ferner konfiguriert sein, rh(amin) zu bestimmen, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers durch den Pulvereinlass erhöht wird, bis das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Steuereinheit konfiguriert sein, rh(amax) zu bestimmen, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers durch den Pulvereinlass erhöht wird, bis das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat und zu siebendes Pulver in den Überkornauslass fließt, wobei der so erhaltene Wert von rh(amax) vorzugsweise mit einem Sicherheitsfaktor von 0.8, 0.7, 0.6 oder 0.5 multipliziert wird. Die Steuereinheit kann ferner konfiguriert sein, den Dosiermassenstrom rhdos zu reduzieren, wenn das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet. Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, eine Siebreinigung zu initiieren, wenn das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet und/oder der Dosiermassenstrom rhdos einen Grenzwert unterschreitet.
Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, bei einer Initiierung einer Siebreinigung, den Pulvereinlass so zu steuern, dass die Pulverzufuhr durch den Pulvereinlass gestoppt wird, und/oder die Antriebsvorrichtung so zu steuern, dass noch im Sieb vorhandenes Pulver vor dem Start der Siebreinigung gesiebt wird, und/oder die Antriebsvorrichtung so zu steuern, dass nach dem Start der Siebreinigung das Sieb mit einer maximalen Antriebsleistung angetrieben wird, und/oder nach dem Start der Siebreinigung einen Vibrator zu aktivieren, der konfiguriert ist, das Sieb unabhängig von der Antriebsvorrichtung der Siebvorrichtung anzutreiben. Vorzugsweise ist ein Angriffswinkel des Vibrators an das Sieb, eine Antriebsamplitude des Vibrators und/oder eine Antriebsfrequenz des Vibrators variabel einstellbar.
Die Steuereinheit kann ferner konfiguriert sein, den Pulvereinlass so zu steuern, dass das zu siebende Pulver zumindest zeitweise diskontinuierlich durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird. Insbesondere kann die Steuereinheit konfiguriert sein, die Antriebsvorrichtung und den Pulvereinlass so zu steuern, dass zunächst in einem nicht angetriebenen Zustand des Siebs zu siebendes Pulver durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird, bis das zu siebende Pulver im Bereich des Pulvereinlasses auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat, und nach Beendigung der Pulverzufuhr das Sieb angetrieben und das auf die Siebfläche des Siebs zugeführte Pulver gesiebt wird. Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, die Antriebsvorrichtung und den Pulvereinlass so zu steuern, dass der Siebvorgang beendet wird, wenn mzugeführt = müberkorn + mgesiebt, wobei mzugeführt die Masse des zugeführten Pulvers, müberkorn die Masse des in den Überkornauslass geflossenen Überkorns und mgesiebt die Masse des gesiebten Pulvers ist.
Die Siebvorrichtung kann eine erste Messvorrichtung zur Ermittlung von mZUgeführt, die in einem mit dem Pulvereinlass der Siebvorrichtung verbindbaren Pulverzufuhrbehälter vorgesehen ist, eine zweite Messvorrichtung zur Ermittlung von müberkorn, die in einem mit dem Überkornauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Überkornbehälter vorgesehen ist, und/oder eine dritte Messvorrichtung zur Ermittlung von mgesiebt umfasst, die in einem mit einem Gesiebtpulverauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Gesiebtpulverbehälter vorgesehen ist.
Die Steuereinheit kann ferner konfiguriert sein, den Pulvereinlass so zu steuern, dass das zu siebende Pulver zumindest zeitweise mit einem Dosiermassenstrom durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird, der in Abhängigkeit der zum Antreiben des Siebs genutzten Antriebsleistung bestimmt wird, wobei insbesondere ein erster Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver während des ersten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird, größer ist als ein zweiter Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver während des zweiten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt wird.
Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, einen Warnhinweis auszugeben, wenn eine insbesondere kontinuierlich gemessene Überkornrate einen Grenzwert überschreitet.
Vorzugsweise ist die Siebvorrichtung gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet und im Betrieb mit einem Schutzgas geflutet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuereinheit konfiguriert sein, zusätzliches Schutzgas in die Siebvorrichtung zuzuführen, wenn ein Inertgasdruck in der Siebvorrichtung einen Grenzwert unterschreitet. Hierzu kann die Steuereinheit beispielsweise ein die Zufuhr von Inertgas in die Siebvorrichtung steuerndes Ventil ansteuern.
Die Steuereinheit ist vorzugsweise ferner konfiguriert, während des Siebvorgangs eine Sprungantwort einer Summe aus einem Gesiebtpulvermassenstrom und einem Überkornmassenstrom auf einen Dosiermassenstrom zu überwachen. Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, einen Warnhinweis auszugeben, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom auf den Dosiermassenstrom einen ersten Grenzwert unterschreitet. Schließlich kann die Steuereinheit konfiguriert sein, eine Siebreinigung zu initiieren, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom und dem Überkornmassenstrom auf den Dosiermassenstrom einen zweiten Grenzwert überschreitet.
Die Siebvorrichtung kann ferner einen von einem Siebbehälter lösbaren Deckel umfassen. In dem Deckel kann eine Dichtung angeordnet sein. Beispielsweise kann die Dichtung im Bereich einer dem Siebbehälter zugewandten Seite des Deckels angeordnet sein und dazu dienen, den Siebbehälter bei geschlossenem Deckel gegenüber der Umgebungsatmosphäre abzudichten. Ferner kann die Siebvorrichtung eine Klemmvorrichtung umfassen, die konfiguriert ist, eine Klemmkraft auf die Dichtung auszuüben, die die Dichtung in ihrer Position in dem Deckel hält. Die Klemmvorrichtung kann beispielsweise ein Klemmstück umfassen, das mithilfe einer Stellschraube gegen die Dichtung gedrückt werden kann. Die Klemmvorrichtung verhindert in vorteilhafter Weise, dass die Dichtung aus dem Deckel herausfällt, wenn der Deckel von dem Siebbehälter abgenommen wird.
Die Siebvorrichtung kann eine Neigungsvorrichtung zum Ändern eines Neigungswinkels der Siebfläche des Siebs relativ zu einer horizontalen Ebene umfassen.
Dieser Aspekt, sowie sämtliche im Folgenden beschriebenen Aspekte im Zusammenhang mit einer Änderung des Neigungswinkels stehenden Aspekte können einerseits auf eine der oben beschriebenen Siebvorrichtungen und/oder andererseits unabhängig davon auf eine Siebvorrichtung angewendet werden.
Somit kann eine Siebvorrichtung, insbesondere zum Sieben von Pulver einer additiven Fertigungsvorrichtung (beispielsweise einer Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Werkstücks mittels selektivem Elektronenstrahlschmelzen, selektivem Laserschmelzen, Laserauftragschweißen, Laser Metal Deposition oder selektivem Lasersintern), umfassen: einen Pulvereinlass; eine Antriebsvorrichtung, die konfiguriert ist, das Sieb anzutreiben; und eine Neigungsvorrichtung zum Ändern eines Neigungswinkels der Siebfläche des Siebs relativ zu einer horizontalen Ebene.
Das Ändern des Neigungswinkels kann beispielsweise ein initiales Ändern und somit Einstellen des Neigungswinkels umfassen, welches insbesondere vor dem Schritt des Zuführens von zu siebendem Pulver durchgeführt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Ändern des Neigungswinkels auch im laufenden Betrieb der Siebvorrichtung erfolgen, beispielsweise jeweils zu Beginn des ersten und/oder des zweiten Zeitintervalls.
Die Siebvorrichtung kann ein insbesondere gasdicht verschließbares Gehäuse umfassen, wobei das Sieb innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und wobei die Neigungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, das Sieb relativ zum Gehäuse zu rotieren und dadurch den Neigungswinkel zu ändern.
Der Pulvereinlass und der Überkornauslass können fest an dem Gehäuse angebracht sein. Der Pulvereinlass kann an einer Oberseite des Gehäuses und der Überkornauslass kann an einer Unterseite des Gehäuses angebracht sein. Ferner kann ein Siebbehälter fest an der Unterseite des Gehäuses angebracht sein.
Die Siebvorrichtung kann eine Siebaufnahme zum Aufnehmen, insbesondere zum
Einschieben des Siebs umfassen. Die Neigungsvorrichtung kann an der Siebaufnahme befestigt sein und dazu eingerichtet sein, die Siebaufnahme zu rotieren.
Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, einen ersten Neigungswinkel während des ersten Zeitintervalls einzustellen und einen zweiten Neigungswinkel während des zweiten Zeitintervalls einzustellen. Entweder ist (a) der erste Neigungswinkel geringer als der zweite Neigungswinkel oder (b) der erste Neigungswinkel größer als der zweite Neigungswinkel. Der erste Neigungswinkel und der zweite Neigungswinkel können während des ersten bzw. zweiten Zeitintervalls konstant gehalten werden.
Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, den Neigungswinkel während des ersten und/oder während des zweiten Zeitintervalls zu ändern.
Die Siebvorrichtung kann ferner mindestens einen Sensor umfassen, zum Erfassen einer Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers auf dem Sieb und/oder einer Position einer Pulverfront des zu siebenden Pulvers auf dem Sieb. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, das Ändern des Neigungswinkels der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene in Abhängigkeit von der erfassten Ausbreitungsgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von der Erfassten Position erfolgen zu lassen.
Der Sensor kann insbesondere eine Kamera, einen induktiven Sensor und/oder eine Lichtschranke umfassen. Der Sensor kann an dem Gehäuse, insbesondere an einer oberen Wand des Gehäuses angebracht sein. Das Erfassen kann ferner mithilfe der Steuereinheit durchgeführt werden. Bei der Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers kann es sich um eine Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulverfront handeln.
Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, das Ändern des Neigungswinkels so erfolgen zu lassen, dass der Neigungswinkel verringert wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ferner kann die Steuereinheit konfiguriert sein, das Ändern des Neigungswinkels so erfolgen zu lassen, dass der Neigungswinkel erhöht wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Die Steuereinheit kann eine Anpassung des Neigungswinkels beispielsweise auch permanent erfolgen lassen, also z. B. im Rahmen eines geschlossenen Regelkreises, bei dem durch Einstellen des Neigungswinkels eine konstante Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers eingestellt wird.
Ein Pulveraufbereitungssystem umfasst eine oben beschriebene Siebvorrichtung. Das Pulveraufbereitungssystem kann beispielsweise in Form eines geschlossenen, gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichteten Systems ausgeführt sein. Ferner kann das Pulveraufbereitungssystem im Betrieb in Teilbereichen oder gänzlich mit einem Schutzgas geflutet sein. Das Pulveraufbereitungssystem kann einen mit dem Pulvereinlass der Siebvorrichtung verbindbaren Pulverzufuhrbehälter, einen mit dem Gesiebtpulverauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Gesiebtpulverbehälter sowie einen mit dem Überkornauslass der Siebvorrichtung verbindbaren Überkornbehälter umfassen. Das Pulveraufbereitungssystem ist insbesondere zur Verwendung in einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung vorgesehen.
Eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung umfasst eine oben beschriebene Siebvorrichtung und/oder ein oben beschriebenes Pulveraufbereitungssystem.
Ferner kann die Anlage eine insbesondere gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtete Prozesskammer sowie einen Träger zur Aufnahme des zu bestrahlenden Rohstoffpulvers umfassen. Beim Aufträgen der einzelnen Pulverschichten auf den Träger anfallendes überschüssiges Pulver kann in einem oder mehreren Auffangbehältern gesammelt werden. Die Prozesskammer kann einen Gaseinlass zum Zuführen eines Gases, insbesondere eines Inertgases, in die Prozesskammer sowie einen Gasauslass zum Abführen von gegebenenfalls mit partikelförmigen Verunreinigungen beladenem Gas aus der Prozesskammer umfassen. Der Träger kann in der Prozesskammer angeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Prozesskammer über den Träger bewegbar ist. Bei dem Träger kann es sich um einen starr fixierten Träger handeln. Vorzugsweise ist der Träger jedoch in vertikaler Richtung verschiebbar, sodass der Träger mit zunehmender Bauhöhe eines auf dem Träger aufgebauten Werkstücks schrittweise in vertikaler Richtung nach unten bewegt werden kann. Das beispielsweise mittels einer über den Träger bewegbaren Pulverauftragsvorrichtung auf den Träger aufgebrachte Rohstoffpulver ist vorzugsweise ein Metallpulver, insbesondere ein Metalllegierungspulver. Das Rohstoffpulver kann aber auch ein keramisches Pulver oder ein verschiedene Materialien enthaltendes Pulver sein. Das Pulver kann jede geeignete Partikelgröße oder Partikelgrößenverteilung haben. Es ist jedoch bevorzugt, Pulver mit Partikelgröße kleiner 100 pm zu verarbeiten.
Die Anlage umfasst vorzugsweise ferner eine Bestrahlungseinrichtung, die dazu dient, ortselektiv elektromagnetische Strahlung oder Teilchenstrahlung auf das auf den Träger aufgebrachte Pulverbett zu richten. Ferner kann die Anlage eine Auspackstation umfassen, in die ein in einer Baukammer aufgenommenes Werkstück nach seiner Fertigstellung überführt werden kann. In der Auspackstation kann das Werkstück, gegebenenfalls nach einer Abkühlzeit, aus der Baukammer und dem es in der Baukammer umgebenden nicht verfestigten Pulver entnommen werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, von denen
Figur 1 eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung zeigt, die mit einem Pulveraufbereitungssystem ausgestattet ist, welches eine Siebvorrichtung umfasst;
Figur 2 eine Detailansicht der in der Pulveraufbereitungssystem gemäß Figur 1 eingesetzten Siebvorrichtung zeigt;
Figur 3 eine lose Pulverschüttung auf einer Ebene zeigt;
Figur 4 die Siebvorrichtung gemäß Figur 2 bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit einer geringen (zweiten) Antriebsleistung zeigt;
Figur 5 die Siebvorrichtung gemäß Figur 2 bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit einer hohen (ersten) Antriebsleistung zeigt;
Figur 6 die Siebvorrichtung gemäß Figur 2 im Betrieb zeigt, wobei die Siebvorrichtung periodisch abwechselnd mit der ersten Antriebsleistung und der zweiten Antriebsleistung angetrieben wird; Figur 7 die Entwicklung der Antriebsleistung (oben) und des Dosiermassenstroms (unten) in Abhängigkeit der Zeit bei einer Steuerung des Dosiermassenstroms in Abhängigkeit der Antriebsleistung veranschaulicht;
Figur 8 die Entwicklung einer Sprungantwort einer Summe aus einem Gesiebtpulvermassenstrom und einem Überkornmassenstrom auf einen Dosiermassenstrom bei einem Defekt eines Siebgewebes zeigt; und
Figur 9 eine alternative Ausführungsform einer Siebvorrichtung, welche ein Gehäuse und ein relativ zu dem Gehäuse neigbar gelagertes Sieb umfasst, dessen Neigungswinkel relativ zur horizontalen Ebene eingestellt werden kann.
Eine in Figur 1 gezeigte Anlage 100 zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung umfasst eine Prozesskammer 102, die gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist. Eine in der Prozesskammer 102 angeordnete Pulverauftragsvorrichtung 104 dient dazu, Rohstoffpulverschichten auf einen Träger 106 aufzubringen. Überschüssiges Pulver welches beim Aufträgen der einzelnen Pulverschichten auf den Träger 106 anfällt, wird in einem Auffangbehälter 107 gesammelt. Der Träger 106 ist in vertikaler Richtung verschiebbar, sodass der Träger 106 mit zunehmender Bauhöhe eines auf dem Träger 106 aufgebauten Werkstücks 108 schrittweise in vertikaler Richtung nach unten in eine Baukammer 109 bewegt werden kann.
Die Prozesskammer 102 ist mit einem Gaseinlass 110 zur Zufuhr eines Inertgases (z. B. Argon) in die Prozesskammer 102 versehen. Ferner ist ein Gasauslass 112 vorhanden, so dass ein kontinuierlicher Gasstrom durch die Prozesskammer 102 erzeugt werden kann. Der Gasstrom kann dazu dienen, Schmelzespritzer und/oder andere unerwünschte Schmutzpartikel, wie zum Beispiel Schweißrauch, aus der Prozesskammer 102 abzuführen.
Die Anlage 100 umfasst ferner eine Bestrahlungseinrichtung 112, die dazu dient, ortselektiv elektromagnetische Strahlung oder Teilchenstrahlung auf das auf den Träger 106 aufgebrachte Pulverbett zu richten. Die in der Figur 1 gezeigte beispielhaften Anlage 100 umfasst lediglich eine Bestrahlungseinrichtung 112. Die Anlage 100 kann jedoch auch eine Mehrzahl von Bestrahlungseinrichtungen 112 aufweisen. Die Bestrahlungseinrichtung 112 umfasst eine hier insbesondere in Form einer Laserquelle ausgebildete Strahlungsquelle 114. Die Strahlungsquelle 114, die beispielsweise einen diodengepumpten Ytterbium-Faserlaser umfassen kann, welcher Laserlicht mit einer Wellenlänge von ungefähr 1070 bis 1080 nm emittiert, kann in die Bestrahlungseinrichtung 112 integriert sein. In der in der Figur 1 gezeigten Anlage 100 ist die Strahlungsquelle 114 jedoch außerhalb der Bestrahlungseinrichtung 112 angeordnet, wobei ein von der Strahlungsquelle 114 emittierter Laserstrahl 116 über eine optische Faser 118 in die Bestrahlungseinrichtung 112 geleitet wird.
Die Bestrahlungseinheit 112 umfasst ferner zwei Linsen 120 und 122. In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform einer Bestrahlungseinheit 112 haben beide Linsen 120 und 122 eine positive Brechkraft. Die Linse 120 kollimiert das von der optischen Faser 118 emittierte Laserlicht, so dass ein kollimierter oder im Wesentlichen kollimier- ter Laserstrahl 116 erzeugt wird. Die Linse 122 ist dagegen so konfiguriert, dass sie den kollimierten (oder im Wesentlichen kollimierten) Laserstrahl 116 auf eine gewünschte z-Position entlang einer z-Achse fokussiert.
Schließlich umfasst die Bestrahlungseinheit 112 ein Scannersystem mit einem um eine Schwenkachse S schwenkbaren Scannerspiegel 124. Im Betrieb der Anlage 100 dient das Scannersystem und insbesondere der Scannerspiegel 124 dazu, den von der Strahlungsquelle 114 emittierten Laserstrahl 116, derart abzulenken, dass der Strahl 116 an einer gewünschten Position auf die auf den Träger 106 aufgebrachte Rohstoffpulverschicht trifft.
Die Anlage 100 umfasst ferner eine Auspackstation 126. In die Auspackstation 126 wird eine Baukammer 109 mit einem darin angeordneten Werkstück 108 überführt, wenn der Bau des Werkstücks 108 abgeschlossen ist. Die Bestrahlungseinrichtung 112 und die Prozesskammer 102 können dann ohne weitere Zeitverzögerung für den Bau eines neuen Werkstücks genutzt werden. In der Auspackstation 126 kann das Werkstück 108 bei Bedarf abgekühlt werden und wird dann ausgepackt, d. h. aus der Baukammer 109 entnommen. Dabei fällt eine gegebenenfalls auch große Menge an nicht verfestigtem Pulver an, in das das Werkstück 108 vor dem Auspacken eingebettet ist.
Sowohl das in dem Auffangbehälter 107 gesammelte als auch das in der Auspackstation 126 rückgewonnene Pulver kann partikelförmige Verunreinigungen sowie verklebte oder versinterte Pulveragglomerate enthalten. Diese Verunreinigungen könnten bei einer erneuten Verwendung des Pulvers in einem additiven Fertigungsprozess in der Anlage 100 zu Verunreinigungen des Pulverbetts und folglich einer verminderten Qualität des Werkstücks 108 führen. Die Anlage 100 umfasst daher ein Pulveraufbereitungssystem 128, das über eine Pulverleitung 130 mit dem Auffangbehälter 107 und der Auspackstation 126 verbunden ist. Zur Förderung von Pulver aus dem Auffangbehälter 107 und der Auspackstation 126 in das Pulveraufbereitungssystem 128 kann beispielsweise ein Gebläse, eine Förderschecke oder eine sonstige geeignete Fördereinrichtung (in Figur 1 nicht gezeigt) eingesetzt werden. Das Pulveraufbereitungssystem ist in Form eines geschlossenen, gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichteten Systems ausgeführt und im Betrieb vollständig mit einem Schutzgas, wie z.B. Argon, geflutet.
Das Pulveraufbereitungssystem 128 umfasst einen mit der Pulverleitung 130 verbundenen Pulverzufuhrbehälter 132. Der Pulverzufuhrbehälter 132 dient somit der Aufnahme des aufzubereitenden Pulvers aus dem Auffangbehälter 107 und der Auspackstation 126. Ferner umfasst das Pulveraufbereitungssystem 128 eine Siebvorrichtung 10 mit einem Sieb, das durch einen Siebrahmen 14 und ein auf den Siebrahmen gespanntes Siebgewebe 16 gebildet wird. Gesiebtes Pulver wird nach dem Durchtritt durch das Siebgewebe 16 in einem Siebbehälter 18 aufgefangen.
Ein Deckel 20 ist auf den Siebrahmen 14 aufgesetzt, sodass der Siebbehälter 18, wie auch die übrigen Komponenten des Pulveraufbereitungssystems 128, gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist und im Betrieb der Siebvorrichtung 10 mit einem Inertgas geflutet werden kann. Als inertes Schutzgas kann beispielsweise Argon verwendet werden, das eine unerwünschte Oxidation des in der Siebvorrichtung 10 zu siebenden Pulver 56 verhindert. Mittels eines in den Figuren nicht veranschaulichten Drucksensors wird der Inertgasdruck in der Siebvorrichtung 10 kontinuierlich überwacht. Wenn er Inertgasdruck in der Siebvorrichtung 10 einen Grenzwert unterschreitet wird unter der Steuerung der Steuereinheit 40 zusätzliches Schutzgas in die Siebvorrichtung 10 zugeführt.
Eine Detailansicht der Siebvorrichtung 10 ist in Figur 2 gezeigt. Ein Pulvereinlass 22 der Siebvorrichtung 10 umfasst eine Dosiervorrichtung 24 sowie ein Ventil 26, sodass über den Pulvereinlass 22 eine gesteuerte Zufuhr von Pulver aus dem Pulverzufuhrbehälter 132 auf das Sieb möglich ist. Im Bereich des Pulvereinlasses 22 ist ein Dosiersensor 23 vorgesehen, dessen Funktion im Folgenden noch näher erläutert wird. Der Siebbehälter 18 hat einen sich nach unten verjüngenden Querschnitt. In dem Siebbehälter 18 aufgenommenes gesiebtes Pulver kann folglich schwerkraftgetrieben über einen im Bereich eines unteren Abschnitts des Siebbehälters 18 angeordneten Gesiebtpulverauslass 28 aus dem Siebbehälter abgeführt werden. Der Gesiebtpulverauslass 28 ist mit einem Gesiebtpulverbehälter 134 des Pulveraufbereitungssystems 128 verbunden und umfasst ein Ventil 30, sodass über den Gesiebtpulverauslass 28 eine gesteuerte Abfuhr von gesiebtem Pulver aus dem Siebbehälter 18 in einen Gesiebtpulverbehälter 134 des Pulveraufbereitungssystems 128 möglich ist.
Ferner umfasst die Siebvorrichtung 10 einen Überkornauslass 32, dem ein Ventil 34 zugeordnet ist. Im Bereich des Überkornauslasses 32 ist ein Überkornsensor 33 vorgesehen, der in den Überkornauslass 32 fließende Pulverpartikel erfassen kann. Über den Überkornauslass 24 kann gesteuert Überkorn, das zu grobkörnig ist, um das Siebgewebe 16 in Richtung des Siebbehälters 18 zu passieren, aus der Siebvorrichtung 10 abgeführt und einem Überkornbehälter 136 des Pulveraufbereitungssystems 128 zugeleitet werden. Der Pulvereinlass 22 und der Überkornauslass 32 sind im Bereich entgegengesetzter Seitenränder der durch das Siebgewebe 16 definierten Siebfläche angeordnet. Ferner ist das Siebgewebe 16 und damit die durch das Siebgewebe 16 definierte Siebfläche des Siebs derart relativ zu einer horizontalen Ebene E geneigt, dass das Fließen des durch den Pulvereinlass zugeführten Pulvers in Richtung des Überkornauslasses 32 durch die Schwerkraft unterstützt wird. Mit anderen Worten, die Siebfläche des Siebs ist von einem unterhalb des Pulvereinlasses 22 liegenden Bereich in Richtung Überkornauslasses 32 abschüssig ausgebildet, wodurch die Ausbreitung von über den Pulvereinlass 22 zugeführtem Pulver über die Siebfläche sowie der Abtransport von Überkorn in den Überkornauslass 32 gefördert wird. Ebenso wie die Abfuhr von gesiebtem Pulver erfolgt auch die Abfuhr von Überkorn aus der Siebvorrichtung 10 schwerkraftgetrieben.
Die Siebvorrichtung 10 ist ferner mit einer Antriebsvorrichtung 36 zum Antreiben des Siebs ausgestattet. Die Antriebsvorrichtung 36 greift an dem Siebrahmen an und versetzt im Betrieb der Siebvorrichtung 10 der Siebrahmen 14 und damit das Siebgewebe 16 in Schwingungen. Die hier gezeigte bevorzugte Ausführungsformen einer Siebvorrichtung 10 ist mit einer in Form einer Ultraschall-Antriebsvorrichtung ausgeführten Antriebsvorrichtung 36 ausgestattet, die dazu eingerichtet ist, das Sieb mit Ultraschallschwingungen zu beaufschlagen. Ferner ist ein ebenfalls an dem Siebrahmen 14 angreifender Vibrator 38 vorgesehen, der dazu dient, den Siebrahmen 14 und damit das Siebgewebe 16 zum Zwecke einer Siebreinigung in Schwingungen zu versetzen.
Der Betrieb der Siebvorrichtung 10 wird mittels einer Steuereinheit 40 gesteuert. Bei der Steuereinheit 40 kann es sich um eine Steuereinheit handeln, die ausschließlich der Siebvorrichtung 10 zugeordnet ist. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, dass die Steuereinheit 40 in eine übergeordnete Steuereinheit, beispielsweise eine Steuereinheit zur Steuerung des Pulveraufbereitungssystems 128 und/oder eine Steuereinheit zu Steuerung der Anlage 100 zur Herstellung eines dreidimensionalen Werkstücks integriert ist.
Schließlich umfasst die Siebvorrichtung 10 eine erste Messvorrichtung 42, eine zweite Messvorrichtung 40 sowie eine dritte Messvorrichtung 46. Die erste Messvorrichtung 42, die hier in Form einer oder mehrerer Wägemesszelle(n) ausgeführt ist, ist in dem Pulverzufuhrbehälter 132 des Pulveraufbereitungssystems 28 angeordnet und dient dazu, die Masse des dem Pulvereinlass 22 der Siebvorrichtung 10 aus dem Pulverzufuhrbehälter 32 zugeführten Pulvers zu erfassen. Die zweite Messvorrichtung 44, die hier ebenfalls in Form einer oder mehrerer Wägemesszelle(n) ausgeführt ist, ist in dem Überkornbehälter 136 des Pulveraufbereitungssystems 28 angeordnet und dient dazu, die Masse des über den Überkornauslass 32 der Siebvorrichtung 10 in den Überkornbehälter 136 geflossenen Überkorns zu erfassen. Die dritte Messvorrichtung 46, die wiederum in Form einer oder mehrerer Wägemesszelle(n) ausgeführt ist, ist schließlich in dem Gesiebtpulverbehälter 134 das Pulveraufbereitungssystems 28 angeordnet und dient dazu, die Masse des gesiebten Pulvers zu ermitteln, die aus dem Gesiebtpulverauslass 28 der Siebvorrichtung 10 in den Gesiebtpulverbehälter 134 fließt.
Wie in Figur 3 zu erkennen ist, bildet sich bei einer losen Schüttung eines Pulvers 56 auf einer Ebene ein Schüttwinkel aa aus, welcher von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel der Form, Dichte, Größenverteilung und Oberflächenbeschaffenheit der Pulverpartikel sowie von Prozessparametern, wie zum Beispiel der relativen Feuchtigkeit und der Temperatur sowie von auf den Schüttkegel wirkenden Vibrationen und Bewegungen beeinflusst wird.
Wenn zu siebendes Pulver 56 durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb der Siebvorrichtung 10 zugeführt wird, bildet sich auf dem Sieb, d. h. auf dem Siebgewebe 16, ein Schüttkegel aus, dessen Form und Schüttwinkel von den auf den Schüttkegel wirkenden Vibrationen und folglich von der Antriebsleistung der das Sieb antreibenden Antriebsvorrichtung 36 beeinflusst wird. Darüber hinaus werden die Form und der Schüttwinkel des Schüttkegels vom Neigungswinkel der Siebfläche beeinflusst.
Wenn das Sieb, wie in Figur 4 gezeigt, mit einer geringen Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung 36 angetrieben wird, ähnelt der sich unterhalb des Pulvereinlasses 22 auf dem Sieb ausbildende Schüttkegel einem sich auf einer ruhenden Ebene ausbildenden Schüttkegel, dessen Grundfläche lediglich einen kleinen Abschnitt a der Siebfläche des Siebs einnimmt. In einem derartigen Betriebszustand der Siebvorrichtung 10 ist die Siebflächenausnutzung dementsprechend gering, da lediglich ein kleiner zu dem Pulvereinlass 22 benachbarter Abschnitt a der Siebfläche tatsächlich mit Pulver 56 beaufschlagt wird. Im Gegensatz dazu ist ein Abschnitt b der Siebfläche, der nicht mit Pulver beaufschlagt wird und folglich einen „Sicherheitsabstand" des mit Pulver beaufschlagten Abschnitts a der Siebfläche von dem Überkornauslass 32 definiert, vergleichsweise groß.
Die Neigung der Siebfläche in Richtung des Überkornauslasses 32 führt dazu, dass der Schüttkegel nicht länger symmetrisch geformt ist, wie in Figur 3, sondern an die Ausrichtung der Siebfläche angepasst ist und einen variablen Schüttwinkel aufweist, der in einem dem Überkornauslass 32 zugewandten Umfangsabschnitt des Schüttkegels kleiner ist als in einem von dem Überkornauslass 32 abgewandten Umfangsabschnitt des Schüttkegels. Ein Neigungswinkel aa-w der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene E (siehe Figur 2) ist jedoch geringer ist als der Schüttwinkel aa des Schüttkegels, den das zu siebenden Pulver 56 auf einer horizontalen Ebene bildet, so dass gewährleistet ist, dass sich bei einem Antreiben des Siebs mit einer geringen Antriebsleistung im Bereich des Pulvereinlasses 22 noch ein stabiler Schüttkegel ausbildet und das Pulver 56 nicht unkontrolliert über die Siebfläche fließt.
Wenn das Sieb dagegen, wie in Figur 5 gezeigt, mit einer hohen Antriebsleistung angetrieben wird, breitet sich das Pulver 56 über die Siebfläche aus, d. h. ein Schüttwinkel aar des Schüttkegels, den das durch den Pulvereinlass auf das Sieb zuführte Pulver 56 auf der Siebfläche bildet, nimmt mit steigender Antriebsleistung der das Sieb antreibenden Antriebsvorrichtung 36 ab. Gleichzeitig vergrößert sich die Grundfläche des Schüttkegels, sodass der mit Pulver 56 beaufschlagte Abschnitt a der Siebfläche und folglich die Siebflächenausnutzung zunimmt, bis das Pulver schließlich über die gesamte Siebfläche fließt und somit die gesamte Siebfläche mit Pulver beaufschlagt wird. Ein Abschnitt b der Siebfläche, der nicht mit Pulver beaufschlagt wird, ist dann nicht länger vorhanden, so dass der mit Pulver beaufschlagte Abschnitt a der Siebfläche auch keinen „Sicherheitsabstand" von dem Überkornauslass 32 mehr hat. Dies führt dazu, dass bei einem kontinuierlichen des Siebs mit einer hohen Antriebsleistung Pulver 56, wie in Figur 5 veranschaulicht, ungesiebt in den Überkornauslass 32 fließt. Dadurch geht Pulver 56, das eigentlich feinkörnig genug ist, um durch das Siebgewebe 16 hindurch zu treten, ungenutzt verloren.
Bei einem in Figur 6 näher veranschaulichten Verfahren zur Steuerung des Betriebs der Siebvorrichtung 10 wird daher zunächst in einem Schritt (i) das zu siebende Pulver 56 durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb zugeführt. Das Sieb wird dann in einem Schritt (ii) für ein erstes Zeitintervall mit einer ersten Antriebsleistung angetrieben (siehe Figur 6 oben und Mitte). Die erste Antriebsleistung ist so bemessen, dass das zu siebende Pulver 56 bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung, wie in Figur 5 gezeigt, über die gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in den Überkornauslass fließen würde. Die erste Antriebsleistung ist demzufolge so hoch, dass, würde sie kontinuierlich aufrechterhalten, zwar eine maximale Siebflächenausnutzung gewährleistet wäre, aber zumindest ein hohes Risiko bestünde, dass Pulver 56 ungesiebt durch den Überkornauslass 32 verloren geht. Daher wird das Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung zeitlich begrenzt.
Daher wird das Sieb nach Ablauf des ersten Zeitintervalls in einem Schritt (iii) für ein zweites Zeitintervall mit einer zweiten Antriebsleistung angetrieben, die geringer ist als die erste Antriebsleistung (siehe Figur 6 unten). Die zweite Antriebsleistung ist insbesondere so bemessen, dass das zu siebende Pulver 56 bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung, wie in Figur 4 gezeigt, im Bereich des Pulvereinlasses 22 auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel bildet, der im Wesentlichen einem sich auf einer ruhenden Ebene ausbildenden Schüttkegel entspricht und dessen Grundfläche lediglich einen kleinen im Bereich des Pulvereinlasses 22 angeordneten Abschnitt a der Siebfläche des Siebs einnimmt. Würde das Sieb kontinuierlich mit der zweiten Antriebsleistung angetrieben, wäre zwar sichergestellt, dass kein oder nahezu kein Pulver 56 ungesiebt in den Überkornauslass fließt. Aufgrund der geringen Siebflächenausnutzung wären jedoch der der Siebdurchsatz und folglich die Siebleistung gering. Daher wird auch das Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung zeitlich begrenzt.
Im oben geschilderten Fall ist die zweite Antriebsleistung größer Null und geringer als die erste Antriebsleistung. In einem Sonderfall kann die zweite Antriebsleistung auch Null betragen, sodass während des zweiten Zeitintervalls kein aktives Sieben stattfindet. Es kann jedoch auch im nicht angetriebenen Zustand ein passives Sieben stattfinden, wobei aufgrund der Schwerkraft Pulver durch das Sieb rieselt.
Nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls werden die Schritte (ii) und (iii) wiederholt, d. h. das Sieb wird periodisch abwechselnd mit der ersten höheren Antriebsleistung und der zweiten niedrigeren Antriebsleistung angetrieben. In dem ersten Zeitintervall, in dem das Sieb mit der ersten (hohen) Antriebsleistung angetrieben wird, verteilen sich die Pulverpartikel des zu siebenden Pulvers 56 einschließlich des in dem Pulver 56 enthaltenen Überkorns 50 über die Siebfläche (siehe Figur 6 oben), sodass der Siebungsvorgang selbst dann unter einer hohen Siebflächenausnutzung erfolgen kann, wobei das Überkorn 50 schwerkraftgetrieben in Richtung des Überkornauslasses 32 transportiert wird (siehe Figur 6 Mitte). Im Gegensatz dazu ist während des zweiten Zeitintervalls die Siebflächenausnutzung gering. Darüber hinaus „staut" sich das Überkorn 50 säulenförmlich im Inneren des Schüttkegels. Dadurch können Pulverpartikel, die durch Staudruck und die Vibration des Siebs in das Siebgewebe 16 eingepresst werden Steckkörner bilden und das Siebgewebe verstopfen.
Da sich das erste und zweites Zeitintervall periodisch abwechseln und folglich das Sieb periodisch abwechselnd mit der ersten höheren Antriebsleistung und der zweiten niedrigeren Antriebsleistung angetrieben wird, können die Vorteile beider Antriebsleistungen kombiniert werden. Durch die zeitliche Begrenzung des ersten Zeitintervalls kann zwar eine gute Verteilung der Pulverpartikel über die Siebfläche und eine effiziente Abfuhr des Überkorns 50 in Richtung des Überkornauslasses 32 gewährleistet werden. Es verbleibt jedoch stets ein nicht mit Pulver beaufschlagter Abschnitt b der Siebfläche und folglich ein „Sicherheitsabstand" zwischen dem mit Pulver beaufschlagte Abschnitt A der Siebfläche und den Überkornauslass 32. Ferner wird das Siebgewebe 16 insgesamt mit einer geringeren Pulvermasse beaufschlagt und damit weniger belastet.
Die erste und die zweite Antriebsleistung können für unterschiedliche Pulverarten und unterschiedliche Prozessparameter, wie zum Beispiel Temperatur, Partikelgrößenverteilung des Pulvers, Feuchtigkeit des Pulvers, etc. unterschiedliche Werte annehmen. Die erste und die zweite Antriebsleistung werden daher entweder vor einem Siebvorgang empirisch ermittelt, einer Antriebsleistungswertetabelle für verschiedene Pulverarten und Prozessparameter entnommen oder anhand von Erfahrungswerten gewählt. Ebenso können auch das erste und das zweite Zeitintervall für unterschiedliche Pulverarten und unterschiedliche Prozessparameter, wie zum Beispiel Temperatur, Partikelgrößenverteilung des Pulvers, Feuchtigkeit des Pulvers, etc. unterschiedliche Werte annehmen. Das erste und das zweite Zeitintervall sind daher vor einem Siebvorgang für das zu siebende Pulver empirisch ermittelte Werte, einer Wertetabelle entnommen oder anhand von Erfahrungswerten gewählt.
Bei einer Bestimmung des ersten Zeitintervalls wird das erste Zeitintervall spätestens dann beendet, wenn zu siebendes Pulver 56 in den Überkornauslass 32 fließt, d.h. das erste Zeitintervall wird so gewählt, dass es während des Antreibens des Siebs mit der ersten Antriebsleistung innerhalb des ersten Zeitintervalls nicht zu einem Verlust von zu siebendem Pulver kommt. Das Fließen von zu siebendem Pulver in den Überkornauslass 32 wird mittels des Überkornsensors 33 erfasst. Insbesondere wird das erste Zeitintervall so bemessen, dass bis zum Ende des ersten Zeitintervalls eine Siebflächenausnutzung von ca. 70 % bis ca. 90 %, vorzugsweise von ca. 75 % bis ca. 85 % und insbesondere bevorzugt von ca. 80 % der gesamten Siebfläche des Siebs nicht überschritten wird. Das erste Zeitintervall sieht demzufolge eine „Zeitsicherheitsreserve" vor, sodass sich das Pulver während des ersten Zeitintervalls nicht über die gesamte Siebfläche ausbreitet.
Bei einer Bestimmung des zweiten Zeitintervalls wird das zweite Zeitintervall spätestens dann beendet, wenn zu siebendes Pulver 56 im Bereich des Pulvereinlasses 22 auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet. Die Bildung eines Schüttkegels mit einer definierten Größe wird mittels des Dosiersensors 23 erfasst, welcher auslöst, wenn eine Spitze des Schüttkegels in einen Erfassungsbereich des Dosiersensors 23 ragt. Durch eine derartige Begrenzung des zweiten Zeitintervalls wird verhindert, dass der Schüttkegel während des zweiten Zeitintervalls zu groß wird und den Pulvereinlass 22 verstopft.
Im Betrieb der Siebvorrichtung 10 wird das zu siebende Pulver 56 zumindest zeitweise kontinuierlich durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb zugeführt. Ein Dosiermassenstrom wird dabei durch eine entsprechende Ansteuerung der Dosiervorrichtung 24 und/oder eine entsprechende Ansteuerung des Ventils 26 durch die Steuereinheit 40 eingestellt. Insbesondere wird ein kontinuierlicher Dosiermassenstrom rhdos eingestellt, der der Gleichung rhdos = 0,5 * (rh(amin) + rh(amax)) folgt, wobei die Parameter amax und rh(amax) eine Siebflächenausnutzung und einen Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung definieren und die Parameter amin und rh(amin) eine Siebflächenausnutzung und einen Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung definieren.
Der Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit einer zweiten Antriebsleistung rh(amin) wird bestimmt, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers 56 durch den Pulvereinlass 22 erhöht wird, bis das zu siebende Pulver 56 im Bereich des Pulvereinlasses 22 auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat und folglich der Dosiersensor 23 auslöst. Der Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung rh(amax) wird dagegen bestimmt, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers 56 durch den Pulvereinlass 22 erhöht wird, bis das zu siebende Pulver 56 im Bereich des Pulvereinlasses 22 auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat und über hinaus zu siebendes Pulver 56 in den Überkornauslass fließt. Bei der Bestimmung des Siebdurchsatzes bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung rh(amax) wird der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers 56 durch den Pulvereinlass 22 folglich so lange erhöht, bis der Dosiersensor 23 und der Überkornsensor 33 auslösen.
Der auf diese Weise erhaltene Wert von rh(amax) wird mit einem Sicherheitsfaktor von beispielsweise 0.8, 0.7, 0.6 oder 0.5 multipliziert, um einer unbeabsichtigten Überdosierung von Pulver entgegenzuwirken.
Wenn sich während des Siebvorgangs das Siebgewebe 16 zum Beispiel durch Steckkörner oder Kaltverschweißungen zusetzt, nimmt der Siebdurchsatz ab. Daher wird der kontinuierliche Dosiermassenstrom rhdos reduziert, wenn während des Siebvorgangs das zu siebende Pulver 56 im Bereich des Pulvereinlasses 22 auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet und dementsprechend der Dosiersensor 23 auslöst. Wenn jedoch der kontinuierliche Dosiermassenstrom rhdos bereits so weit reduziert worden ist, dass er einen Grenzwert unterschreitet, und das zu siebende Pulver 56 trotzdem im Bereich des Pulvereinlasses 22 auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet und folglich der Dosiersensor 23 auslöst, wird dies von der Steuereinheit 40 als Anzeichen gewertet, dass das Siebgewebe 16 verstopft ist und eine Siebreinigung initiiert. Wenn die Steuereinheit 40 erkannt hat, dass eine Siebreinigung zu initiieren ist, wird zunächst die Pulverzufuhr durch den Pulvereinlass 22 gestoppt. Noch im Sieb vorhandenes Pulver 56 wird noch vor dem Start der Siebreinigung gesiebt. Nach dem Start der Siebreinigung wird das Sieb mit einer maximalen Antriebsleistung angetrieben. Zusätzlich oder alternativ dazu kann nach dem Start der Siebreinigung der Vibrator 38 aktiviert werden, wobei ein Angriffswinkel des Vibrators 38 an das Sieb, eine Antriebsamplitude des Vibrators 38 und eine Antriebsfrequenz des Vibrators 38 variabel einstellbar sind. Zusätzlich oder alternativ zu einer infolge einer Verstopfung des Siebgewebes 16 initiierten Siebreinigung kann auch nach dem Ende eines jeden Siebvorgangs, wenn der Pulverzufuhrbehälter 132 leer ist, eine Siebreinigung initiiert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen kontinuierlichen Pulverdosierung kann das zu siebende Pulver 56 zumindest zeitweise auch diskontinuierlich durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb zugeführt werden. Bei der diskontinuierlichen Pulverzufuhr wird zunächst in einem nicht angetriebenen Zustand des Siebs zu siebendes Pulver 56 durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb zugeführt, bis das zu siebende Pulver 56 im Bereich des Pulvereinlasses 22 auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat und der Dosiersensor 23 auslöst. Dann wird die Pulverzufuhr gestoppt und das Sieb angetrieben, sodass das auf die Siebfläche des Siebs zugeführte Pulver 56 gesiebt wird.
Alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Pulverdosierung kann das zu siebende Pulver 56 ferner zumindest zeitweise mit einem Dosiermassenstrom durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb zugeführt werden, der in Abhängigkeit der zum Antreiben des Siebs genutzten Antriebsleistung bestimmt wird. Insbesondere kann ein erster Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver während des ersten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb zugeführt wird, größer sein als ein zweiter Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver während des zweiten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb zugeführt wird.
In den Diagrammen der Figur 7 ist oben die Antriebsleistung L in Abhängigkeit der Zeit t und unten der Dosiermassenstrom rhdos in Abhängigkeit der Zeit t aufgetragen. Während der periodisch wiederkehrenden ersten Zeitintervalle tl wird das Sieb jeweils mit der höheren ersten Antriebsleistung LI angetrieben, wohingegen das Sieb während der periodisch wiederkehrenden zweiten Zeitintervalle t2 jeweils mit der niedrigeren zweiten Antriebsleistung L2 angetrieben wird. Dementsprechend erfolgt die Zufuhr von Pulver 56 durch den Pulvereinlass 22 auf das Sieb während der ersten Zeitintervalle tl jeweils mit einem höheren ersten Dosiermassenstrom rhdosi und während der zweiten Zeitintervalle t2 jeweils mit einem niedrigeren zweiten Dosiermassenstrom rhdos2. Insbesondere hat der zweite Dosiermassenstrom rhdos2 hier den Wert 0, d.h. während der zweiten Zeitintervalle t2 wird jeweils kein Pulver durch den Pulvereinlass auf das Sieb zugeführt.
Der in dem unteren Diagramm der Figur 7 gezeigte „sinusförmige" Verlauf des Dosiermassenstroms resultiert aus dem Ansprechverhalten der Dosiereinrichtung beim Starten oder Stoppen der Bewegung der Dosiereinrichtung, wie bspw. einer Dosierschnecke. Ein „rechteckiger" Verlauf des Dosiermassenstroms ist ebenso denkbar. Wenn die ersten und die zweiten Zeitintervalle, wie in Figur 7 dargestellt, jeweils gleich lang sind, stellt sich im Mittel eine Dosierleistung von rhdosi/2 ein.
Der Siebvorgang wird beendet, wenn mzugeführt = müberkorn + mgesiebt, wobei mzugeführt die Masse des zugeführten Pulvers, müberkorn die Masse des in den Überkornauslass 32 geflossenen Überkorns und mgesiebt die Masse des gesiebten Pulvers ist. Die Masse des zugeführten Pulvers mZUgeführt wird mittels einer ersten Messvorrichtung 42 ermittelt, die den Pulverabfluss aus dem Pulverzufuhrbehälter 132 erfasst. Die Masse des über den Überkornauslass in den Überkornbehälter 136 geflossenen Pulvers müberkorn wird mittels der zweiten Messvorrichtung 44 ermittelt, die den Zufluss von Überkorn in den Überkornbehälter 38 erfasst. Die Masse des gesiebten Pulvers mgesiebt wird schließlich mittels der dritten Messvorrichtung 46 ermittelt, die den Zufluss von gesiebtem Pulver in den Gesiebtpulverbehälter 134 erfasst.
Die Überkornrate ist ein Parameter, der das Verhältnis zwischen der Masse des in einer definierten Zeiteinheit in den Überkornauslass 32 geflossenen Überkorns und der Masse des in der Siebvorrichtung 10 in der definierten Zeiteinheit insgesamt verarbeiteten Pulvers angibt. Insbesondere lässt sich die Überkornrate Qüberkom gemäß
Qüberkorn — 1 — [rhgesiebt/frhgesiebt + müberkorn)]* 100% berechnen, wobei rhgesiebt der Massenstrom des gesiebten Pulvers ist, der während des Siebvorgangs über den Gesiebtpulverauslass 28 Siebvorrichtung 10 in den Gesiebtpulverbehälter 134 fließt und rhüberkom der Massenstrom des Überkorns ist, der während des Siebvorgangs über den Überkornauslass 32 der Siebvorrichtung 10 in den Überkornbehälter 136 fließt.
Eine zu hohe Überkornrate kann bei dem hier beschriebenen Einsatz der Siebvorrichtung 10 zur Aufbereitung von Rohstoffpulver, das zur Verarbeitung in der Anlage 100 zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken mithilfe eines generativen Schichtbauverfahrens vorgesehen ist, ein Indikator für ungünstige Prozessparameter der Anlage 100 sein. Beispielsweise kann eine zu hohe Überkornrate anzeigen, dass bei der Bestrahlung des Pulvers mittels der Bestrahlungseinrichtung 112 große Schweißspritzer entstehen, die im Pulverbett verbleiben und damit die Qualität des herzustellenden Werkstücks 108 beeinträchtigen können. Die Parameter rhgesiebt und rhüberkom werden daher während des Siebvorgangs kontinuierlich mittels der zweiten und der dritten Messvorrichtung 44, 46 überwacht. Aus diesen Werten ermittelt die Steuereinheit 40 kontinuierlich die Überkornrate Qüberkom. Ferner wird unter der Steuerung der Steuereinheit 40 ein Warnhinweis ausgegeben, wenn die Überkornrate einen Grenzwert überschreitet, damit gegebenenfalls die Prozessparameter der Anlage 100 überprüft werden können.
Ferner wird während des Siebvorgangs eine Sprungantwort einer Summe aus einem Gesiebtpulvermassenstrom rhgesiebt und einem Überkorn massenstrom rhüberkom auf einen Dosiermassenstrom rhdos überwacht, wobei der Dosiermassenstrom rhdos kontinuierlich mittels der ersten Messvorrichtung 42 erfasst wird, der Überkornmassenstrom rhüberkom kontinuierlich mittels der zweiten Messvorrichtung 44 erfasst wird und der Gesiebtpulvermassenstrom rhgesiebt kontinuierlich mittels der dritten Messvorrichtung 46 erfasst wird. In den in der Figur 8 dargestellten Diagrammen ist die Entwicklung der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom rhgesiebt und dem Überkornmassenstrom rhüberkom in Abhängigkeit der Zeit t durch die gepunkteten Kurven dargestellt, während die Entwicklung des Dosiermassenstroms rhdos in Abhängigkeit der Zeit t durch die gestrichelten Kurven dargestellt ist.
Die „Sprungantwort" der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom rhgesiebt und dem Überkorn massenstrom rhüberkom auf den Dosiermassenstrom rhdos ist die Zeitdifferenz At zwischen einem Zeitpunkt tl, bei dem der Siebvorrichtung 10 ein definierter Dosiermassenstrom rhdos zugeführt worden ist, und einem Zeitpunkt t2, bei dem eine entsprechende Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom rhgesiebt und dem Überkornmassenstrom rhüberkom das Siebgewebe 16 passiert hat. Die Sprungantwort ist folglich ein Zeitparameter, der die Dauer des Siebvorgangs für einen bestimmten Pulvermassenstrom angibt.
Wenn die Sprungantwort von dem in dem oberen Diagramm in Figur 8 veranschaulichten Wert Atl auf den in dem unteren Diagramm in Figur 8 veranschaulichten Wert At2 verkürzt, d. h. die Kurven in dem Diagramm näher zusammenrücken, kann dies dann, wenn die Sprungantwort einen ersten Grenzwert unterschreitet, als Indikator für einen Defekt, beispielsweise einen Riss des Siebgewebes 16 gewertet werden. Daher wird unter der Steuereinheit 40 ein Warnhinweis ausgegeben, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom rhgesiebt und dem Überkornmassenstrom rhüberkom auf den Dosiermassenstrom rhdos den ersten Grenzwert unterschreitet.
Wenn sich die Sprungantwort dagegen verlängert, zeigt dies eine Verlängerung des Siebvorgangs an und kann Indikator gewertet werden, dass sich das Siebgewebe 16 zugesetzt hat. Daher wird unter der Steuerung der Steuereinheit 40 eine Siebreinigung initiiert, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom rhgesiebt und dem Überkornmassenstrom rhüberkom auf den Dosiermassenstrom rhdos den zweiten Grenzwert überschreitet.
Figur 9 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Siebvorrichtung 10, welche als alternative Ausführungsform bzw. als Weiterentwicklung der Siebvorrichtung 10 der Figur 2 betrachtet werden kann. Die Siebvorrichtung 10 lässt sich im Zusammenhang mit allen der oben geschilderten Ausführungsformen einer Siebvorrichtung 10, eines Pulveraufbereitungssystems 128 und/oder einer Anlage 100 zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken einsetzen. Die im Folgenden nicht beschriebenen Elemente und/oder Funktionen der Siebvorrichtung 10 entsprechen denen der oben geschilderten Siebvorrichtung 10, insbesondere der Siebvorrichtung 10 der Figur 2. Somit sind manche der Elemente der Siebvorrichtung 10 der Figur 9 nicht dargestellt oder nur schematisch angedeutet, da diese den oben bereits im Detail erläuterten Elementen der Siebvorrichtung 10 der Figur 2 entsprechen.
Im oberen Abschnitt (a) der Figur 9 ist die Siebvorrichtung 10 in einem Zustand dargestellt, in dem das Sieb (bestehend aus Siebrahmen 14 und Siebgewebe 16) noch nicht in ein Gehäuse 60 der Siebvorrichtung 10 eingebaut ist. Der untere Abschnitt (b) der Figur 9 stellt die Siebvorrichtung im eingebauten Zustand des Siebs 14, 16 dar.
Die Siebvorrichtung 10 der Figur 9 umfasst ein Gehäuse 60, welches sich - ähnlich wie der Deckel 20 - zur hermetischen Abdichtung der Siebvorrichtung 10 eignet. Somit kann ein Siebvorgang in einer geschlossenen Inertgas-Atmosphäre durchgeführt werden. In einer Oberseite des Gehäuses 60 befindet sich ein Pulvereinlass 22. An einer Unterseite des Gehäuses ist ein Überkornauslass 32 und ein lediglich angedeuteter Siebbehälter 18 vorgesehen. Die oben genannten Elemente 22, 32 und 18 sind an das Gehäuse 60 angebracht und sind somit unabhängig von einer Veränderung des Neigungswinkels aa-w (s. u.) befestigt.
Das aus Siebrahmen 14 und Siebgewebe 16 bestehende Sieb kann seitlich über eine Klappe 62 in das Gehäuse eingebracht werden. Die Klappe 62 kann geschlossen werden und im geschlossenen Zustand das Gehäuse 60 gasdicht abdichten. Ferner ist eine Siebaufnahme 66 vorgesehen, in welche das Sieb 14, 16 eingeschoben und ggf. befestigt werden kann. Somit kann das Sieb 14, 16 auf einfache Weise entnommen und wieder eingesetzt bzw. ggf. gewechselt werden.
Ein Neigungswinkel aa-w des Siebs 14, 16 (genauer gesagt, des Siebgewebes 16) relativ zur horizontalen Ebene E ist einstellbar. Hierfür ist eine Neigungsvorrichtung 64 vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, den Neigungswinkel aa-w zu verändern. Die Neigungsvorrichtung kann einen Motor, insbesondere ein Servomotor umfassen. Im dargestellten Beispiel der Figur 9 ist die Neigungsvorrichtung 64 an der Siebaufnahme 66 befestigt und dazu eingerichtet, diese relativ zu dem Gehäuse 60 zu neigen. Genauer gesagt ist die Neigungsvorrichtung gemäß dem dargestellten Beispiel in der Mitte des Siebs 14, 16 angeordnet und dazu eingerichtet, das Sieb 14, 16 entlang einer horizontal verlaufenden Rotationsachse zu rotieren.
Insbesondere ist die Neigungsvorrichtung 64 von der Steuereinheit 40 so ansteuerbar, dass sich ein beliebiger Neigungswinkel aa-w innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs (z. B. 0° bis 45°) einstellen lässt. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann eine Änderung des Neigungswinkels aa-w so schnell erfolgen, dass im ersten Zeitintervall ein erster Neigungswinkel eingestellt ist und im zweiten Zeitintervall ein zweiter Neigungswinkel eingestellt ist. Anders ausgedrückt, kann die Änderung des Winkels in einem Änderungsintervall erfolgen, welches kürzer ist als das kürzere der ersten und zweiten Zeitintervalle, insbesondere maximal halb so lang, maximal 1/4 so lang, maximal 1/8 so lang, maximal 1/10 so lang, maximal 1/50 so lang oder maximal 1/100 so lang.
Es ist jedoch auch möglich, dass eine Änderung des Neigungswinkels aa-w kontinuierlich während des ersten Zeitintervalls und/oder während des zweiten Zeitintervalls erfolgt.
Somit kann die Steuerung der Siebleistung (d. h. unterschiedliche Siebleistung im ersten und zweiten Zeitintervall) durch unterschiedliche Neigungswinkel aa-w in den jeweiligen Zeitintervallen unterstützt werden. Insbesondere kann für das erste Zeitintervall ein größerer Neigungswinkel eingestellt werden als für das zweite Zeitintervall. Es kann jedoch auch, umgekehrt, für das erste Zeitintervall ein geringerer Neigungswinkel eingestellt werden als für das zweite Zeitintervall. Beide Optionen können - je nach Situation und Ziel - vorteilhaft sein. Ein geringerer Neigungswinkel aa-w führt dazu, dass weniger Überkorn abgeführt wird und sich das Pulver ggf. auf dem Siebgewebe 16 staut. Ein höherer Neigungswinkel aa-w führt zu einem besseren Abtransport des Überkorns, jedoch auch dazu, dass ggf. „gutes" Pulver, welches das Siebgewebe 16 passieren könnte, in den Überkornauslass 32 gelangt.
Der Neigungswinkel kann gemäß manchen Ausführungsformen abhängig vom verwendeten Pulver eingestellt werden. Dies kann beispielsweise initial vor Beginn eines Siebvorgangs erfolgen, sodass der Neigungswinkel während des Siebvorgangs konstant bleibt. So kann beispielsweise für schwerere Materialien ein höherer Neigungswinkel eingestellt werden als für leichtere Materialien. Auch kann für Pulvermaterial mit unrunden und/oder spratzig geformten Pulverpartikeln, welches dadurch eine geringere Fließfähigkeit aufweist, ein höherer Neigungswinkel eingestellt werden als für Pulvermaterial, welches runde Pulverpartikel und dadurch eine höhere Fließfähigkeit aufweist. So kann der Neigungswinkel im Hinblick auf die Fließeigenschaften des verwendeten Materials optimiert werden.
Ferner kann ein Sensor (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welcher dazu eingerichtet ist, eine Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers auf dem Sieb und/oder eine Position einer Pulverfront des zu siebenden Pulvers auf dem Sieb zu erfassen. Zu diesem Zweck kann der Sensor beispielsweise eine Kamera, einen induktiven Sensor und/oder eine Lichtschranke umfassen. Der Sensor kann beispielsweise an einer Innenseite des Gehäuses 60, insbesondere an einer oberen Wand des Gehäuses 60 befestigt sein. Die Steuereinheit kann so konfiguriert sein, dass der Neigungswinkel aa-w der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene in Abhängigkeit von der erfassten Ausbreitungsgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von der erfassten Position geändert wird. Insbesondere kann das Ändern des Neigungswinkels aa-w so erfolgen, dass der Neigungswinkel aa-w verringert wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Auf ähnliche Weise kann das Ändern des Neigungswinkels aa-w so erfolgen, dass der Neigungswinkel aa-w erhöht wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
Somit kann der Neigungswinkel automatisiert gesteuert werden und zeitaufwändige Tests zur Ermittlung eines optimalen und pulverabhängigen Neigungswinkels können somit vermieden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10), das die Schritte umfasst:
(i) Zuführen von zu siebendem Pulver (56) auf ein Sieb durch einen Pulvereinlass (22);
(ii) Antreiben des Siebs für ein erstes Zeitintervall mit einer ersten Antriebsleistung, wobei die erste Antriebsleistung so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver (56) bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung über eine gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in einen Überkornauslass (32) fließt;
(iii) nach Ablauf des ersten Zeitintervalls, Antreiben des Siebs für ein zweites Zeitintervall mit einer zweiten Antriebsleistung, die geringer ist als die erste Antriebsleistung;
(iv) nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls, Wiederholen der Schritte (ii) und (iii).
2. Verfahren zur Steuerung einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die zweite Antriebsleistung so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver (56) bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel bildet, der im Wesentlichen einem sich auf einer ruhenden Ebene ausbildenden Schüttkegel entspricht, wobei ein Schüttwinkel (aa) des Schüttkegels insbesondere an eine Ausrichtung der Siebfläche angepasst ist.
3. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Siebfläche des Siebs derart relativ zu einer horizontalen Ebene (E) geneigt ist, dass das Fließen des durch den Pulvereinlass (22) zugeführten Pulvers in Richtung des Überkornauslasses (32) durch die Schwerkraft unterstützt wird, wobei ein Neigungswinkel (aa-w) der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene (E) vorzugsweise geringer ist als ein Schüttwinkel (aa) eines Schüttkegels, den das zu siebenden Pulver (56) auf einer horizontalen Ebene (E) bildet.
4. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: - das erste Zeitintervall ein für das zu siebende Pulver (56) empirisch ermittelter Wert ist; und/oder
- bei einer Bestimmung des ersten Zeitintervalls das erste Zeitintervall spätestens dann beendet wird, wenn zu siebendes Pulver (56) in den Überkornauslass (32) fließt, wobei das Fließen von zu siebendem Pulver (56) in den Überkornauslass (32) insbesondere mittels eines im Bereich des Überkornauslasses vorgesehenen Überkornsensors (33) erfasst wird; und/oder
- das erste Zeitintervall so bemessen wird, dass bis zum Ende des ersten Zeitintervalls eine Siebflächenausnutzung von ca. 70 % bis ca. 90 %, vorzugsweise von ca. 75 % bis ca. 85 % und insbesondere bevorzugt von ca. 80 % der gesamten Siebfläche des Siebs nicht überschritten wird; und/oder
- das zweite Zeitintervall ein für das zu siebende Pulver (56) empirisch ermittelter Wert ist; und/oder
- bei einer Bestimmung des zweiten Zeitintervalls das zweite Zeitintervall spätestens dann beendet wird, wenn das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet, wobei die Bildung eines Schüttkegels mit einer definierten Größe insbesondere mittels eines im Bereich des Pulvereinlasses (22) vorgesehenen Dosiersensors (23) erfasst wird.
5. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zu siebende Pulver (56) zumindest zeitweise kontinuierlich mit einem Dosiermassenstrom rhdos = 0,5 * (rh(amin) + rh(amax)) durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, wobei amin eine Siebflächenausnutzung und rh(amin) ein Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung sind, und wobei amax eine Siebflächenausnutzung und rh(amax) ein Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung sind.
6. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei:
- rh(amin) bestimmt wird, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers (56) durch den Pulvereinlass (22) erhöht wird, bis das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat; und/oder
- rh(amax) bestimmt wird, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers (56) durch den Pulvereinlass (22) erhöht wird, bis das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat und zu siebendes Pulver (56) in den Überkornauslass (32) fließt, wobei der so erhaltene Wert von rh(amax) vorzugsweise mit einem Sicherheitsfaktor von 0.8, 0.7, 0.6 oder 0.5 multipliziert wird.
7. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, wobei:
- der Dosiermassenstrom (rhdos) reduziert wird, wenn das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet; und/oder
- eine Siebreinigung initiiert wird, wenn das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet und/oder der Dosiermassenstrom rhdos einen Grenzwert unterschreitet.
8. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei bei einer Initiierung einer Siebreinigung
- die Pulverzufuhr durch den Pulvereinlass (22) gestoppt wird; und/oder
- noch im Sieb vorhandenes Pulver vor dem Start der Siebreinigung gesiebt wird; und/oder
- nach dem Start der Siebreinigung das Sieb mit einer maximalen Antriebsleistung angetrieben wird; und/oder
- nach dem Start der Siebreinigung ein Vibrator (38) aktiviert wird, der das Sieb unabhängig von einer Antriebsvorrichtung (36) der Siebvorrichtung (10) antreibt, wobei vorzugsweise ein Angriffswinkel des Vibrators (38) an das Sieb, eine Antriebsamplitude des Vibrators (38) und/oder eine Antriebsfrequenz des Vibrators (38) variabel einstellbar ist.
9. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zu siebende Pulver (56) zumindest zeitweise diskontinuierlich durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, wobei insbesondere
- zunächst in einem nicht angetriebenen Zustand des Siebs zu siebendes Pulver (56) durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, bis das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat;
- nach Beendigung der Pulverzufuhr das Sieb angetrieben und das auf die Siebfläche des Siebs zugeführte Pulver gesiebt wird; und
- der Siebvorgang beendet wird, wenn mzugeführt = müberkorn + mgesiebt, wobei mzugeführt die Masse des zugeführten Pulvers, müberkorn die Masse des in den Überkornauslass (32) geflossenen Pulvers und mgesiebt die Masse des gesiebten Pulvers ist, und wobei mZUgeführt insbesondere mittels einer ersten Messvorrichtung (42) ermittelt wird, die in einem mit dem Pulvereinlass (22) der Siebvorrichtung (10) verbindbaren Pulverzufuhrbehälter (132) vorgesehen ist, müberkorn insbesondere mittels einer zweiten Messvorrichtung (44) ermittelt wird, die in einem mit dem Überkornauslass (32) der Siebvorrichtung (10) verbindbaren Überkornbehälter (136) vorgesehen ist, und/oder mgesiebt insbesondere mittels einer dritten Messvorrichtung (46) ermittelt wird, die in einem mit einem Gesiebtpulverauslass (28) der Siebvorrichtung (10) verbindbaren Gesiebtpulverbehälter (134) vorgesehen ist.
10. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das zu siebende Pulver (56) zumindest zeitweise mit einem Dosiermassenstrom durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, der in Abhängigkeit der zum Antreiben des Siebs genutzten Antriebsleistung bestimmt wird, wobei insbesondere ein erster Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver (56) während des ersten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, größer ist als ein zweiter Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver (56) während des zweiten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird.
11. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Warnhinweis ausgegeben wird, wenn eine Überkornrate einen Grenzwert überschreitet, wobei die Überkornrate insbesondere kontinuierlich gemessen wird.
12. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei:
- die Siebvorrichtung (10) gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist und im Betrieb mit einem Schutzgas geflutet wird; und/oder
- zusätzliches Schutzgas in die Siebvorrichtung (10) zugeführt wird, wenn ein Inertgasdruck in der Siebvorrichtung (10) einen Grenzwert unterschreitet.
13. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei:
- während des Siebvorgangs eine Sprungantwort einer Summe aus einem Gesiebtpulvermassenstrom (rhgesiebt) und einem Überkornmassenstrom (rhüberkom) auf einen Dosiermassenstrom (rhdos) überwacht wird; und/oder
- ein Warnhinweis ausgegeben wird, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom (rhgesiebt) und dem Überkornmassenstrom (rhüberkom) auf den Dosiermassenstrom (rhdos) einen ersten Grenzwert unterschreitet; und/oder
- eine Siebreinigung initiiert wird, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom (rhgesiebt) und dem Überkornmassenstrom (rhüberkom) auf den Dosiermassenstrom (rhdos) einen zweiten Grenzwert überschreitet.
14. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend:
- Ändern eines Neigungswinkels (aa-w) der Siebfläche des Siebs relativ zu einer horizontalen Ebene (E).
15. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 14, wobei das Sieb innerhalb eines insbesondere gasdicht verschlossenen Gehäuses (60) angeordnet ist und wobei das Sieb relativ zum Gehäuse (60) rotiert wird und dadurch der Neigungswinkel (aa-w) geändert wird.
16. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 14 oder 15, wobei ein erster Neigungswinkel (aa-w) während des ersten Zeitintervalls eingestellt ist und ein zweiter Neigungswinkel (aa-w) während des zweiten Zeitintervalls eingestellt ist und wobei entweder (a) der erste Neigungswinkel geringer ist als der zweite Neigungswinkel oder (b) der erste Neigungswinkel größer ist als der zweite Neigungswinkel.
17. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Neigungswinkel während des ersten und/oder während des zweiten Zeitintervalls geändert wird.
18. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, ferner umfassend:
- Erfassen einer Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers (56) auf dem Sieb und/oder einer Position einer Pulverfront des zu siebenden Pulvers (56) auf dem Sieb, wobei das Ändern des Neigungswinkels (aa-w) der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene (E) in Abhängigkeit von der erfassten Ausbreitungsgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von der erfassten Position erfolgt.
19. Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 18, wobei das Ändern des Neigungswinkels (aa-w) so erfolgt, dass der Neigungswinkel (aa-w) verringert wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers (56) und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
20. Siebvorrichtung (10), die umfasst:
- einen Pulvereinlass (22);
- eine Antriebsvorrichtung (36), die konfiguriert ist, das Sieb anzutreiben; und
- eine Steuereinheit (40), die konfiguriert ist, den Pulvereinlass (22) und die Antriebsvorrichtung (36) so zu steuern, dass:
(i) durch den Pulvereinlass (22) zu siebendes Pulver (56) auf das Sieb zugeführt wird;
(ii) das Sieb für ein erstes Zeitintervall mit einer ersten Antriebsleistung angetrieben wird, wobei die erste Antriebsleistung so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver (56) bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung über eine gesamte Siebfläche des Siebs und/oder in einen Überkornauslass (32) fließt;
(iii) nach Ablauf des ersten Zeitintervalls, das Sieb für ein zweites Zeitintervall mit einer zweiten Antriebsleistung angetrieben wird, die geringer ist als die erste Antriebsleistung;
(iv) nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls, die Schritte (ii) und (iii) wiederholt werden.
21. Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 20, wobei:
- die zweite Antriebsleistung so bemessen ist, dass das zu siebende Pulver (56) bei einem kontinuierlichen Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel bildet, der im Wesentlichen einem sich auf einer ruhenden Ebene ausbildenden Schüttkegel entspricht, wobei ein Schüttwinkel (aa) des Schüttkegels insbesondere an eine Ausrichtung der Siebfläche angepasst ist; und/oder
- die Siebfläche des Siebs derart relativ zu einer horizontalen Ebene (E) geneigt ist, dass das Fließen des durch den Pulvereinlass (22) zugeführten Pulvers in Richtung des Überkornauslasses (32) durch die Schwerkraft unterstützt wird, wobei ein Neigungswinkel (aa-w) der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene (E) vorzugsweise geringer ist als ein Schüttwinkel (aa) eines Schüttkegels, den das zu siebenden Pulver (56) auf einer horizontalen Ebene (E) bildet; und/oder
- das erste Zeitintervall ein für das zu siebende Pulver (56) empirisch ermittelter Wert ist; und/oder
- die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, bei der Bestimmung des ersten Zeitintervalls das erste Zeitintervall spätestens dann zu beenden, wenn zu siebendes Pulver (56) in den Überkornauslass (32) fließt, wobei die Siebvorrichtung (10) insbesondere einen im Bereich des Überkornauslasses vorgesehenen Überkornsensor () zur Überwachung des Fließens von zu siebendem Pulver (56) in den Überkornauslass (32) umfasst; und/oder
- die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, das erste Zeitintervall so zu bemessen, dass bis zum Ende des ersten Zeitintervalls eine Siebflächenausnutzung von ca. 70 % bis ca. 90 %, vorzugsweise von ca. 75 % bis ca. 85 % und insbesondere bevorzugt von ca. 80 % der gesamten Siebfläche des Siebs nicht überschritten wird; und/oder
- das zweite Zeitintervall ein für das zu siebende Pulver (56) empirisch ermittelter Wert ist; und/oder
- die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, bei einer Bestimmung des zweiten Zeitintervalls das zweite Zeitintervall spätestens dann zu beenden, wenn das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet, wobei die Siebvorrichtung (10) insbesondere einen im Bereich des Pulvereinlasses (22) vorgesehenen Dosiersensor (23) zur Erfassung der Bildung eines Schüttkegels mit einer definierten Größe umfasst.
22. Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, den Pulvereinlass (22) so zu steuern, dass das zu siebende Pulver (56) zumindest zeitweise kontinuierlich mit einem Dosiermassenstrom rhdos = 0,5 * (rh(amin) + rh(amax)) durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, wobei amin eine Siebflächenausnutzung und rh(amin) ein Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung sind, und wobei amax eine Siebflächenausnutzung und rh(amax) ein Siebdurchsatz bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung sind, wobei die Steuereinheit (40) insbesondere konfiguriert ist:
- rh(amin) zu bestimmen, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der zweiten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers (56) durch den Pulvereinlass (22) erhöht wird, bis das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat; und/oder
- rh(amax) zu bestimmen, indem bei einem Antreiben des Siebs mit der ersten Antriebsleistung der Dosiermassenstrom des zu siebenden Pulvers (56) durch den Pulvereinlass (22) erhöht wird, bis das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat und zu siebendes Pulver (56) in den Überkornauslass (32) fließt, wobei der so erhaltene Wert von rh(amax) vorzugsweise mit einem Sicherheitsfaktor von 0.8, 0.7, 0.6 oder 0.5 multipliziert wird; und/oder
- den Dosiermassenstrom rhdos zu reduzieren, wenn das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet; und/oder
- eine Siebreinigung zu initiieren, wenn das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe bildet und/oder der Dosiermassenstrom rhdos einen Grenzwert unterschreitet.
23. Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 22, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, bei einer Initiierung einer Siebreinigung
- den Pulvereinlass (22) so zu steuern, dass die Pulverzufuhr durch den Pulvereinlass (22) gestoppt wird; und/oder
- die Antriebsvorrichtung (36) so zu steuern, dass noch im Sieb vorhandenes Pulver vor dem Start der Siebreinigung gesiebt wird; und/oder
- die Antriebsvorrichtung (36) so zu steuern, dass nach dem Start der Siebreinigung das Sieb mit einer maximalen Antriebsleistung angetrieben wird; und/oder
- nach dem Start der Siebreinigung einen Vibrator (38) zu aktivieren, der konfiguriert ist, das Sieb unabhängig von der Antriebsvorrichtung (38) der Siebvorrichtung (10) anzutreiben, wobei vorzugsweise ein Angriffswinkel des Vibrators (38) an das Sieb, eine Antriebsamplitude des Vibrators (38) und/oder eine Antriebsfrequenz des Vibrators (38) variabel einstellbar ist.
24. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, den Pulvereinlass (22) so zu steuern, dass das zu siebende Pulver (56) zumindest zeitweise diskontinuierlich durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, wobei die Steuereinheit (40) insbesondere konfiguriert ist, die Antriebsvorrichtung (36) und den Pulvereinlass (22) so zu steuern, dass:
- zunächst in einem nicht angetriebenen Zustand des Siebs zu siebendes Pulver (56) durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, bis das zu siebende Pulver (56) im Bereich des Pulvereinlasses (22) auf der Siebfläche des Siebs einen Schüttkegel mit einer definierten Größe gebildet hat;
- nach Beendigung der Pulverzufuhr das Sieb angetrieben und das auf die Siebfläche des Siebs zugeführte Pulver gesiebt wird; und
- der Siebvorgang beendet wird, wenn mzugeführt = müberkorn + mgesiebt, wobei mzugeführt die Masse des zugeführten Pulvers, müberkorn die Masse des in den Überkornauslass (32) geflossenen Pulvers und mgesiebt die Masse des gesiebten Pulvers ist, und wobei die Siebvorrichtung (10) insbesondere eine erste Messvorrichtung (42) zur Ermittlung von mZUgeführt, die in einem mit dem Pulvereinlass (22) der Siebvorrichtung (10) verbindbaren Pulverzufuhrbehälter (132) vorgesehen ist, insbesondere eine zweite Messvorrichtung (44) zur Ermittlung von müberkorn, die in einem mit dem Überkornauslass (32) der Siebvorrichtung (10) verbindbaren Überkornbehälter (136) vorgesehen ist, und/oder und/oder insbesondere eine dritte Messvorrichtung (46) zur Ermittlung von mgesiebt umfasst, die in einem mit einem Gesiebtpulverauslass (28) der Siebvorrichtung (10) verbindbaren Gesiebtpulverbehälter (134) vorgesehen ist.
25. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, den Pulvereinlass (22) so zu steuern, dass das zu siebende Pulver (56) zumindest zeitweise mit einem Dosiermassenstrom durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, der in Abhängigkeit der zum Antreiben des Siebs genutzten Antriebsleistung bestimmt wird, wobei insbesondere ein erster Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver (56) während des ersten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird, größer ist als ein zweiter Dosiermassenstrom, mit dem das zu siebende Pulver (56) während des zweiten Zeitintervalls durch den Pulvereinlass (22) auf das Sieb zugeführt wird.
26. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, einen Warnhinweis auszugeben, wenn eine insbesondere kontinuierlich gemessene Überkornrate einen Grenzwert überschreitet.
27. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 bis 26, wobei:
- die Siebvorrichtung (40) gegenüber der Umgebungsatmosphäre abgedichtet und im Betrieb mit einem Schutzgas geflutet ist; und/oder
- die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, zusätzliches Schutzgas in die Siebvorrichtung (10) zuzuführen, wenn ein Inertgasdruck in der Siebvorrichtung (10) einen Grenzwert unterschreitet.
28. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist:
- während des Siebvorgangs eine Sprungantwort einer Summe aus einem Gesiebtpulvermassenstrom (rhgesiebt) und einem Überkornmassenstrom (rhüberkom) auf einen Dosiermassenstrom (rhdos) zu überwachen; und/oder
- einen Warnhinweis auszugeben wird, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom (rhgesiebt) und dem Überkornmassenstrom (rhüberkom) auf den Dosiermassenstrom (rhdos) einen ersten Grenzwert unterschreitet; und/oder
- eine Siebreinigung zu initiieren, wenn die Sprungantwort der Summe aus dem Gesiebtpulvermassenstrom (rhgesiebt) und dem Überkornmassenstrom (rhüberkom) auf den Dosiermassenstrom (rhdos) einen zweiten Grenzwert überschreitet.
29. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 bis 28, die umfasst:
- einen von einem Siebbehälter (18) lösbaren Deckel (20);
- eine in dem Deckel (20) angeordnete Dichtung (48); und
- eine Klemmvorrichtung (50), die konfiguriert ist, eine Klemmkraft auf die Dichtung (20) auszuüben, die die Dichtung (48) in ihrer Position in dem Deckel (20) hält.
30. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 20 bis 29, die umfasst:
- eine Neigungsvorrichtung (64) zum Ändern eines Neigungswinkels (aa-w) der Siebfläche des Siebs relativ zu einer horizontalen Ebene (E).
31. Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 30, die umfasst:
- ein insbesondere gasdicht verschließbares Gehäuse (60), wobei das Sieb innerhalb des Gehäuses (60) angeordnet ist und wobei die Neigungsvorrichtung (64) dazu eingerichtet ist, das Sieb relativ zum Gehäuse (60) zu rotieren und dadurch den Neigungswinkel (aa-w) zu ändern.
32. Siebvorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, wobei der Pulvereinlass (22) und der Überkornauslass (32) fest an dem Gehäuse (60) angebracht sind.
33. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, die umfasst:
- eine Siebaufnahme (66) zum Aufnehmen, insbesondere zum Einschieben des Siebs, wobei die Neigungsvorrichtung (64) an der Siebaufnahme (66) befestigt ist und dazu eingerichtet ist, die Siebaufnahme (66) zu rotieren.
34. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 30 bis 33, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, einen ersten Neigungswinkel (aa-w) während des ersten Zeitintervalls einzustellen und einen zweiten Neigungswinkel (aa-w) während des zweiten Zeitintervalls einzustellen und wobei entweder (a) der erste Neigungswinkel geringer ist als der zweite Neigungswinkel oder (b) der erste Neigungswinkel größer ist als der zweite Neigungswinkel.
35. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 30 bis 33, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, den Neigungswinkel während des ersten und/oder während des zweiten Zeitintervalls zu ändern.
36. Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 30 bis 35, ferner umfassend:
- mindestens einen Sensor zum Erfassen einer Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers (56) auf dem Sieb und/oder einer Position einer Pulverfront des zu siebenden Pulvers (56) auf dem Sieb, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, das Ändern des Neigungswinkels (aa-w) der Siebfläche des Siebs relativ zu der horizontalen Ebene (E) in Abhängigkeit von der erfassten Ausbreitungsgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von der erfassten Position erfolgen zu lassen.
37. Siebvorrichtung (10) nach Anspruch 36, wobei die Steuereinheit (40) konfiguriert ist, das Ändern des Neigungswinkels (aa-w) so erfolgen zu lassen, dass der Neigungswinkel (aa-w) verringert wird, wenn die erfasste Ausbreitungsgeschwindigkeit des zu siebenden Pulvers (56) und/oder die erfasste Position der Pulverfront einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
38. Pulveraufbereitungssystem (128), das eine Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 30 bis 37 umfasst.
39. Anlage (100) zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung, die eine Siebvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 30 bis 37 und/oder ein Pulveraufbereitungssystem (128) nach Anspruch 38 umfasst.
EP24730908.1A 2023-05-31 2024-05-29 Verfahren zur steuerung des betriebs einer siebvorrichtung, siebvorrichtung, pulveraufbereitungssystem und anlage zur herstellung von dreidimensionalen werkstücken Pending EP4719677A2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023114326.3A DE102023114326B3 (de) 2023-05-31 2023-05-31 Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung, Siebvorrichtung, Pulveraufbereitungssystem und Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken
DE102023114306.9A DE102023114306A1 (de) 2023-05-31 2023-05-31 Schüttgutfördersystem und Verfahren zum Fördern von Schüttgut
DE102023114305.0A DE102023114305A1 (de) 2023-05-31 2023-05-31 Pulverfördersystem zum Fördern von Rohmaterialpulver zu einer Anlage zum Herstellen eines dreidimensionalen Werkstücks
PCT/EP2024/064747 WO2024246118A2 (de) 2023-05-31 2024-05-29 Verfahren zur steuerung des betriebs einer siebvorrichtung, siebvorrichtung, pulveraufbereitungssystem und anlage zur herstellung von dreidimensionalen werkstücken

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4719677A2 true EP4719677A2 (de) 2026-04-08

Family

ID=91376921

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24730907.3A Pending EP4719696A1 (de) 2023-05-31 2024-05-29 Pulverfördersystem zum fördern von rohmaterialpulver zu einer anlage zum herstellen eines dreidimensionalen werkstücks
EP24730908.1A Pending EP4719677A2 (de) 2023-05-31 2024-05-29 Verfahren zur steuerung des betriebs einer siebvorrichtung, siebvorrichtung, pulveraufbereitungssystem und anlage zur herstellung von dreidimensionalen werkstücken
EP24730911.5A Pending EP4719698A1 (de) 2023-05-31 2024-05-29 Schüttgutfördersystem und verfahren zum fördern von schüttgut

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24730907.3A Pending EP4719696A1 (de) 2023-05-31 2024-05-29 Pulverfördersystem zum fördern von rohmaterialpulver zu einer anlage zum herstellen eines dreidimensionalen werkstücks

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24730911.5A Pending EP4719698A1 (de) 2023-05-31 2024-05-29 Schüttgutfördersystem und verfahren zum fördern von schüttgut

Country Status (3)

Country Link
EP (3) EP4719696A1 (de)
CN (3) CN121240945A (de)
WO (3) WO2024246120A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119898623B (zh) * 2025-03-17 2025-08-15 广东宏大韶化民爆有限公司 乳化炸药生产线珍珠岩风力输送系统
CN120573450B (zh) * 2025-08-06 2026-01-23 西安卓越蔚来氢能源科技股份有限公司 一种制氢用粉状原料运输装置及方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1406269A (en) * 1972-11-14 1975-09-17 Longthorn B Sieving of materials
US5098557A (en) * 1990-02-09 1992-03-24 Hirschler Dan E Granular material cleaning apparatus and method
JP2728847B2 (ja) * 1993-07-23 1998-03-18 日本パーカライジング株式会社 粉体流量測定方法およびその装置
ES2514520T3 (es) 2009-12-04 2014-10-28 Slm Solutions Gmbh Unidad de irradiación óptica para una planta para la producción de piezas de trabajo mediante la irradiación de capas de polvo con radiación de láser
US20180193880A1 (en) * 2015-07-03 2018-07-12 George D. Dumbaugh Vibrating screening feeder and method of use
JP6132962B1 (ja) * 2016-06-01 2017-05-24 株式会社ソディック 積層造形装置および積層造形装置の材料粉体の再利用方法
US10773305B2 (en) * 2016-12-29 2020-09-15 3D Systems, Inc. Three dimensional printing system with efficient powder handling system
US20200282652A1 (en) * 2017-11-11 2020-09-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Flow control in a pneumatic build material transport system
US20210283846A1 (en) * 2017-12-21 2021-09-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Emptying vessels in a build device
DE102019208689A1 (de) * 2019-06-14 2020-12-17 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Vorrichtung zur Verarbeitung von zum Laserschmelzen geeignetem Pulver mit zentralem Schutzgasverteiler und mit Sauerstoffmonitoring
CN114144252A (zh) * 2019-06-25 2022-03-04 Slm方案集团股份公司 粉末供给系统、操作粉末供给系统的方法和用于生产三维工件的设备
GB2588961B (en) * 2019-11-15 2022-07-13 Russel Finex Method and sieve system for screening material
CN112139502B (zh) * 2020-10-23 2021-12-07 南京航空航天大学 具有自净功能的内壁增材制造同轴送粉喷嘴
CN112721153A (zh) * 2020-12-16 2021-04-30 华南理工大学 一种增材制造粉末自动回收装置及方法
DE202021102494U1 (de) 2021-05-07 2021-05-31 SLM Solutions Group AG Vorrichtung zum Sieben von Pulver

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024246120A1 (de) 2024-12-05
CN121263265A (zh) 2026-01-02
WO2024246115A1 (de) 2024-12-05
EP4719698A1 (de) 2026-04-08
WO2024246118A2 (de) 2024-12-05
CN121240945A (zh) 2025-12-30
WO2024246118A3 (de) 2025-01-23
CN121285459A (zh) 2026-01-06
EP4719696A1 (de) 2026-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4719677A2 (de) Verfahren zur steuerung des betriebs einer siebvorrichtung, siebvorrichtung, pulveraufbereitungssystem und anlage zur herstellung von dreidimensionalen werkstücken
EP1192040B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
EP3393807B2 (de) Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
EP2983895B1 (de) Pulveraufbereitungsverfahren
EP3318353B1 (de) Verfahren zur generativen fertigung eines 3-dimensionalen bauteils
EP1316408A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen und/oder Bearbeiten von Bauteilen aus Pulverteilchen
EP3311985A1 (de) Vorrichtung zur additiven herstellung dreidimensionaler bauteile
DE102006041320A1 (de) Beschichtereinrichtung für eine Bauvorrichtung zur Erstellung von Formteilen aus pulverartigem Baumaterial unter Einbringung von Strahlungsenergie
EP3305445A1 (de) Verfahren zur generativen fertigung eines 3-dimensionalen bauteils
DE102017009833C5 (de) Anlage und Verfahren zur Metallpulveraufarbeitung
WO2020053567A1 (en) Powder bed fusion apparatus and methods
DE102023114306A1 (de) Schüttgutfördersystem und Verfahren zum Fördern von Schüttgut
WO2019197059A1 (de) Verfahren zum generativen fertigen eines dreidimensionalen membranartigen metallischen bauteils, sowie ein solches bauteil
DE102023114326B3 (de) Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Siebvorrichtung, Siebvorrichtung, Pulveraufbereitungssystem und Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken
DE102023114305A1 (de) Pulverfördersystem zum Fördern von Rohmaterialpulver zu einer Anlage zum Herstellen eines dreidimensionalen Werkstücks
WO2020099211A1 (de) Pulverauftragsvorrichtung, verfahren zum betreiben einer pulverauftragsvorrichtung und anlage zur herstellung eines dreidimensionalen werkstücks
DE102016206546A1 (de) Vorrichtung zum Auswählen einer Fraktion eines Ausgangsmaterials
DE102022204255A1 (de) Filtersystem mit individuell abtrennbaren Filterkammern
EP4376982A1 (de) Kontrollierte oxidation
DE102022211877A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Passivierung von in einer Filtervorrichtung auftretenden Filterrückständen
WO2023006799A1 (de) Detektion des oxidationsfortschritts von metallkondensat
DE3822787C2 (de)
DE102016211787A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines Werkstücks
DE102024105013A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur additiven Fertigung eines Bauteils aus einem Pulverbett

Legal Events

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

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

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

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20251120

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

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