SE520710C2 - Anordning samt metod för framställande av en tredimensionell produkt - Google Patents

Description

520 710 effekt enbart styras med avseende på smälttemperaturen då information om svalningsprocessen kräver kännedom om temperaturfördelningen över ytan.

När en anordning enligt teknikens ståndpunkt nyttjas för framställning av tredimensionella produkter har det visat sig att avvikelser från önskad form, storlek och hållfasthet uppkommer.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen år att tillhandahålla en anordning för framställning av tredimensionella kroppar genom successiv sammansmältning av urvalda delar av på ett arbetsbord successivt pålagda pulverlager, där reducering av avvikelser från önskad form, storlek och hållfasthet hos en bildad tredimensionell kropp möjliggörs.

Detta ändamål uppnås genom en anordning enligt den kännetecknande delen av patentkravet 1 och 15. Genom att tillhandahålla ett organ för avkänning av temperaturfördelningen hos ett hos pulverbädden beläget ytlager möjliggörs att svalningstemperauren hos sammansmälta urvalda delar av ett pulverlager kan uppmätas, varvid risken för uppkomst av, samt storleksordningen på eventuellt uppkomna ytspänningar hos den sammansmälta delen kan reduceras och därigenom oönskade formförändringar kan reduceras. Vidare möjliggörs en uppmätning av tvärsnittets dimensioner, varvid en jämförelse av det bildade tvärsnittets dimensioner med avsedda dimensioner hos föremålet kan nyttjas för kalibrering av styrorgan för strålkanonen. Organet möjliggör även uppmätning av den osmälta pulverbäddens temperatur, varvid bibehållandet av en ur process synvinkel gynnsam temperatur kan övervakas. Efter uppmätning av temperaturfördelningen över ytan medges korrigering av ytans egenskaper, varvid en produkt med reducerad avvikelse från önskat mått och ytojämnhet kan åstadkommas. I en föredragen utföringsform av uppfinningen uppmäts temperaturen vid sammansmältningen av pulverkornen, varvid det är möjligt att tillse att smältningen sker inom ett definierat temperaturintervall varvid risken för uppkomst av defekter genom exempelvis förångning eller kokning av materialet kan reduceras. Förångning och kokning av materialet kan ge upphov till svetsloppor eller andra ytojämnheter. 10 15 20 25 30 520 710 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen återkopplas information om temperaturfördelningen hos ytlagret av pulverbädden till styrdatorn för förändring av körschemat över ytlagret hos pulverbädden. Genom att förändra körschemat och strålens effekt och eller utseende möjliggörs upprätthållande av korrekt temperatur hos pulverbäddens skilda delar.

I en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen nyttjas informationen om temperaturfördelningen hos pulverbäddens ytlager för att öka energitillförseln inom områden hos pulverbäddens ytlager med för låg temperatur och samt minska energitillförseln inom områden med för hög temperatur varvid en jämnare arbetstemperatur hos tvärsnitten kan erhållas. Genom adaptering av energitillförseln till valda delar erhålles en mer korrekt temperaturfördelning, varvid produktens kvalitet kan höjas.

I ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen är anordningen anordnad attstyra strålkanonens energitillförsel till pulverbädden vid områden som sammansmälts inom det för närvarande översta pulverlagret, så att den maximala temperaturen efter sammansmältning vid dessa områden ligger inom ett begränsat intervall. Genom att kontrollera energitillförseln så att alltför höga temperaturer undviks, kan risken för kokning och förångning av materialet, med följande defekter, reduceras.

I ännu en ytterligare utföringsform av uppfinningen nyttjas nämnda information om temperaturfördelningen för att styra energitillförsel från en i anordningen ingående strålkanon till pulverbädden vid områden som dels sammansmälts inom det för närvarande översta pulverlagret och dels skall förenas med områden inom ett nästkommande lager så att den minimala temperaturen vid dessa områden ej understiger ett bestämt gränsvärde. Genom att tillse att temperaturen inte underskrider ett bestämt gränsvärde kan risken för uppkomst av ytspänningar och därigenom deformation av produkten reduceras.

, L . . .- 10 15 20 25 30 520 710 I ytterligare ännu en utföringsform av uppfinningen nyttjas nämnda information om temperaturfördelningen är anordnad att styra strålkanonens energitillförsel till pulverbädden vid områden inom pulverbäddens ytlager som ej sammansmälts så att temperaturen inom dessa områden ej understiger ett andra bestämt gränsvärde.

Genom att upprätthålla en bestämd temperatur hos den pulverbädd som inte skall sammansmälta kan dels svalningsförloppet hos de områden som är eller skall sammansmältas kontrolleras mer noggrant, dels kan störningar hos pulverbädden som uppkommer vid förflyttning av strålen över områden som inte skall sammansmältas för att nå olika ornråden som skall sammansmältas reduceras.

I ännu en föredragen utföringsform uppmäts ytojämnheten, företrädesvis med hjälp av en kamera som registrerar skuggbildning på ytan varvid ytans struktur kan avläsas. Vid registrering av förekomst av ytojämnheter, exempelvis uppkommet från en svetsloppa eller på annat sätt, kan strålkanonen beordras till identifierad koordinat för att smälta ned den identifierade ojämnheten. l en föredragen utföringsform av uppfinningen är pulverbädden och stràlkanonen innesluten i en kammare vilken är försedd med ett genomsynligt fönster vilket är skyddad av en film som är inmatningsbart anordnad längs fönstret varvid ny film inmatas. Genom att mata in film allt eftersom filmen beläggs kan genomsyligheten genom film och fönster bibehàiiaš.

Ett andra ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en metod för framställning av tredimensionella kroppar genom successiv sammansmältning av delar av en pulverbädd, vilka delar motsvarar successiva tvärsnitt hos den tredimensionella kroppen, där reducering av avvikelser från önskad form, storlek och hållfasthet hos en bildad tredimensionell kropp möjliggörs.

Detta ändamål uppnås genom en metod enligt den kännetecknande delen av patentkravet 10. Genom att tillhandahålla en metod vilken innefattar ett 10 15 20 25 30 520 710 metodsteg där avkänning av temperaturfördelningen hos ett hos pulverbädden beläget ytlager möjliggörs att svalningstemperauren hos sammansmälta urvalda delar av ett pulverlager kan uppmätas, varvid risken för uppkomst av, samt storleksordningen på eventuellt uppkomna ytspänningar hos den sammansmälta delen kan reduceras och därigenom oönskade formförändringar kan reduceras. Vidare möjliggörs en uppmätning av tvärsnittets dimensioner, varvid en jämförelse av det bildade tvärsnittets dimensioner med avsedda dimensioner hos föremålet kan nyttjas för kalibrering av styrorgan för stràlkanonen. Organet möjliggör även uppmätning av den osmälta pulverbäddens temperatur, varvid bibehållandet Efter uppmätning av temperaturfördelningen över ytan medges korrigering av av en ur process synvinkel gynnsam temperatur kan övervakas. ytans egenskaper, varvid en produkt med reducerad avvikelse från önskat mått och ytojämnhet kan åstadkommas. I en föredragen utföringsform registreras temperaturfördelningen hos ett hos pulverbädden beläget ytlager varvid kontroll av temperaturen vid sammansmältningen av pulverkornen möjliggörs. Därigenom är det möjligt att tillse att smältningen sker inom ett definierat temperaturintervall varvid risken för uppkomst av defekter genom exempelvis kokning eller förångning av materialet kan reduceras.

I en ytterligare föredragen utföringsform uppmäts ytojämnheten företrädesvis med hjälp av en kamera som registrerar skuggbildning på ytan varvid ytans struktur kan avläsas. Vid registrering av förekomst av ytojämnheter, exempelvis uppkommet från en svetsloppa eller på annat sätt, kan strålkanonen beordras till identifierad koordinat för att smälta ned den identifierade ojamnheten.

Ytterligare föredragna utföringsformer finna angivna i de tillhörande underkraven.

FIGURBESKRIVNING . . . « »- n »<1 10 15 20 25 30 520 710 Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritningsfigurer, där: fig, 1 visar en genomskärning av uppfinningen, fig. 2 visar en vy från sidan av en kammare försedd med ett genomsynligt fönster, fig. 3 visar en anordning för frammatning och fixering av en skyddsfilm för bibehållande av genomsynlighet hos fönstret, fig. 4 visar ett flodesschema for generering av primärkörscheman, fig. 5 visar ett flodesdiagram for ett korschema hos anordningen, fig: 6 visar ett flödesdiagram for korrigering av nämnda korschema, fig. 7 visar en schematisk uppbyggnad av ett tredimensionellt föremål och fig. 8 visar ett antal tvärsnitt ur figur 7.

UTFÖRINGSEXEMPEL I figur 1 visas en anordning for framställande av en tredimensionell produkt generellt betecknad med 1. Anordningen innefattar ett arbetsbord 2 på vilken en tredimensionella produkt 3 skall uppbyggas, en eller flera pulverdispensrar 4 samt organ 28 vilka ar anordnade att lagga ut ett tunt lager av pulver på arbetsbordet 2 för bildande av en pulverbädd 5, en strålkanon 6 för avgivande av energi till pulverbádden varvid sammansmältning av delar av pulverbädden sker, organ för styrning 7 av den av strålkanonen 6 avgivna strålen över nämnda arbetsbord for bildandet av ett tvärsnitt av nämnda tredimensionella produkt genom . , . , f. 10 15 20 25 30 520 710 sammansmältning av nämnda pulver och en styrdator 8 i vilken information om successiva tvärsnitt av den tredimensionella produkten finns lagrad, vilka tvärsnitt bygger upp den tredimensionella produkten. Vid en arbetscykel kommer arbetsbordet att successivt sänkas i förhållande till strålkanonen efter varje pålagt pulverlager. För att möjliggöra denna förflyttning är i en föredragen utföringsform av uppfinningen arbetsbordet förflyttbart anordnat i vertikalled, dvs i den riktning som indikeras av pilen P. Detta innebär att arbetsbordet startar i ett utgångsläge 2'i ett läge där ett första pulverlager av nödvändig tjocklek pålagts. För att inte skada det underliggande arbetsbordet och för att tillhandahålla tillräcklig kvalitet på detta lager gör detta lager tjockare än övriga pålagda lager, varvid genomsmältning av detta första lager undviks. Därefter sänks arbetsbordet i anslutning till att ett nytt pulverlager utläggs för bildandet av ett nytt tvärsnitt av den tredimensionella produkten. För detta ändamål är i en utföringsform av uppfinningen arbetsbordet uppburet av en ställning 9 vilken innefattar åtminstone en kuggstång 10, försedd med tandning 11. En steg- eller servomotor 12 försedd med ett kugghjul 13 ställer in arbetsbordet 2 i önskat höjdläge. Även andra för fackmannen kända anordningar för inställning av arbetshöjd på ett arbetsbord kan nyttjas. Exempelvis kan ställskruvar utnyttjas i stället för kuggstänger, Organet 28 är anordnat att samverka med nämnda pulverdispensrar för påfyllnad av material. Vidare drivs organets 28 svep över arbetsytan på känt sätt med en servomotobr (icke visad), vilken förflyttar organet 28 längs en guideskena 29 vilken löper längs pulverbädden.

Vid påläggning av ett nytt pulverskikt, kommer tjockleken av pulverskiktet att bestämmas av hur mycket arbetsbordet sänkts i förhållande till förra lagret. Detta innebär att lagertjockleken kan varieras efler önskemål. Det är därför möjligt att i då ett tvärsnitt uppvisar stor formförändring mellan näraliggande lager att göra tunnare lager varvid en högre ytfinhet uppnås och då liten eller ingen formförändring förekommer göra lager med för strålen maximal genomträngningstjocklek. 10 15 20 25 30 520 710 I en föredragen utföringsform av uppfinningen utgörs strålkanonen 6 av en elektronkanon varvid organen för styrning 7 av strålkanonens stråle utgörs av avlänkningsspolar. Avlänkningsspolen alstrar ett magnetfält vilket styr den av elektronkanonen alstrade strålen varvid smältning av ytlagret hos pulverbädden på önskat ställe kan åstadkommas. Vidare innefattar strålkanoner en högspänningskrets 20 vilken är avsedd att på känt sätt förse strålkanonen med en accelerationsspänning för från en hos strålkanonen anordnad emitterelektrod 21. Emitterelektroden är på känt sätt ansluten till en strömkälla 22 vilken nyttjas till att upphetta emitterelektroden 21 varvid elektroner friges. Strålkanonens funktion och komposition är välkänd för en fackman på området.

Avlänkningsspolen styrs av styrdatom 8 enligt ett utlagt körschema för varje lager som skall sammansmältas varvid styrning av strålen enligt önskat körschema kan åstadkommas.

En detaljerad beskrivning avseende generering och korrigering av körscheman följer nedan i anslutning till beskrivningen av ritningsfigurerna 4 - 6.

Vidare finns åtminstone en fokusspole 7' vilken är anordnad att fokusera strålen på pulverbäddens yta på arbetsbordet.

Avlänkningsspolar och fokusspolar kan anordnas enligt ett flertal för fackmannen välkända alternativ.

Anordningen är innesluten i ett hölje 15 som innesluter strålkanon 6 och pulverbädd 2. Höljet 15 innefattar en första kammare 23 vilken omsluter pulverbädden och en andra kammare 24 vilken omsluter strålkanonen 6. Den första kammaren 23 och den andra kammaren 24 kommunicerar med varandra via en kanal 25, vilken medger att emitterade elektroner, vilka accelererats i högspänningsfaltet i den andra kammaren kan fortsätta in i den första kammaren för att senare träffa pulverbädden på arbetsbordet 2.

I en föredragen utföringsform är den första kammaren är ansluten till en vakuumpump 26 vilken sänker trycket i den första kammaren 23 till ett tryck av . , . . _ , 10 15 20 25 30 520 710 - - » . . , företrädesvis ca. 103 - 10'5 mBar. Den andra kammaren 24 är företrädesvis ansluten till en vakuumpump 27 vilken sänker trycket i den andra kammaren 24 till ett tryck av ca. 104 - 1O'6 mBar. I en alternativ utföringsform kan både den första och den andra kamrarna vara anslutna till samma vakuumpump.

Styrdatorn 8 är vidare företrädesvis ansluten till strålkanonen 6 för reglering av avgiven effekt hos strålkanonen samt ansluten till stegmotorn 12 för inställning av arbetsbordets höjdläge 2 mellan varje konsekutiv påläggning av pulverlager, varvid pulverlagrens individuella tjocklek kan varieras.

Vidare är styrdatorn ansluten till nämnda organ 28 för pulverutläggning på arbetsytan. Detta organ är anordnat att svepa över arbetsytan varvid ett lager pulver utlägges. Organet 28 drivs av en servomotor (icke visad) vilken styrs av nämnda styrdator 8. Styrdators styr svepets längs samt tillser att pulver påfylles vid behov.

För den skull kan lastgivare vara anordnade i organet 28 varvid styrdatorn kan inhämta information om att Organet är tomt.

Enligt vad som visas i ñg. 2 innefattar anordningen vidare organ 14 för avkänning av ytegenskaper hos ett hos pulverbädden beläget ytlager. Detta organ 14 för avkänning av temperaturfördelningen hos ett hos pulverbädden 5 beläget ytlager utgörs företrädesvis av en kamera. I en föredragen utföringsform av uppfinningen nyttjas kameran dels till att uppmäta temperaturfördelningen på ytlagret, dels till att uppmäta förekomsten av ytojämnheter genom den skuggbildning som ytojämnheter ger upphov till. Information om temperaturfördelningen nyttjas dels till att åstadkomma en så jämn temperaturfördelning som möjligt över de delar av ytlagret som skall smältas, dels kan information nyttjas för att kontrollera eventuella måttavvikelser mellan genererad tredimensionell produkt och förlaga eftersom temperaturfördelningen återspeglar produktens form. I en föredragen utföringsform av uppfinningen är videokameran monterad på utsidan av det hölje 15 som innesluter pulverbädd 5 och strålkanon 6. För att möjliggöra temperaturmätning är höljet försett med ett genomsynligt fönster 16. Pulverbädden 5 är synlig för kameran genom detta fönster. 10 15 20 25 30 520 710 10 I en föredragen utföringsform av uppfinningen, vilken visas i figur 3, är fönstret 16 täckt av en skyddsfilm 17. Skyddsfilmen matas från en utmatningsenhet 18 till en uppsamlingsenhet 19 varvid filmen successivt bytas ut vilket medför att genomsynligheten kan bibehållas. Skyddsfilmen är nödvändig eftersom beläggningar uppstår till följd av smältprocessen.

I figur 4 visas schematiskt tillvägagångssättet för generering av primära körscheman.

I ett första steg 40 genereras en 3D modell, i exempelvis ett CAD- program, av den produkt som skall tillverkas, alternativt inmatas en fardiggenererad 3D modell av den produkt som skall tillverkas till styrdatorn 8. Därefter genereras i ett andra steg 41 en matris innehållande information om utseenden på tvärsnitt av produkten. I figur 7 visas en modell av en hammare med exempel på tillhörande tvärsnitt 31- 33. Dessa tvärsnitt visas även i fig. 8a- 8c. Tvärsnitten utlägges med en täthet motsvarande tjockleken av de skilda lagren som skall sammansmältas för att bilda den färdiga produkten. Tjockleken kan med fördel varieras mellan de olika lagren. Det är bland annat fördelaktigt att göra lagren tunnare i områden där stor variation finns på tvärsnittens utseende mellan näraliggande lager. Vid genereringen av tvärsnitten skapas sålunda en matris innehållande information om utseende på alla tvärsnitt, vilka tillsammans bygger upp den tredimensionella produkten.

När tvärsnitten väl är genererade genereras i ett tredje steg 42 ett primärt körschema för varje tvärsnitt. Genereringen av primära körscheman baseras dels på formigenkänning av de delar som bygger upp ett tvärsnitt, dels på kunskap om hur körschemat påverkar avsvalningstemperaturen hos lokala delar av ett tvärsnitt.

Målsättningen är att skapa ett körschema som medför att avsvalningstemperaturen är så jämn som möjligt hos de delar som sammansmälts innan nästa lager påläggs samtidigt som avsvalningstemperaturen skall hållas inom önskat intervall för att reducera risken för uppkomst av krympspänningar i produkten samt reducera storleken på uppkomna krympspänningar i produkten, med deformation av produkten som följd. 10 15 20 25 30 520 710 11 I första hand genereras ett primärt körschema utgående från formen hos skilda ingående delar av tvärsnittet.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen utläggs sålunda primära körscheman baserade på erfarenhet om vilka körscheman som ger en god temperaturfördelning på avsvalningstemperaturen hos tvärsnittet, varvid risken krympspänningar i produkten med deformation av produkten som följd kan reduceras. För detta ändamål finns en uppsättning körscheman för områden av skilda former lagrade i ett minne. I en föredragen utföringsform uppdateras detta minne allt eftersom resultat av korrigeringar av körschemat utvärderas, varvid ett självlärande system erhålles.

I en alternativ utföringsform av uppfinningen matas redan färdiga tvärsnitt, vilka genererats av en fristående dator, in till ett minne i styrdatorn, där nämnda primära körscheman genereras, I detta fall erhålles information direkt till det tredje steget 42 via en extern källa 40a.

I figur 5 visas schematiskt ett förfarande där strålen från strålkanonen styrs över pulverbädden för att generera ett tvärsnitt av en produkt. I ett första steg 50 påbörjas styrning av stålen över pulverbädden enligt det i steg 42 definierade primära körschemat. I nästa steg 51 mäts temperaturfördelningen på pulverbäddens ytlager av kameran. Av den uppmätta temperaturfördelningen genereras därefter en temperaturïfördelningsmatris, Tijpuppmân, där temperaturen på små delområden av pulverbäddens ytlager lagras. När matrisen är generad jämförs varje temperaturvärde Tij--uppmän i matrisen med önskat värde hos en börvärdesmatris T;,--bö,vä,de.

Pulverbäddens ytlager kan grovt indelas i tre kategorier. För det första, områden där sammansmältning pågår genom bearbetning av strålkanonen. I dessa områden är maximala smälttemperatur Tijtmax av intresse. För det andra, områden som redan sammansmälts och som därigenom svalnar. I dessa områden är en minimal tillåten avsvalningstemperatur Tij-.avsvajningqnkl av intresse eftersom alltför kall avsvalningstemperatur ger upphov till spänningar och därigenom deformationer av ytlagret. För det tredje, områden som inte bearbetats av strålkanonen. I dessa områden är bäddtemperaturen Tij--bädd av intresse. Det är även möjligt att 10 15 20 25 30 520 710 12 temperaturen jämförs enbart i bearbetade områden, varvid Tij--bådd inte lagras och/eller kontrolleras, I ett tredje steg 52 undersöks om Tijuppmän avviker från önskat värde Tijbörvärdc och om avvikelsen är större än tillåtna gränsvärden. Gränsvärden ATij-.mag ATjjavsvajning och ATij--bâdd tillhörande de tre olika kategorierna finns lagrade i styrdatorn 8. Det är även möjligt att bäddtemperaturen inte kontrolleras. I detta fall lagras inte det tillhörande gränsvärdet. Om avvikelsen mellan Tij-.uppmän och Tij--böwüdeinte överstiger detta gränsvärde undersöks i ett fjärde steg 53 huruvida ytlagret är färdigbearbetat. Om så inte är fallet fortsätter körningen enligt det gällande körschemat varvid ovan nämnda metodsteg 50 - 53 genomlöpes ytterligare en gång.

Om avvikelsen mellan Tij-.uppmän och Tij-.böwärde överstiger något av nämnda gränsvärden sker en korrigering av körschemat 42 i ett femte steg . Nämnda korrigering utförs i en föredragen utföringsform enligt det schema som visas i figur 6' .

I en foredragen utföringsform av uppfinningen utlägges ett nytt pulverlager först efter fardigställandet av varje lager, varvid produkten uppbygges genom successiva sammansmältningar av pulverlager tills det att produkten är färdig. I detta fall påbörjas, efter ett sjätte steg 55, ett nytt lager, om produkten i sin helhet inte är färdig, nä; det i det fjärde steget 53 konstaterats att körschemat för ett lager är avslutat.

Korrigeringen av körschemat innefattar i en föredragen utföringsform följande metodsteg: I ett första steg 56 jämförs Tij-.mx med Tij-max-bö,vâ,de_ Om Tij-.max avviker från Tijmax. böwäfde överstigande ATij--mx kalibreras i ett steg 56a energitillförseln till pulverlagret genom att antingen ändra strålens effekt eller ändra strålens svephastighet. börvârde. Om Tij-avrv-'alni-:g avviker I ett andra steg 58 jämförs T; ----- mm- med Tütat-g., m» _ _ j-....v........g annng-v från Tij--avsvajningböwâflje överstigande ATij--avsvalmng ändras strålens körschema i ett steg 10 15 20 25 30 520 710 13 58a. Det finns flera sätt att ändra körschemat hos en stråle. Ett sätt att ändra körschemat är att tillåta att strålen återuppvärmer områden innan de avsvalnat för mycket. Strålkanonen kan då svepa över redan sammansmälta områden med lägre energiintensitet och/eller högre svephastighet.

I ett tredje steg 60 undersöks huruvida Tij-.bädd avviker från Tijbädrjpböwänje. Om avvikelsen är större än ATHW kan i en utföringsform av uppfinningen bäddens temperatur korrigeras i ett steg 60a, exempelvis genom att strålen förmås svepa över bädden för tillförsel av energi. Det är även möjligt att till anordningen ansluta separat bädduppvärmningsutrustning.

Det är även möjligt att en storlekskontroll av det föremål som skall tillverkas görs genom den värmekamera som installerats i anordningen. Enligt vad som ovan beskrivits uppmäts bädden och de delar som sammansmälts. Den uppmätta värmefördelningen avspeglar helt och hållet obj ektets form i ett snitt av den tredimensionella kropp som skall skapas. En kontroll av föremålets dimensioner kan därigenom göras i ett fjärde steg 62 och återkoppling av X-Y avlänkning av strålkanonens stråle kan därigenom utföras. Denna kontrol utförs i en föredragen utföringsform av uppfinningen i ett steg 62a där avvikelsen mellan mått på tvärsnittet görs och om avvikelsen är större än tillåten, strålkanonens X-Y avlänkning korrigeras.

Dessutom kan insignaler från kameran nyttjas till att identifiera förekomsten ytojämnheter, exempelvis i form av en svetsloppa. När koordinaterna för en ytojämnhet har identifierats kan körschemat uppdateras så att strålkanonen beordras till identifierad koordinat för att smälta ned ytojämnheten.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan beskrivna utföringsexemplet, exempelvis kan strålkanonen utgöras av en laser, varvid avlänkningsorganen utgörs av styrbara speglar och eller linser.

Uppfinningen kan vidare utnyttjas i en anordning för framställande av en 10 15 20 520 710 14 tredimensionell produkt genom energiöverföring från en energikälla till ett produktråmaterial, vilken anordning innefattar ett arbetsbord på vilken nämnda tredimensionella produkt skall uppbyggas, en dispenser vilken är anordnad att lägga ut ett tunt lager av produktråmaterial på arbetsbordet för bildande av en produktbädd, ett organ för avgivande av energi till valda områden av produktbäddens yta varvid en fasövergång hos produktråmaterialet medges for bildande av ett fast tvärsnitt inom nämnda område och en styrdator vilken hanterar ett minne i vilket information om successiva tvärsnitt av den tredimensionella produkten finns lagrad, vilka tvärsnitt bygger upp den tredimensionella produkten, där styrdatorn är ämnad att styra nämnda organ för avgivande av energi så att energi tillförs till nämnda valda områden, varvid nämnda tredimensionella produkt bildas genom successiv sammanbindning av successivt bildade tvärsnitt ur av pulverdispensern successivt pålagda pulverskikt.

I detta fall är utföringsformen inte begränsad till sammansmältning av pulver genom atten strålkanon bestrålar ytan hos en pulverbädd. Produktråmaterialet kan utgöras av varje material vilka efter en fasövergång bildar en fast kropp, exempelvis stelning efter smältning eller härdning. Det energiavgivande organet kan utgöras en elektronkanon, en laser vilka styrs överarbetsytan alternativt av ett energiavgivande organ vilket kan projicera ett tvärsnitt direkt på produktbädden.

Denna utföringsform kan i övrigt utrustas med alla de särdrag som finns beskrivna i förhållande till den tidigare beskrivna utföringsformen.

Claims (18)

1. 0 15 20 25 30 520 710 15

2. PATENTKRAV

3. Anordning för framställande av en tredimensionell produkt, vilken anordning innefattar ett arbetsbord på vilken nämnda tredimensionella produkt skall uppbyggas, en pulverdispenser vilken är anordnad att lägga ut ett tunt lager av pulver på arbetsbordet för bildande av en pulverbädd, en strålkanon för avgivande av energi till pulvret varvid sammansmältning av pulvret sker, organ för styrning av den av strålkanonen avgivna strålen över nämnda pulverbädd för bildandet av ett tvärsnitt av nämnda tredimensionella produkt genom sammansmältning av delar av nämnda pulverbädd och en styrdator i vilken information om successiva tvärsnitt av den tredimensionella produkten finns lagrad, vilka tvärsnitt bygger upp den tredimensionella produkten, där styrdatorn är ämnad att styra nämnda organ för styrning av strålkanonen över pulverbädden enligt ett körschema bildande ett tvärsnitt hos nämnda tredimensionella kropp, varvid nämnda tredimensionella produkt bildas genom successiv sammansmältning av successivt bildade tvärsnitt ur av pulverdispensern successivt pålagda pulverskikt, där anordningen vidare innefattar organ för avkänning av ytegenskaper hos ett hos pulverbädden beläget ytlager, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda organ for avkänning av ytegenskaper utgörs av ett organ för avkänning av temperaturfördelningen hos ett hos pulverbädden beläget ytlager.

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda organ för avkänning av temperaturfördelningen är anordnad att kommunicera information om temperaturfördelningen över pulverbäddens ytlager till nämnda styrdator, varvid nämnda information om temperaturfördelning är ämnad att påverka nämnda körschema för strålkanonen.

5. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda information om temperaturfördelningen på pulverbäddens ytlager 10 15 20 25 30 520 710 16 nyttjas för att öka energitillförseln inom områden hos pulverbäddens ytlager med för låg temperatur och samt minska energitillförseln inom områden med för hög temperatur varvid en jämnare arbetstemperatur hos tvärsnitten kan erhållas.

6. Anordning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda information om temperaturfördelningen är anordnad att styra strålkanonens energitillförsel till pulverbädden vid områden som sammansmälts inom det för närvarande översta pulverlagret, så att den maximala temperaturen efter sammansmältning vid dessa områden ligger inom ett begränsat intervall.

7. Anordning enligt något av kraven 2 - 4, k ä n n et e c k n a d a v att nämnda information om temperaturfördelningen är anordnad att styra strålkanonens energitillförsel till pulverbädden vid områden som dels sammansmälts inom det för närvarande översta pulverlagret och dels skall förenas med områden inom ett nästkommande lager så att den minimala temperaturen vid dessa områden ej understiger ett bestämt gränsvärde.

8. Anordning enligt något av kraven 2 - 5, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda information om temperaturfördelningen är anordnad att styra strålkanonens energitillförsel till pulverbäddens vid områden som dels sammansmälts inom det för närvarande översta pulverlagret så att den minimala temperaturen vid dessa områden ej understiger ett bestämt gränsvärde.

9. Anordning enligt något av kraven 2 - 6, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda information om temperaturfördelningen är anordnad att styra strålkanonens energitillförsel till pulverbädden vid områden inom pulverbäddens ytlager som ej sammansmälts så att temperaturen inom » - i . .- 10 15 20 25 30

10.

11.

12. 520 710 17 dessa områden ej understiger ett andra bestämt gränsvärde. Anordning enligt något av kraven 2 - 7, k ä n n et e c k n a d a v att nämnda information om temperaturfördelningen är anordnad att nyttjas för kalibrering av nämnda organ för styrning av strålkanonen. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att strålkanonen utgörs av en elektronkanon och pulverbädden och elektronkanonen är innesluten i en vakuumkammare. Metod för framställning av tredimensionella kroppar genom successiv sammansmältning av delar av en pulverbädd, vilka delar motsvarar successiva tvärsnitt hos den tredimensionella kroppen, vilken metod innefattar följande metodsteg: påläggning av pulverlager på ett arbetsbord, tillförande av energi från en strålkanon enligt ett för pulverlagret fastställt körschema, sammansmältning av det enligt nämnda körschema urvalda ornråde av pulverlagret för bildandet av ett tvärsnitt av nämnda tredimensionella kropp, bildande av en tredimensionell kropp genom successiv sammansmältning av successivt bildade tvärsnitt ur successivt pålagda pulverskikt, k ä n n e t e c k n a d a v att metoden innefattar avkänning av ternperaturfördelningen hos ett hos pulverbädden beläget ytlager. Metod enligt krav 10, k ä n n et e c k n a d a v att den avkända temperaturfördelningen nyttjas för åstadkommande av korrekt svalningstemperatur genom förändring av nämnda körschema. Metod enligt krav ILkännetecknad av att ornråden med for låg avsvalningstemperatur återuppvärms. 10 15 20 25 30

13.

14.

15.

16. 520 710 18 Metod enligt något av kraven 10 - 12, k ä n n e t e c k n a d a v att bäddtemperaturen detekteras och att bädden uppvärms om den detekterade temperaturen understiger ett bestämt gränsvärde. Metod enligt något av kraven 10 - 13, k ä n n e t e c k n a d a v att den avkända temperaturfördelningen nyttjas för att kalibrera vid strålkanonen anordnade organ för X-Y avlänkning av strålen. Anordning för framställande av en tredimensionell produkt genom energiöverföring från en energikälla till ett produktråmaterial, vilken anordning innefattar ett arbetsbord på vilken nämnda tredimensionella produkt skall uppbyggas, en dispenser vilken är anordnad att lägga ut ett tunt lager av produktråmaterial på arbetsbordet för bildande av en produktbädd, ett organ for avgivande av energi till valda områden av produktbäddens yta varvid en fasövergång hos produktråmaterialet medges för bildande av ett fast tvärsnitt inom nämnda område och en styrdator vilken hanterar ett minne i vilket information om successiva tvärsnitt av den tredimensionella produkten finns lagrad, vilka tvärsnitt bygger upp den tredimensionella produkten, där styrdatorn är ämnad att styra nämnda organ for avgivande av energi så att energi tillförs till nämnda valda områden, varvid nämnda tredimensionella produkt bildas genom successiv sammanbindning av successivt bildade tvärsnitt ur av dispensern successivt pålagda lager av produktråmaterial, där anordningen vidare innefattar organ för avkänning av ytegenskaper hos ett hos pulverbädden beläget ytlager k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda organ för avkänning av ytegenskaper utgörs av organ för avkänning av temperaturfördelningen hos ett hos produktbädden beläget ytlager. Anordning enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda organ för avkänning av temperaturfördelningen är anordnad att kommunicera information om temperaturfordelningen över produktbäddens ytlager 10 15

17.

18. 520 710 19 till nämnda styrdator, varvid nämnda information om temperaturfördelning är ämnad att påverka nämnda korschema för strålkanonen. Anordning enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda organ för avkänning av temperaturfordelningen är anordnad att kommunicera information om temperaturfordelningen över produktbäddens ytlager till nämnda styrdator, varvid nämnda styrdator nyttjar denna information för kontroll av nämnda organ för avgivande av energi till produktbädden. Anordning enligt krav 17, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda information om temperaturfördelningen är anordnad att nyttjas för måttkalibrering av nämnda organ för avgivande av energi till produktbädden. . , . , , ,