JP2023532008A - 加算的製造のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

加算的製造のための方法であって、出発材料（４）がベース要素（２、１６、２９、３５、５１）に配置されたベース面（３、１５、３０、３６、５２）によって支持されている間に、エネルギービーム照射手段（９、２２、３１、３８、３９、５５、５９、６１）によって照射されるエネルギービーム（８、４１、５８）によって硬化される出発材料（４）によって、部品（１０、４２、４３、４４、４５）が層状に製造され、エネルギービーム（８、４１、５８）が出発材料（４）に衝突する間、ベース要素（２、１６、２９、３５、５１）はベース要素回転軸を有する回転成分を伴って動かされ、出発材料（４）は回転成分を介して生成される遠心加速度によってベース面（３、１５、３０、３６、５２）の上に保持され、前記エネルギービーム照射手段（９、２２、３１、３８、３９、５５、５９、６１）の少なくとも一部のために、回転運動が供給される、方法。同様に、加算的製造のための装置であって、出発材料（４）が遠心加速度によってベース面（３、１５、３０、３６、５２）上に保持され、エネルギービーム照射手段（９、２２、３１、３８、３９、５５、５９、６１）の少なくとも一部を回転させるために、少なくとも１つのエネルギービーム回転軸（４６））が設けられている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念による、加算的製造のための方法、及び請求項１６の上位概念による、加算的製造のための装置に関するものである。

本発明でいう加算的製造又は積層造形（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇ）とは、例えばレーザービーム又は電子ビームなどのエネルギービームの照射下で、例えば粉末形状で存在する出発材料から部品（Ｂａｕｔｅｉｌｅｎ）を層ごとに製造することを意味する。例えば、レーザー粉末床溶融（ＬＰＢＦ）としても知られる選択的レーザー溶融（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｍｅｌｔｉｎｇ）、選択的レーザー焼結（例えばＳＬＳ）又は電子ビーム溶融は、先行技術から知られている。層状構造により、複雑な内部及び外部構造は、冷却チャネルやサポート構造などの３次元部品で実現できる。加算的製造は、特にレーザービームを使用する場合、Ｉｎｄｕｓｔｒｙ４．０の意味でデジタル制御されたプロセスチェーンを実現する高い可能性を提供する。このようにして、後のカスタマーカップリングポイント（Ｋｕｎｄｅｎｋｏｐｐｌｕｎｇｓｐｕｎｋｔｅ）を提供することができ、標準化された半製品を使用することができる。適用分野は、特に自動車部門、航空宇宙、医療技術、工具及び機械工学である。

１９９９年にＬＰＢＦプロセスが開発されて以来、加算的製造は、主に試作品や特定部品の小規模から中規模のシリーズを迅速に生産するための技術として確立されている。それ以来、加算的製造は、成長分野において、主に減算的プロセスチェーンから生成的なプロセスへのパラダイムシフトをもたらした。しかしながら、確立されたプロセスは通常、より経済的であるため、これまでのところ、加算的製造は量産部品の製造では比較的ほとんど使用されていない。

多くの場合、加算的製造プロセスの経済効率が低いのは、比較的低い構築率（Ｂａｕｒａｔｅｎ）とそれに伴う高い部品コストに起因している。また、加算的製造された表面は、後加工が必要な場合が多い。さらなる問題は、部品の残留多孔性、並びに、プロセス効率の低さに基づく高価な粉末状の基材の損失によって発生する可能性がある。

これまで加算的製造では、直交座標系を用いた機械キネマティクスが主流であり、通常は部品の層が完成した後に下降する粉末床とエネルギービーム用の２軸ビームガイダンスを用いていた。

加算的製造のいくつかのプロセス変更例では、ガス流、特に出発材料の酸素を防止する保護ガス又は不活性ガス（Ｓｃｈｕｔｚｇａｓ）が使用される。

ＥＰ３３５７６０６Ａ１には、選択的レーザー溶融のための装置が記載されており、加工中に発生した粒子が、部品に向けられたガス流によって未加工の粉末床に吹き飛ばされないように、レーザービームが粉末床上をその加工経路でガイドされる。図示の例では、ガスの流れの方向は一定であり、加工経路の方向はレーザー装置のスキャナーユニットによって変更可能である。

ＤＥ１０２０１８１０９７３７Ａ１は、冒頭で述べたタイプの方法及び装置を開示しており、この方法では、構築チャンバー内の粉末材料の選択的焼結のためにレーザーが使用され、構築チャンバーはリング形状に設計されており、粉末堆積システム及びレーザーに対して回転する。材料適用は、基本的にベース要素回転軸に平行な構築方向で行われる。このようにして、リング状に分散した複数の部品を、加算的に製造することができ、同じレーザースキャナーで次々に異なる部品に部品層を焼結することができ、同時に別の部品に新しい粉末を適用したり剥離したりすることができる。このようにして、より高いスループットが可能になる。

同様の開示はＥＰ ２ ９８３ ８９６ Ｂ１から得られ、それによれば、製造されるべきワークピースのためのキャリアと、粉末床を生成するための粉末分配器が、選択的レーザー溶融のためのシステムのプロセスチャンバーに設けられ、ここで、粉末分配器及び軸の支持体は回転可能に配置される。キャリアのカップ形状の構造は、キャリアが回転する際に、円筒形状の壁が底部と共に回転し、これにより、粉末床が製造される処理チャンバーの壁と、製造されるワークピースのベースとして機能する処理チャンバーの回転する底部との間の相対運動が回避される。

ＣＮ２０６８３９１６５Ｕから３Ｄプリントプロセスが知られており、このプロセスにより、例えば２ｍ以上の大きな直径を有する円柱又は中空円柱を製造することができる。この目的のために、全体的に円筒形状に設計された３Ｄプリンタが使用され、主な構築方向は円筒軸に平行に配置される。

ＣＮ１０８０１５２７８Ｂは、ｚ軸に垂直な底上でｚ軸周りに回転する構造を有する円柱状の粉末分配器で粉末を分配する３Ｄプリント装置を開示している。プリントする部品の構築がこのｚ軸と平行になる。

ＤＥ１０２０１００４１２８４Ａ１は、選択的レーザー焼結のためのプロセスを開示しており、粉末適用は回転粉末分配器によって行われ、その回転軸は、製造される部品の閉じた環状断面の内側に、粉末床の表面に対して垂直に配置される。少なくとも最初の線形エネルギー入力の間、レーザービームは、部品の湾曲した輪郭に沿って、その輪郭が焼結材料によってステップ無して複製できるように導かれるべきである。

ＵＳ ２０２０／０１８０２２４ Ａ１から、三次元印刷のための方法および装置が知られており、この装置は、三次元対象物が出発材料としての粉末層で構築されるベース面を備えた軸周りに回転するフレームを有する。フレームの回転運動により、ベース面に堆積した粉末層に十分な遠心力が作用し、したがって、粉末層はベース面によって継続的に保持され、３Ｄプリントのためにエネルギービームが適用される。粉末は、フレームの中央回転シャフトに支持されているが回転しないピボットアームを使用して噴霧されることができる。ビーム源は、フレームの回転シャフトから半径方向に離れたカルダンリングに、どの方向にも回転できるように固定されている。

回転するベース面と粉末に作用する遠心力を利用した３Ｄプリントのための方法及び装置は、ＤＥ４３０８１８９Ｃ１及びＤＥ１０２０１８０１９Ａ１から知られている。

本発明は、先行技術に代わる運動学を有し、出発材料及びプロセス管理に影響を与えるための改善されたオプションを提供する加算的製造のための方法及び装置を提供するという技術的課題に基づく。

方法に関して、技術的課題は、請求項１の特徴的な特徴をもって解決される。有利な実施形態は、従属する方法請求項から生じる。

このように、加算的製造のための方法において、出発材料がベース要素に配置されたベース面によって支持されている間に、エネルギービーム照射手段によって照射されるエネルギービームによって硬化又は固化される（ｖｅｒｆｅｓｔｉｇｅｎｄｅｎ）出発材料によって、部品が層状に製造され、エネルギービームが出発材料に衝突する間、ベース要素はベース要素回転軸を有する回転成分を伴って（ｍｉｔ ｅｉｎｅｒ ｅｉｎｅ Ｂａｓｉｓｅｌｅｍｅｎｔ－Ｒｏｔａｔｉｏｎｓａｃｈｓｅ ａｕｆｗｅｉｓｅｎｄｅｎ Ｒｏｔａｔｉｏｎｓｋｏｍｐｏｎｅｎｔｅ）動かされ、出発材料は回転成分を介して生成される遠心加速度によってベース面に保持される方法が提案され、エネルギービーム照射手段の少なくとも一部に回転運動が提供される。

本発明による方法によれば、出発材料は、重力加速度によってベース面上に置かれることはないが、遠心加速度によってベース表面上に付着したままである。運動の回転成分には適切な角速度があり、例えば重力加速度に基づいて、出発材料がベース表面から滑ったり又は落下したりするのを防ぐ。 このようにして、出発材料の状態又は製造プロセスのさまざまなパラメータに影響を与える追加のオプションを提供する加算的製造のための動力学が与えられる。エネルギービーム照射手段の少なくとも一部に回転運動を提供することが初めて提案される。これは、ベース要素だけでなくエネルギービームも加算的製造プロセス中に回転できることを意味し、エネルギービームと処理される出発材料との間の相対速度を設定又は変更するための追加のオプションが得られる。エネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動は、エネルギービーム自体がベース要素内で回転するようにガイドされ、したがって、エネルギービーム照射手段と出発材料との間で延在するエネルギービームの部分が、エネルギービームの伝搬方向の少なくとも１つの成分に対して垂直に整列されたエネルギービーム回転軸を有する。

エネルギービーム照射手段は、例えば、レンズ、ミラー、及び／又は光ガイドなどの光学素子を備えることができる。

エネルギービーム照射手段又はエネルギービーム照射手段の少なくとも一部のための回転運動が、ベース要素回転軸に平行なエネルギービーム回転軸で実施されるように、本発明による方法を実施することが特に有利である場合がある。このように、エネルギービームは、ベース要素の円周方向における回転の中心角の３６０°の全角度範囲において、制限なく使用することができる。

ベース要素回転軸とエネルギービーム回転軸とが同軸であるか、又は互いに同軸にアライメントできる場合、特に有利である。回転軸を同軸にアライメントすること（Ｅｉｎｅ ｋｏａｘｉａｌｅ Ａｕｓｒｉｃｈｔｕｎｇ ｄｅｒ Ｒｏｔａｔｉｏｎｓａｃｈｓｅｎ）は、例えば、回転するエネルギービーム照射手段又はエネルギービーム照射手段の、回転する少なくとも一部の各角度位置において、円筒形状であると想定されるベース面までのエネルギービームの出射点の半径方向距離は、同じままであることを意味する。

また、本発明による方法は、加算的製造中に、ベース面又は出発材料の表面上のエネルギービームの衝突点の相対速度を、ベース面又は出発材料に対して相対的に変化させることによっても実施することができる。その結果、製造プロセスにさらなるパラメータが必要となる。

さらに、本発明による方法は、加算的製造中にエネルギービームの強度を変化させるように実施することができる。

エネルギービームの相対速度及び強度の変化は、時間的及び／又は空間的に行うことができる。したがって、軸方向、即ちベース要素の回転軸に平行な、方向において異なる座標について、及び／又は、部品の層状構築の際の異なる層について、異なる相対速度及び／又は強度が提供されることができる。

本発明による方法は、エネルギービーム照射手段又はエネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動と、ベース要素の回転運動とが、互いに相違する角速度で実施されることが可能である。このように、ベース要素の回転速度を変える必要なく、エネルギービームがソース材料に衝突する箇所で、出発材料に対するエネルギービームの相対速度を変えることができる。これは、ベース要素が出発材料とともに、エネルギービーム照射手段よりもはるかに大きな慣性モーメントを有するため、有利である。

さらに、本発明による方法は、エネルギービーム照射手段又はエネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動の回転方向と、ベース要素の回転運動の回転方向とが、相互に反対向きである。このようにして、エネルギービームと出発材料との間の相対速度が達成され、これはベース要素と共に回転する出発材料の周速度を明らかに超える。もちろん、エネルギービーム照射手段又はエネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動の回転方向と、ベース要素の回転運動の回転方向と、を同一方向にすることができる。エネルギービーム照射手段又はエネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動の回転方向は、ベース要素の回転運動の回転方向に対して変更することもでき、したがってエネルギービームと出発材料との間の相対速度をより広い範囲で使用できる。

また、本発明による方法は、加算的製造中に、エネルギービーム照射手段又はエネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動の角速度を変化させるように実施することもできる。例えば、この角速度は、出発材料の層厚の変化、例えば増加、に適合させることができる。したがって、すでに述べたように、エネルギービームの衝突点と出発材料の間の相対速度を必要に応じて変更できるだけでなく、このようにして、ベース要素の角速度を変更する必要なく、出発材料の層厚が増加しても、相対速度をできるだけ一定に保つようにすることもできる。

ベース要素の回転運動の角速度を介して、例えば細孔形成、エネルギー入力、又は、ガス、例えば保護ガスを使用する場合はガス流に影響を与えることができる。回転成分の回転軸の異なるアライメント、例えば重力加速度の方向に対して平行又は垂直、或いは任意の他のアライメントを提供することも可能である。方法の途中で、回転軸のアライメントも変更できる。

例えば、出発材料が粉末状である場合、角速度を変化させることで粉末のダイナミクスに影響を与えることができる。回転速度を上げると、粉末床内での粉末粒子同士の押圧力が高くなり、露出又は表面浸食（Ｄｅｎｕｄａｔｉｏｎ）、つまり、ガス流又はその他の影響による粉末粒子又は層全体の不所望な除去、あるいは粉末粒子の飛散（スパッタ排出）を低減することができる。また、遠心加速度によって、部品内の気孔やガス包有物（Ｇａｓｅｉｎｓｃｈｌｕｅｓｓｅｎ）のサイズや数が影響を受けることがある。遠心加速度によって影響を与えることは、出発物質の他の形態、例えば粘性のある出発材料も可能である。

本発明による方法は、出発材料に作用する遠心加速度の大きさが少なくとも重力加速度の大きさに対応するように実施することができる。この場合、回転成分のベース要素回転軸が重力加速度に対して垂直に位置合わせされているときに、本発明による方法を行うことも可能である、遠心加速度はまた、重力加速度の数倍（ｅｉｎ Ｍｅｈｒｆａｃｈｅｓ ｄｅｒ Ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎｓｂｅｓｃｈｌｅｕｎｉｇｕｎｇ）例えば、引力加速度の倍数であり得、例えば、、少なくとも１５ｍ／ｓ^２、少なくとも２０ｍ／ｓ^２又は少なくとも５０ｍ／ｓ^２又は少なくとも１００ｍ／ｓ^２の引力加速度（ｄｉｅ Ｅｒｄｂｅｓｃｈｌｅｕｎｉｇｕｎｇ）に関する絶対値において、重力加速度の少なくとも１．５倍、さらに好ましくは少なくとも２倍であり得る。特に、遠心加速度を所期のように調整することが有利であり得る。

さらに、１つの製造プロセス中、例えば同じ部品の製造過程でも遠心加速度を変化させることが有利である場合がある。つまり、プロセス中に全く新しい形でプロセス経過に影響を与えることができる。例えば、遠心加速度を変化させることで、出発材料の密度に影響を与えることができ、それが製造すべき部品の構造に影響を与えることができる。例えば、出発原料でのより高い圧力に基づいて、ガス包有物が回転軸方向に移動し、部品内の気孔数が減少することを実現することができた。

さらに、本発明によるプロセスは、局所的表面法線が遠心加速度に平行又は非平行な少なくとも１つの主成分を有する層で構成されるように実施することができる。出発材料は通常、遠心加速度に対して非平行に配向された局所的法線を有する内面をとる。相応の方法で、硬化によって、例えば、溶接、焼結によって、又は、溶融後に、出発材料床に生成された部品層は整列されることができる。このようにして、積層された部品層の順序は、通常、ベース要素回転軸の方向に放射状に延在する。

また、本発明による方法は、同一の製造工程において、少なくとも２つの部品が同一のベース要素上に構築されるように実施することができる。これらの部品は、周方向及び／又は軸方向に互いに離間して配置されることができる。

さらに、本発明による方法は、ベース面の周方向に閉じた（ｇｅｓｃｈｌｏｓｓｅｎｅｓ）少なくとも１つの部品がベース要素上に構築されるように実施することもできる。かかる部品は、例えば、環状、管状、中空円筒形状であることができる。周方向に閉じた又はつながった（ｇｅｓｃｈｌｏｓｓｅｎｅ）複数の部品を、軸方向に互いに離間させて同時又は連続的に製造することができる。部品又は複数の部品のうちの少なくとも１つは、回転対称であることができる。

さらに、本発明による方法は、ベース要素が少なくとも一部の領域において中空円筒形状であり、中空円筒形状の長手方向中心軸を回転成分のベース要素回転軸として使用するように実施することもできる。

しかしながら、ベース要素はまた、中空円筒形状から相違する（ａｂｗｅｉｃｈｅｎ）か、又は、製造されるコンポーネントの形状を決定するのに役立つ構造、例えば凹部、チャンバー又はウェブをベース面に有することもできる。

また、ベース要素の動きは純粋な回転から相違することもある。回転は、例えば、回転成分のベース要素回転軸に垂直なスイング軸（Ｓｃｈｗｅｎｋａｃｈｓｅ）周りのスイング運動、又は、（１つ以上の）並進運動などの他の運動成分と組み合わせることができ、したがって、硬化されるべき出発材料にさらなる影響を与える可能性が与えられる。

加算的製造のための装置に関して、出発材料を受け容れるためのベース面を有するベース要素と、エネルギービームをベース面の方向に照射するために設けられたエネルギービーム照射手段と、ベース要素を、ベース要素回転軸を有する回転成分を伴って動かすためのベース要素駆動手段であって、ベース面はベース要素回転軸に平行な方向に沿って延在する、ベース要素駆動手段と、を備え、技術的問題は、エネルギービーム照射手段の少なくとも一部を回転させるための少なくとも１つのエネルギービーム回転軸によって解決される。

有利な発展形態は従属請求項によってもたらされる。

ベース要素回転軸に平行な方向に沿ってベース面が延在することは、ベース面がベース要素回転軸に平行な面ベクトルを有しなければならないこと、すなわちベース要素回転軸に平行に延在することを意味するものではない。ベース要素回転軸の方向から見て、ベース面は少なくとも部分的に傾斜していることもある。以下にさらに説明するように、ベース面は、したがって、中空円筒形状から相違することができる。

エネルギービーム照射手段は、例えば、ビーム整形手段、又は、１つ以上のビ放射線ガイドファイバー、ミラー若しくは他の光学素子などのビームガイド手段、又は、スキャナー装置などを含み得る。エネルギービームは、レーザービームであってもよいし、或いは、例えば、電子ビーム又は特に出発材料が流体の場合にはＵＶビームで形成されたビーム等の、出発材料を硬化するのに適した他のエネルギービームであってもよい。

ベース要素駆動手段は、出発材料に作用する遠心加速度に基づいて出発材料をベース面上に保持するために、ベース要素を十分に高い角速度で回転させるように配置されている。その際、好ましくは、出発材料に作用する遠心加速度の大きさは、少なくとも重力加速度の大きさに相当する。

また、本発明による装置は、エネルギービーム照射手段の少なくとも一部を動かすために、エネルギービームの回転軸に追加して少なくとも１つの運動軸を有していてもよい。回転又は追加の運動軸に対して動く、エネルギービーム照射手段の部分は、例えば、エネルギービームが適切な手段、例えばミラー、ビームガイドファイバー及び／又は他の光学素子、を介して供給されるビーム出力であることができる。

追加の運動軸の少なくとも１つは、スイング軸であることができる。したがって、エネルギービーム照射手段又はその可動部が、ベース要素と同じ向き及び角速度で回転又はスイングすることが可能である。層構築のために、エネルギービームは、エネルギービーム照射手段の一部であるか又は別途設けられた、スキャナー装置又は他のビーム偏向手段などの適切な手段によって、出発材料上でガイドされ得る。ただし、エネルギービーム照射手段又はその可動部の回転又はスイング運動は、必ずしもベース要素の回転と角速度が一致していなくてもよい。また、エネルギー照射手段やその可動部の回転又はスイングを一時的に停止したり、ベース要素の角速度から相違する角速度を使用することも考えられる。

エネルギービーム照射手段又はその可動部が回転又はスイングしないか、又はその角速度がベース要素の角速度から相違する場合、例えば、加工すべき出発材料の領域又は既に部分的に製造された部品が適切な位置に達したときに、エネルギービームを常に活性化するか、出発材料又は部品への照射をリリースする（ｆｒｅｉｇｅｇｅｂｅｎ）ことにより、照射をベース要素の回転と協調させることが可能である。この場合、パルス照射が行われ、すなわち、エネルギー照射手段に対してベース要素が１回転する間に、照射が１回又は複数回中断される。照射時間は、例えば、ベース要素の回転速度と、出発材料、例えば粉末床の現在の内径と、衝突するエネルギービームの直径とから算出することができる。さらに、出発材料又は部品への照射を開始する時間や終了する時間は、ベース要素の角度位置と同期させることができる。ベース面の回転運動の円周方向に閉じた部品の場合、ビーム作用は、ベース要素の少なくとも１回の回転の過程で連続的に行われることも可能である。

また、本発明による装置は、追加の運動軸の少なくとも１つが並進軸、特にリニア軸又は直線軸であるように設計することも可能である。かかる並進軸は、エネルギー照射手段又はその可動部に対して、少なくとも１つの回転軸に加えて設けてもよい。少なくとも１つの並進軸は、特に、ベース要素回転軸と平行及び／又は垂直な動きのために設けられることができる。ベース要素回転軸に平行な少なくとも１つの成分を有する並進軸は、エネルギー照射手段の少なくとも一部又はその可動部がベース要素内へ入ったり又はベース要素内から外に出たりできるように構成されてもよい。

回転軸、スイング軸、並進軸は、ベース要素回転軸の領域内又はその近くにあるか、又は半径方向に距離を有することができる。このような距離感は、ベース要素の直径が例えば１ｍ以上と大きい場合等に特に意義がある。

本発明による装置は、出発手段を適用するための手段、及び／又は出発材料を平滑化、分配及び／又は除去するための手段、及び／又はガスを供給するための手段、及び／又はガス又は廃棄物を吸引するための手段が、ベース要素回転軸が通り、かつ、少なくとも部分的にベース面によって取り囲まれるベース要素内部空間内に配置されているか、又は、前記装置の運転のために配置されることができる、ように設計されることができる。

例えば、エネルギー照射手段やその一部を利用することができ、例えば、エネルギービーム照射手段のビーム出口は、ベース要素回転軸と平行な軸方向のベース面の広がりのほぼ中央に配置されてもよい。また、ベース要素の内部に配置された他の前述の手段についても同様である。しかしながら、これらの手段又はエネルギー照射手段又はその一部を、軸方向の広がりの異なる位置に配置することも可能である。

エネルギー照射手段又はその一部を含む前述の手段は、ベース面が少なくともその軸方向範囲のほぼ全体にわたって、例えば出発材料の適用及び／又は出発材料の平滑化、分配、除去及び／又はガスの供給／吸引に供することができるように、軸方向に延在することもできる。

本発明による装置は、出発材料を適用する手段、及び／又は出発材料を平滑化し、分配し、及び／又は除去する手段、及び／又は出発材料を除去する手段、及び／又はガスを供給する手段、及び／又はガス又は廃棄物を吸引する手段が、軸方向及び／又は半径方向にシフト可能である、ように設計されることができる。このように加算的製造のための方法は、さまざまな方法で影響を受ける得る。特に、ベース面上の少なくとも１つの点で出発材料を凝固させることと、ベース表面上の少なくとも１つの他の点に出発材料を適用することとを同時に行うことが可能である。軸方向のシフト可能性は、ビーム出口及び／又はさらなる前述の手段もベース要素の外に導くことができるほど広範であり得る

本発明による装置はまた、出発材料を適用するための手段及び／又は出発材料を平滑化、分配及び／又は除去するための手段及び／又はガスを供給するための手段及び／又はガス又は老廃物を吸引するための手段は、回転可能又は枢動可能に取り付けられ、特に回転軸又は枢動軸がベース要素の回転軸に平行である。

出発材料を塗布する手段及び／又は出発材料を平滑化、分配及び／又は除去する手段及び／又はガスを供給する手段及び／又はガス又は廃棄物を抽出する手段は、例えば部品上の処理場所に沿うように、ベース要素と同期して回転又はスイングするか、又は円形又は螺旋状の経路で移動することが可能である。しかし、前述の手段を、回転又はスイングさせるために使用しないか、又は、ベース要素の角速度から相違する角速度で使用し、ベース要素の回転を伴うエネルギービームの照射に代えて、エネルギービームが、出発材料上で部品の完成する層のための領域内でだけ衝突する。この場合、エネルギー照射手段のパルス動作や不連続動作を付与することができる。

出発材料を適用する手段のスイング運動又は回転の際に、出発材料は、回転通路を介して、例えばベース要素の少なくとも１つの開いた軸方向端部を介して、供給されることができる。しかしながら、必要な出発材料のストック又はその一部をベース要素の内部に配置することも考えられる。必要であれば、製造を中断してストックを補給することも可能である。

本発明による装置は、ベース要素の幅広いサイズで製造することが可能である。１ｍ以上又は２ｍ以上のベース面の内径が考えられ、したがって、ベース要素内部空間に必要な要素を配置することが可能になる、例えば、エネルギー照射手段又は出発材料を適用する手段及び／又は出発材料を平滑化、分配及び／又は除去する手段及び／又はガスを供給する手段及び／又はガス又は廃棄物を吸引する手段などである。ただし、所望の形状によっては、直径が１ｍを大きく下回るものも有効である。

出発材料を適用する手段及び出発材料を平滑化、分配及び／又は除去する手段は、単一の装置、例えば出発材料用のアプリケータとそこに配置されたスキージによって実現することが可能である。出発材料を分配する手段は、ガス流によって作用するもの、特に、ノズル、例えばスリットノズルを使用する手段も可能である。代替的に又は付加的に、ガス流は平滑化にも使用できる。

また、本発明による装置の特別な設計により、ベース要素の直径に関係なく、ベース要素又は装置全体の設置スペースを軸方向に簡単な方法で変更することが可能である。つまり、必要に応じてベース要素を交換したり、軸方向の伸びを変更できるベース要素を使用することで、使用可能なベース面を軸方向に広げたり縮めたりすることができる。

さらに、本発明による装置は、ベース要素回転軸に垂直な断面面において、ベース面がベース要素回転軸を少なくとも主要な円周上において（ｚｕｍｉｎｄｅｓｔ ａｕｆ ｄｅｍ ｕｅｂｅｒｗｉｅｇｅｎｄｅｎ Ｕｍｆａｎｇ）同心状に取り囲むように設計することも可能である。ベース面がベース面と交差するすべての切断面にわたってベース要素回転軸を同心かつ完全に囲む限り、ベース面は回転体を形成する。しかしながら、ベース面は、ベース要素の回転軸を円周方向に完全に囲んではいないが、円周方向に少なくとも１つの中断を有する、不完全な回転体に相当することもできる。したがって、ビーム又は材料を外部からベース要素内部空間へ導入したり、例えば余分な出発材料を除去するために、ベース要素の内部空間から出したりすることができる。

また、本発明による装置は、ベース面が、少なくともベース要素回転軸に平行な方向に延在する部分領域において、及び少なくとも主要な円周上において円筒形状であるように設計することができる。例えば、ベース要素は、部分的に中空円筒として形成されることができる。

ベース面は、その軸方向の延在方向から見て、その両端に、ベース面から、好ましくは垂直に、ベース要素の回転軸方向に延在する端壁を有することができ、端壁は、少なくともベース要素の回転中に、出発材料をベース要素内に保持する。また、少なくとも１つの端壁は、ベース要素を空にすることを容易にするために、可動式又は取り外し可能であってもよい。

原則として、ベース要素は軸方向の一方又は両方の端で開いていることができ、ここから、エネルギービーム又は出発材料又はさらなる要素、例えばエネルギービーム照射手段又はその一部及び／又は出発材料を適用するための手段及び／又は出発材料を平滑化、分配及び／又は除去するための手段及び／又はガスを供給するための手段及び／又はガス又は廃棄物を吸引するための手段を、供給できる程度に開いていることができる。このため、ベース要素の両端には壁や支えを完全になくすことができる。必要な場合には、ベース要素の支持及び／又は駆動は、外部から例えばローラーによって行うことができる。

前述の説明および特許請求の範囲が、本発明による方法及び本発明による装置を、１つの部品、１つのベース要素、１つのベース面又は１つのエネルギービーム、又は、それぞれ単数で表された他の要素を有する用に表しているが、これは、例であり、制限ではない。本発明はまた、これらの要素の２つ以上を有する変形例を含み、例えば、それぞれが少なくとも１つのベース面を有する２つ以上のベース要素、又は２つ以上のエネルギービームを提供することができる。互いに区切られた多数のベース面を、ベース要素又は少なくとも１つのベース要素に実装することも可能である。

本発明による方法および本発明による装置の好ましい例示的な実施形態を、図を参照して以下に説明する。
図１は、選択的レーザー溶融装置の第１の実施形態を軸方向断面図で示す図である。 図２は、選択的レーザー溶融装置の第２の実施形態を側面断面図で示す図である。 図３は、内部構造を有する回転対称な部品を製造している状態の選択的レーザー溶融装置の第３の実施形態を示す図である。 図４は、並列処理用の２つのレーザー光学系を備えた選択的レーザー溶融装置の第４の実施形態を示す図である。 図５は、選択的レーザー溶融装置の第５の実施形態を示す図である。

図面には、選択的レーザー溶融のための完全なシステムは示されておらず、本発明の本質的な構成要素のみが示されている。特に、レーザー照射と出発材料のための駆動手段、制御装置、供給装置を有する。

図１は、選択的レーザー溶融用システム（以下、第１ＬＰＢＦシステム１という）の第１設計実施形態１の概略軸方向断面図を示す。第１ＬＰＢＦシステム１は、ベース素子２を有し、このうち図１の図では中空円筒形状のベース面３のみが確認できる。

ベース要素２は、ここでは図示しない駆動手段によって回転される。駆動手段は、例えば、ベース要素２に、形状結合又は力結合により作用することができる。加算的製造の出発材料として、ここでは粉末４が例示されており、粉末は粉末アプリケータ５でベース要素３に適用される。紙面に垂直に延在するベース要素回転軸周りに、矢印によって示された方向の回転運動と、これに伴う遠心加速度により、粉末４はベース面３上に残る。粉末適用により粉末床７が形成される。粉末アプリケータ５は、例えば、ベース要素２の回転のみによって、又は追加的にここに示されていない別の駆動手段によって、ベース面３に対して円周方向に移動することができる。

スキージ６により粉末４を均一に分配するために役立つ。レーザービーム８の形態のエネルギービームを、レーザー光学系９を介して粉末床７に照射する。レーザービーム８は、粉末床７内の粉末を選択的に層状に溶融し、それによって、製造されるべき部品の横方向の層寸法は、レーザービーム８の動き又は運動（Ｂｅｗｅｇｕｎｇ）によって決定され、層厚は、それぞれの新しい粉末層の高さによって決定される。溶融層が冷却されると硬化又は固化し（ｖｅｒｆｅｓｔｉｇｔ）、所望の部品１０の第１層が形成され、このようにして順次積み重ねられる。レーザービーム８の粉末床への正しいフォーカシングは、レーザー光学系９を変更することによって行われ、又は、レーザー光学系９をベース要素回転軸に対してシフトさせることで実現することができる。レーザー光学系９のシフトは、例えば、第１のリニア軸又は直線軸１１を介して行われ得る。

レーザー光学系９を、他の方向、例えば、ベース素子回転軸に平行な、ここでは図示しない第２のリニア軸上で動かすことも可能である。あるいは、レーザー光学系は、部品の製造に必要な軸方向の長さ全体に及ぶか、ここでは個別に示されていないスキャナー装置によって対応する距離に作用することができるので、レーザー光学系９をベース要素回転軸に平行にシフトさせる必要はない。

レーザー光学系は、実施形態のさらなる例を用いて図５でより詳細に説明するように、ベース素子回転軸に平行なエネルギービーム回転軸を中心に、好ましくは同軸で回転できるように取り付けられる。

保護ガスアプリケータ１２によって加算的製造エリア内に保護ガス又は不活性ガス（Ｓｃｈｕｔｚｇａｓ）を放出し、ガス収集器１３によって収集する。粉末４の適用と部品１０の製造は同時に行うことができることがわかる。また、保護ガスアプリケータ１２が発するガス流は、粉末床７における粉末４の分配及び平滑化を支援し、あるいは引き起こすことができるので、スキージ６を省略することができる。

保護ガスアプリケータ１２、ガスコレクタ１３及び／又は粉末アプリケータ５は、半径方向及び／又は軸方向に移動可能（ｖｅｒｆａｈｒｂａｒ）である。ラジアル移動可能性は、成長する部品に適応するのに有効である。軸方向の移動可能性は、軸方向にシフトする加工領域に適応することができる。また、保護ガスアプリケータ１２、ガス収集器１３及び／又は粉末アプリケータ５は、加工領域全体にわたって軸方向に延在することもできる。

レーザー光学系９、保護ガスアプリケータ１２、ガス収集器１３及び／又は粉末アプリケータ５は、例えば部品１０上の加工位置に追従するために、ベース要素２と同期して、すなわち同一の角速度で回転し、スイングし、又は円形又は螺旋状の経路上を動くことができる。この場合、レーザー光学系９を連続的に動作させることができる。しかしながら、例えば、レーザー光学系９をそのエネルギービーム回転軸の周りで一時的に回転させないこと、又は、ベース要素の角速度とは相違する角速度でレーザー光学系９を回転させ、レーザー照射が、例えば、レーザービームは、粉末床７上の仕上げられるべき、部品１０の層の領域にのみ衝突するように、ベース要素２の回転と協調する。この場合、レーザーのパルス動作や不連続動作が与えられます。

図２は、中空円筒形状のベース面１５を有するドラム状のベース要素１６を備えた第２ＬＰＢＦシステム１４の概略断面を示し、ここではベース要素１６のための図示しない駆動要素の係合のための駆動接続部１７を有している。ベース要素１６は、底部片１８及びベース面１５のための周壁１９に加えて、前端壁２０を備えることができ、前端壁２０には、供給部２８及び軸リニアガイド２３を有するレーザー光学系２２のアクセスを可能にする開口２１が設けられている。ベース要素１６の外側にはレーザー光学系２２のために半径リニアガイド２７が設けられている。半径リニアガイド２７は、代替的に、ベース要素１６の内部に配置することも可能である。リニアガイド２３、２７は象徴的にのみ示されており、ここでは図示しない方法で、同様に図示されていない、レーザー光学系２２の回転を支持し駆動するための手段と組み合わされている。

粉末アプリケータ又は保護ガスアプリケータなどの他の要素は、分かりやすくするために図２には示されていないが、開口２１を介して挿入することもでき、その空間位置は、例えばリニアチューブを介して、又は回転軸やスイング軸を介して変更することができる。

図示の第２ＬＰＢＦシステム１４は、例えば、ベース要素１６の周方向に閉じられ、それぞれ環状の形状を有する２つの部品２４、２５を製造するために使用される。

図３は、第３ＬＰＢＦシステム２６のベース面３０を有するベース要素２９の概略断面を示し、それによって、ベース要素２９は矢印の方向に回転する。レーザー光学系３１がベース要素２９内に配置されており、これによって、複数のキャビティ３４を有する、環状の閉じた部品３３が、粉末床３２から加算的製造によって製造される。複数のキャビティうちの１つのみに参照符号が付されている。なお、ここでは、レーザー光学系３１のエネルギービーム回転軸は示していない（図４の第４実施形態の符号４６参照）。

図４は、第４ＬＰＢＦシステム３７のベース面３６を有するベース要素３５の断面を概略的に示し、ベース要素３５はベース要素の回転軸周りに矢印の方向に回転する。第１レーザー光学系３８及び第２レーザー光学系３９は、ベース要素３５内に配置され、２つの異なる部品４２及び４３上に同時に層を形成するために、粉末床４０の異なる点にレーザービーム４１を同時に適用する。第１レーザー光学系３８及び第２レーザー光学系３９は、ベース要素回転軸と同軸であるエネルギービーム回転軸４６の周りを回転することができ、レーザー光学系３８及び３９の角速度は一時的に同一であることができるか、又はベース部材３５に対するレーザービーム４１のアライメントを変化させるために、そこから相違する。その角度位置にあるベース部材３５が適切な角度だけレーザー光学系３８及び３９に対してさらに回転すると、レーザー光学系３８及び３９は、２つのさらなる部品４４及び４５に、同時にそれぞれ１つの層を設けることができる。両レーザー光学系３８および３９を使用して、円周方向にさらに拡大する構成要素、特に円周方向に閉じている部品を異なる点で同時に処理することができる。ここには示されていないが、粉末を適用するための手段及び／又は保護ガスを流すための手段は、例えばレーザー光学系３８、３９の数に応じて、複数設けることができる。

図５は、ベース面５２を有するベース要素５１を備える第５ＬＰＢＦ装置５０を示す。加算的製造の出発材料として使用される粉末は図示されていない。ベース要素５１は、ここでは図示しない手段により、矢印５３で示される角速度ω_１で回転するように駆動される。駆動部は、例えば、ベース要素５１の外周面に、形状結合又は力結合により係合することができる。ベース要素５１の内部には、軸受け５４を介して中空シャフト５５が案内されている。この軸受は、ベース要素５１と中空シャフト５５との間で回転運動と、二重矢印で示す軸方向の変位とを可能にする。中空シャフト５５は、ここでは図示しない駆動手段により、矢印５６で示される角速度ｗ２で回転するように駆動される。

図示しないレーザー光源からのレーザービーム５８は、ロータリーカップリング５７を介して中空シャフト５５に結合される。ロータリーカップリングにより、図示しないビーム源を回転運動させることなく運転することが可能である。ロータリーカップリング５７は、ここでは単に３つの光学レンズ６０によって示される光学部品５９によってビーム方向に先に導かれ、それによってレーザービーム５８の制御された焦点調節が可能である。

中空シャフト５５は、その前端にミラー要素６１を有し、図示の例では、制御可能な走査又はスイング運動のために支持されている。しかしながら、例えば９０°の固定角度を有する固定ミラー要素を備えることもでき、即ち走査装置が備えないことができる。したがって、ミラー要素によって、レーザービームの焦点は、例えば中空シャフト５５に平行に、すなわち軸方向に、あるいはベース面５２又はここでは示されていない粉末面上の他の方向にも移動させることができる。これは、走査装置又はスイング装置の場合には、ミラー素子６１の傾斜角度を相応に変化させることによって、又は固定偏向角度を有するミラー素子の場合には、軸方向変位によって行うことが可能である。ミラーの代わりに、プリズムなどの光学偏向装置を使用することももちろん可能である。粉末層の厚さが変化すると、光学部品５９によって焦点位置を調整することができる。

中空シャフト５５の角速度ω_２５６は、レーザービーム５８がエネルギービーム回転軸を中心に回転する角速度に対応し、これは、ここでは中空シャフト５５の中心縦軸と一致する。中空シャフト５５の角速度ω_２５６は、ベース素子５１の角速度ω_１５３と一致させることができ、したがって、ミラー６１によって制御される走査運動を無視すれば、一方の側のエネルギービーム５８と他方の側のベース面５２又はここでは図示しない粉末層の表面とは、レーザービーム５８の衝突点において互いの相対運動を呈さない。

有利には、中空シャフト５５の異なる角速度ω_２５６とベース要素５１の角速度ω_１５３を選択し、それにより、レーザービーム５８の可能な走査運動を無視して、入射レーザービーム５８と粉末層の表面との間の相対速度が減少する。この相対速度は、プロセスステップの速度を決定し、例えば、少なくとも１００ｍｍ／ｓ、通常は２００ｍｍ／ｓ、最大２ｍ／ｓ、又は最大５ｍ／ｓである。相対運動は、ω_２＞ω_１又はω_２＜ω_１で実現できる。

相対運動はまた、中空シャフト５５及びベース要素５１が反対の回転方向を有することによって達成され得る。相対速度は、製造プロセス中に一定である必要はなく、変更することもできる。例えば、異なる軸方向位置で異なる相対速度を提供することができる。加算的製造では、部品は上下に続く層（ａｕｆｅｉｎａｎｄｅｒ ｆｏｌｇｅｎｄｅｎ Ｓｃｈｉｃｈｔｅｎ）で製造される。部品の異なる層ごとに異なる相対速度を備えることができる。さらに、異なる軸方向位置及び異なる層に対して、レーザービームの強度の位置的な変動が可能である

提示された例示的な実施形態のすべては、提示された要素、例えばレーザー光学系、部品、粉末アプリケータ、スキージ、保護ガスアプリケータ及び／又はガス収集器などの数に関して適切な方法で変更することができる。図示の例示的実施形態の出発材料として、粉末の代わりに、例えば液体の、例えば粘性出発材料などの代替材料も考えられる。さらに、レーザービームの代わりに、代替的なエネルギービーム、例えば電子ビーム又は紫外線ビーム（ＵＶ放射）を使用することもできる。

１ 第１ＬＰＢＦ装置（Erste LPBF-Anlage）
２ ベース要素（Basiselement）
３ ベース面（Basisflaeche）
４ 粉末（Pulver）
５ 粉末アプリケータ（Pulver Applikator）
６ スキージ（Rakel）
７ 粉末床（Pulverbett）
８ レーザービーム（Laserstrahl）
９ レーザー光学系（Laseroptik）
１０ 部品（Bauteil）
１１ 第１リニア軸（Erste Linearachse）
１２ 保護ガスアプリケータ（Schutzgas-Applikator）
１３ ガス回収器（Gassammler）
１４ 第２ＬＰＢＦ装置（Zweite LPBF-Anlage）
１５ ベース面（Basisflaeche）
１６ ベース要素（Basiselement）
１７ ドライブソケット（Antriebsstutzen）
１８ 底部片（Bodenstueck）
１９ 周囲壁（Umfangswand）
２０ 前端壁（Vordere Abschlusswand）
２１ 開口（Oeffnung）
２２ レーザー光学系（Laseroptik）
２３ 軸リニアガイド（Axiale Linearfuehrung）
２４ 部品（Bauteil）
２５ 部品（Bauteil）
２６ 第３ＬＰＢＦ装置（Dritte LPBF-Anlage）
２７ 半径リニアガイド（Radiale Linearfuehrung）
２８ 供給部（Zuleitung）
２９ ベース要素（Basiselement）
３０ ベース面（Basisflaeche）
３１ レーザー光学系（Laseroptik）
３２ 粉末床（Pulverbett）
３３ 部品（Bauteil）
３４ キャビティ（Hohlraum）
３５ ベース要素（Basiselement）
３６ ベース面（Basisflaeche）
３７ 第４ＬＰＢＦ装置（Vierte LPBF-Anlage）
３８ 第１レーザー光学系（Erste Laseroptik）
３９ 第２レーザー光学系（Zweite Laseroptik）
４０ 粉末床（Pulverbett）
４１ レーザービーム（Laserstrahlung）
４２ 部品（Bauteil）
４３ 部品（Bauteil）
４４ 部品（Bauteil）
４５ 部品（Bauteil）
４６ エネルギービーム回転軸（Energiestrahl-Rotationsachse）
５０ 第５ＬＢＰＦ装置（Fuenfte LBPF-Anlage）
５１ ベース要素（Basiselement）
５２ ベース面（Basisflaeche）
５３ 矢印（Pfeil）
５４ 軸受け（Lagerung）
５５ 中空シャフト（Hohlwelle）
５６ 矢印（Pfeil）
５７ ロータリーカップリング（Drehkopplung）
５８ レーザービーム（Laserstrahlung）
５９ 光学ブロック（Optischer Baustein）
６０ 光学レンズ（Optische Linse）
６１ ミラー要素（Spiegelelement）

Claims (22)

1. 加算的製造のための方法であって、
   出発材料がベース要素に配置されたベース面によって支持されている間に、エネルギービーム照射手段によって照射されるエネルギービームによって硬化される前記出発材料によって、部品が層状に製造され、
   前記エネルギービームが前記出発材料に衝突する間、前記ベース要素はベース要素回転軸を有する回転成分を伴って動かされ、
   前記出発材料は前記回転成分を介して生成される遠心加速度によって前記ベース面の上に保持され、
   前記エネルギービーム照射手段の少なくとも一部のために、前記ベース要素回転軸と同軸であるエネルギービーム回転軸を有する回転運動が供給され、
   前記ベース要素の回転運動及び前記エネルギービーム照射手段の回転運動は、それぞれ別個に駆動され、
   前記エネルギービーム照射手段は、前記ベース要素回転軸に平行に延在する並進軸に沿って動かされる、
   方法。
2. 前記ベース面に対する又は前記出発材料に対する、前記ベース面又は前記出発材料の表面上の前記エネルギービームの衝突点の相対速度は、前記加算的製造の間に変更される、
   請求項１記載の方法。
3. 前記加算的製造中に前記エネルギービームの強度が変化する、
   請求項１又は２記載の方法。
4. 前記エネルギービーム照射手段又は前記エネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動と、前記ベース要素の回転運動とは、相互に相違した角速度で行われる、
   請求項１乃至３いずれか１項記載の方法。
5. 前記エネルギービーム照射手段又は前記エネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動の回転方向と、前記ベース要素の回転運動の回転方向とは、互いに反対向きである、
   請求項１乃至４いずれか１項記載の方法。
6. 前記エネルギービーム照射手段又は前記エネルギービーム照射手段の少なくとも一部の回転運動の角速度は、加算的製造中に変更される、
   請求項１乃至５いずれか１項記載の方法。
7. 前記出発材料に作用する遠心加速度の大きさは、少なくとも重力加速度の大きさに相当し、好ましくは重力加速度の大きさの少なくとも１．５倍、より好ましくは少なくとも２倍に相当する、
   請求項１乃至６いずれか１項記載の方法。
8. 製造プロセスの過程で遠心加速度の大きさが変化する、
   請求項１乃至７いずれか１項記載の方法。
9. 前記部品が層状に構築されており、
   層の局所的な表面法線は、遠心加速度に対して平行又は非平行の少なくとも１つの主成分を有する、
   請求項１乃至８いずれか１項記載の方法。
10. 同一の製造プロセス中、同一のベース要素上に、少なくとも２つの部品が構築される、
    請求項１乃至９いずれか１項記載の方法。
11. 前記ベース要素上に、前記ベース面の円周方向に閉じた少なくとも１つの部品が構築される、
    請求項１乃至１０いずれか１項記載の方法。
12. 前記ベース要素は、少なくとも部分的に中空円筒形状であり、前記中空円筒形状の長手方向中心軸は、前記回転成分のベース要素回転軸として用いられる、
    請求項１乃至１１いずれか１項記載の方法。
13. 前記回転成分は、前記ベース要素の動きのために、さらなる動き成分と組み合わされる、
    請求項１乃至１２いずれか１項記載の方法。
14. 加算的製造のための装置であって、
    出発材料を受け容れるためのベース面を有するベース要素と、
    エネルギービームをベース面の方向に照射するために設けられたエネルギービーム照射手段と、
    前記ベース要素を、ベース要素回転軸を有する回転成分を伴って動かすためのベース要素駆動手段であって、前記ベース面は前記ベース要素回転軸に平行な方向に沿って延在する、ベース要素駆動手段と、
    前記エネルギービーム照射手段の少なくとも一部を回転させるための、前記ベース要素回転軸に同軸な少なくとも１つのエネルギービーム回転軸と、
    前記エネルギービーム回転軸に加えて、前記エネルギービーム照射手段の少なくとも一部を動かすための、少なくとも１つの運動軸と、
    を備え、
    前記ベース要素の回転運動及び前記エネルギービーム照射手段の回転運動のための別個の駆動部を備え、
    追加の前記運動軸のうちの少なくとも１つは、前記ベース要素回転軸に平行に延在する並進軸である、
    装置。
15. 前記出発材料に作用する遠心加速度の大きさは、少なくとも重力加速度の大きさに相当し、好ましくは重力加速度の大きさの少なくとも１．５倍、より好ましくは少なくとも２倍に相当する、
    請求項１４記載の装置。
16. 前記エネルギービームの焦点を適応するための焦点適応手段によって特徴づけられる、
    請求項１４又は１５記載の装置。
17. 前記出発材料を適用するための手段、及び／又は
    前記出発材料を平滑化、分配及び／又は除去するための手段、及び／又は
    ガスを供給するための手段、及び／又は
    ガス又は廃棄物を吸引するための手段が、
    前記ベース要素回転軸が通り、かつ、少なくとも部分的に前記ベース面によって取り囲まれるベース要素内部空間内に配置されているか、又は、前記装置の運転のために配置されることができる、
    請求項１４乃至１６いずれか１項記載の装置。
18. 前記出発材料を適用する手段、及び／又は
    前記出発材料を平滑化し、分配し、及び／又は除去する手段、及び／又は
    ガスを供給する手段、及び／又は
    ガス又は廃棄物を吸引する手段が、
    軸方向及び／又は半径方向にシフト可能である、
    請求項１７記載の装置。
19. 前記出発材料を適用するための手段、及び／又は
    前記出発材料を平滑化し、分配し、及び／又は除去するための手段、及び／又は
    ガスを供給するための手段、及び／又は
    ガス又は廃棄物を吸引する手段が、
    回転可能又はスイング可能に支持されている、
    請求項１７又は１８記載の装置。
20. 前記ベース要素回転軸に垂直な断面において、前記ベース面は、前記ベース要素回転軸を少なくとも主要な円周上において同心状に取り囲んでいる、
    請求項１４乃至１９いずれか１項記載の装置。
21. 前記ベース面は、少なくとも前記ベース要素回転軸に平行な方向に延在する部分領域において、及び少なくとも主要な円周上において円筒形状である、
    請求項２０記載の装置。
22. 前記ベース要素は、少なくとも１つの軸方向端部に、前記ベース面から前記ベース要素回転軸の方向に延在し、移動可能及び／又は取り外し可能である閉鎖壁を有する、
    請求項１４乃至２１いずれか１項記載の装置。

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