WO2008028443A2 - Beschichtereinrichtung für eine bauvorrichtung zur erstellung von formteilen aus pulverartigem baumaterial unter einbringung von strahlungsenergie - Google Patents

Beschichtereinrichtung für eine bauvorrichtung zur erstellung von formteilen aus pulverartigem baumaterial unter einbringung von strahlungsenergie Download PDF

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WO2008028443A2
WO2008028443A2 PCT/DE2007/001234 DE2007001234W WO2008028443A2 WO 2008028443 A2 WO2008028443 A2 WO 2008028443A2 DE 2007001234 W DE2007001234 W DE 2007001234W WO 2008028443 A2 WO2008028443 A2 WO 2008028443A2
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screen
building
building material
construction
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Inventor
Frank Herzog
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Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a coater for a construction device for the production of molded parts made of powdery building material with the introduction of radiant energy, in particular for a laser sintering or laser melting system, with a reservoir for storing the building material and at least one space with a construction surface on which the building material by the coater can be applied is.
  • Such a coater is known for example from EP 1 439 050 A1, this coater serves to transport from a storage device, namely a reservoir in which the building material is stored, the building material on a building surface of a space and distribute it evenly.
  • the known coater has at least one coater blade, wherein the building material is distributed by the downwardly facing edge of the at least one coater blade as a uniform layer on the construction area.
  • a coater for powder material is also known, which is to be used in a laser sintering device.
  • the powder is carried out from a hopper-like reservoir through a narrow channel formed between two coater blades and applied to the surface or already attached material.
  • hard coater blades generally has the disadvantage that filigree structures which have hardened in the powder bed and point to the surface of the powder bed or slightly beyond are formally repositioned or torn during the lateral movement of such blades, resulting in complete destruction of such structures can lead.
  • soft coater blades has the disadvantage that very fine powder show a rather cementitious behavior, which tends to clump or stick together and in which the bulkiness of powder normal or coarser grain size is no longer present. This has a negative effect on the coating process. Soft coater blades, in particular, can no longer uniformly apply such powder-prone powder types.
  • the invention has for its object to form a coater in such a way that the actual coating process is non-contact and can be performed at a relatively high speed.
  • the coating device comprises a coater, which is filled with building material and through the mesh of which the building material is surface or selectively selectively applied to the building surface.
  • the coating screen which carries out the actual coating process, is either moved over the construction area or the construction area is retracted under the coater screen, after which the coating process can start. It can be provided that the Siebmaschen the coater cover a smaller area than the surface of the building surface and the coater during the settling of the building material - controlled by the construction area - can be moved.
  • a material loading station is provided which can be brought into operative connection with the coater screen.
  • the coater screen could be moved under a material filling funnel and filled there flat, but on the other hand it is also possible to connect the coater screen via a separate conveyor for the powder material with a material filling station.
  • At least one displaceable or pivotable cover device is arranged on the underside of the coater screen.
  • This covering device which can be controlled and moved very quickly, makes it possible to take account of order deficits or surpluses and to deposit powder material precisely where, for example, a measuring device has detected an order deficit.
  • the cover means may extend the entire length of the coater screen and e.g. release a line-like opening for powder application, as already described above (line coater).
  • the covering device consist of a plurality of cover parts, e.g. can be moved relative to each other in the manner of an annular diaphragm or frame panel and release different passage sizes, shapes and areas of the coater screen.
  • the displacement of the covering device is advantageously carried out by a control device which also controls the other construction parameters of the building device.
  • the coater screen is connected to a mechanical vibrating device, for example a device for introducing vibrational energy into the screen area, as a result of which powder can be selectively applied through the screen to the building surface by vibration impacts on the screen surface.
  • the aforementioned leveling element with which already applied powder material is leveled, can comprise brush or brush-like sections which can be brought into contact with the surface of the applied building material in a manner known per se. But it is also possible to form the compensating element as a continuous elastic resilient lip, in particular a PU lip ,. which moves linearly over the coated surface.
  • the construction device may comprise a plurality of building containers, which can be moved with their construction surfaces alternately under at least one coater and can be moved alternately to introduce the radiation energy into the space.
  • the leveling or leveling element is arranged in the travel path of the building container between space and Siebbe Anlagen, so that in this case the Verfahr- or pivoting movement of the building container can be used as a relative movement for leveling the building material.
  • a compensation element can be fastened in the edge region of a coater screen. However, it is also possible to use several coater screens in conjunction with only one building container in order to arrange different powder materials layered or specifically regionally on one and the same construction area.
  • the coater can be provided with its filled with ' powder material surface with a powder activation element, which is for example strip-like and transversely displaceable on the surface of the screen , is rotatable or pivotable drivable.
  • the powder activation element can also be a second mesh layer, which is mechanically moved over the first mesh layer in a targeted manner in order to activate the powder particles and to move them through the mesh layer facing the construction surface.
  • the coating height can be detected in a conventional manner by a Triangulationsmeßvorraum.
  • a Triangulationsmeßvorraum As for the arrangement of several construction containers in As regards connection with a coater screen or the arrangement of several coater screens in connection with one or more building containers, mutually linearly displaceable elements or revolver-type designs are advantageously available, in which, for example, several coater screens are arranged on a vertical axis in the manner of a revolver drum and are movable over one or more building areas.
  • a turret position is each left free to direct the energy of the radiation to solidify the powder onto the coated surfaces.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a construction device for producing molded parts from powder-like building material with a coater device of a first embodiment
  • FIG. 2 shows a further schematized construction device with a screen coating device of a second embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a coater screen pivotable about a vertical axis of rotation
  • FIG. 4 shows plan views of coater screens (4a rectangular, 4b round) with movable powder activation elements
  • FIG. 5 shows a schematic side view of one of the essential elements of a construction device with two Siebbe Anlagenr Steinen.
  • Fig. 6 is a schematic view of the underside of a coater with four sliding diaphragm elements for defining a Sieböffhung.
  • a height-adjustable construction platform 9 is arranged, on which either building material 3 or a building board 10 is applied.
  • energy input by the laser beam 5 a fusion of the powder particles of the building material 3 to form a solid molded part 2.
  • the coating device 6 has a coater screen 11, which can be filled with the building material 3 via a storage container 12 and through which sieve mesh 13 the building material 3 can be applied to the construction surface 7 in a planar or targeted punkruell manner.
  • either the coater screen 11 is moved over the construction surface 7 or the construction surface 7 under the coater screen 11, after which the settling process of the building material 3 on the construction surface 7 can begin.
  • the Siebmaschen Structure 14 of the coater screen 11 is about as large as the building surface 7, but it is also within the scope of the invention that the Siebmaschen 13 of the coater screen 11 cover a smaller area than that of the building surface 7 and the coater screen 11 during the settling process the building material 3 controlled over the building surface 7 is moved.
  • the Siebmaschen 13 of the coater screen 11 cover a smaller area than that of the building surface 7 and the coater screen 11 during the settling process the building material 3 controlled over the building surface 7 is moved.
  • the storage container 12 is part of a material filling station 15, with which the coater screen 11 can be brought into operative connection.
  • the coater screen 11 is either fixedly arranged under the material filling station 15 with the storage container 12 or can be pivoted or retracted into the material filling station 15.
  • FIG. 3 a turret assembly of the Bauvoriquess institute 1 is shown. It is a building 8 and a screening room 21 provided, the coater screen 11 is mounted at a corner on a vertical axis 23 and about this axis 23 in the respective space 8, 21 einschwenkbar.
  • cover 17 is e.g. formed so that it can cover the entire area under the coater screen 11, then it tends to a
  • cover 17 may also be designed so that it consists of several cover members 18 which can be moved relative to each other telescopically or blind. This makes it possible, from the Siebmaschen Design 14 of
  • Coater screen 11 to select a passage area 19, through which building material
  • Form part 2 should be discontinued.
  • An embodiment with several cover parts is shown in FIG 6.
  • the entire covering device 17 or the cover parts 18 of this covering device 17 can be driven by a motor so that a control of these covering parts 18 takes place via a processor monitoring and controlling the entire building process.
  • the building material 3 by an elastically yielding Compensating element 20 of the coater 6 strikeable acted upon.
  • the compensating element 20 may comprise a brush or brush-like portion (not shown) which is brought into contact with the surface of the applied building material 3, but the compensating element 20 may also be an elastically yielding elongated lip 22 which is relative to the surface of the deposited building material 3 is moved and this smoothes.
  • the building apparatus 1 may comprise a building chamber and a plurality of coater coater 6.
  • the building apparatus 1 can also comprise two building chambers or building containers 8, dL ⁇ are alternately movable with their construction platforms 9 under at least one coater screen 11 and can be alternately back to the installation space 8 for introducing the radiation energy.
  • the compensating element 20 can be arranged in the travel path of the construction container between the installation space 8 and the coater screen 11 or can also be fastened in the edge area of the coater screen 11, for which purpose reference is made to FIG.
  • the coating screen 11 is provided on its fillable with building material 3 surface 25 with a strip-like powder activation element 26, which is either transversely displaceable, rotatable or pivotable depending on the shape of the coater screen 11, see drawings 4a and 4b.
  • the building device 1 has a triangulation device 30 shown only schematically in FIG. 2, which is connected to a control device 31 of the building device 1 and via which a vibration device 32 or the powder activation element 26 can be controlled automatically.
  • elements of a suction device may be provided on the at least one coater screen 11.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtereinrichtung für eine Bauvorrichtung (1) zur Erstellung von Formteilen (2) aus pulverartigem Baumaterial (3) unter Einbringung von Strahlungsenergie, insbesondere für eine Lasersinteranlage oder eine Laser- Schmelzanlage, mit mindestens einem Vorratsbehälter (12) zur Aufbewahrung des Baumaterials (3), und mindestens einem Bauraum (8) mit einer Baufläche (7), auf die das Baumaterial (3) durch die Beschichtereinrichtung 6 aufbringbar ist, wobei die Beschichtereinrichtung (6) ein Beschichtersieb (11) aufweist, das mit Baumaterial (3) befüllbar ist und durch dessen Siebmaschen (13) das Baumaterial (3) flächig oder gezielt punktuell auf die Baufläche (7) aufbringbar ist.

Description

BESCHREIBUNG
Beschichtereinrichtung für eine Bauvorrichtung zur Erstellung von Formteüen aus pulverartigem Baumaterial unter Einbringung von Strahlungsenergie
Die Erfindung betrifft eine Beschichtereinrichtung für eine Bauvorrichtung zur Erstellung von Formteilen aus pulverartigem Baumaterial unter Einbringung von Strahlungsenergie, insbesondere für eine Lasersinteranlage oder Laserschmelzanlage, mit einem Vorratsbehälter zur Aufbewahrung des Baumaterials und mindestens einem Bauraum mit einer Baufläche, auf die das Baumaterial durch die Beschichtereinrichtung aufbringbar ist.
Eine derartige Beschichtereinrichtung ist beispielsweise aus EP 1 439 050 Al bekannt, diese Beschichtereinrichtung dient dazu, aus einer Bevorratungseinrichtung, nämlich einem Vorratsbehälter, in dem das Baumaterial aufbewahrt wird, das Baumaterial auf eine Baufläche eines Bauraums zu transportieren und dort gleichmäßig zu verteilen. Dazu weist die bekannte Beschichtereinrichtung mindestens eine Beschichterklinge auf, wobei das Baumaterial durch die nach unten weisende Kante der mindestens einen Beschichterklinge als gleichmäßige Schicht auf die Baufläche verteilt wird.
Aus US 6136257 ist ebenfalls eine Beschichtereinrichtung für Pulvermaterial bekannt, die in einer Lasersintervorrichtung eingesetzt werden soll. Dabei wird das Pulver aus einem trichterartigen Vorratsbehälter durch einen zwischen zwei Beschichterklingen gebildeten schmalen Kanal durchgeführt und auf die Bauoberfläche bzw. bereits befestigtes Material aufgetragen. " .
Aus US 20020152002 Al ist eine Beschichtereinrichtung bekannt, bei dem nachgiebige Elemente für eine gleichmäßige Nivellierung des Pulvers sorgen. Angesprochen sind Bürstenelemente aus Kunststoff oder dergleichen.
Der Einsatz harter Beschichterklingen hat grundsätzlich den Nachteil, daß beim seitlichen Verfahren derartiger Klingen filigrane Strukturen, die im Pulverbett verhärtet wurden und bis zur Oberfläche des Pulverbettes oder geringfügig darüber hinaus weisen, förmlich um- oder eingerissen werden, was zu einer vollständigen Zerstörung derartiger Strukturen führen kann. Der Einsatz weicher Beschichterklingen hingegen bringt den Nachteil mit sich, daß sehr feine Pulver ein eher zementartiges Verhalten zeigen, das dazu neigt, zu verklumpen oder zu verkleben und bei dem die Schüttfahigkeit von Pulver normaler oder gröberer Korngröße nicht mehr gegeben ist. Dies wirkt sich auf den Beschichtungsprozeß negativ aus. Insbesondere weiche Beschichterklingen können derartige zur Verklumpung neigende Pulverarten nicht mehr gleichmäßig aufbringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtereinrichtung derart auszubilden, daß der eigentliche Beschichtungsvorgang berührungslos abläuft und mit relativ hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beschichtereinrichtung ein Beschichtersieb aufweist, das mit Baumaterial befullbar ist und durch dessen Siebmaschen das Baumaterial flächig oder gezielt punktuell auf die Baufläche aufbringbar ist.
In Abkehr von Beschichtungselementen, die die zu beschichtende Oberfläche berühren (Berührungsbeschichter), wird es als Kern der Erfindung angesehen, einen Beschichter derart auszubilden, daß die Beschichterelemente mit einem Abstand über der zu beschichtenden Oberfläche angeordnet sind oder über dieser verfahren werden und das Beschichtermaterial punktuell, d.h. gezielt oder flächig über die gesamte zu beschichtende Oberfläche von oben auf diese Oberfläche herabrieselt und eine gleichmäßige Schicht bildet, die unter Umständen noch durch ein Ausgleichselement geringfügig ausgeglichen werden kann. Versuche haben gezeigt, daß auch normalerweise schwer handelbare Feinstpulver durch eine derartige Vorrichtung relativ schnell und gleichmäßig auf eine Bauoberfläche aufgebracht und erforderlichenfalls ausgeglichen werden können, so daß sich ein zufriedenstellendes Beschichtungsergebnis ergibt. Das Beschichtersieb, das den eigentlichen Beschichtungsvorgang durchführt, wird dabei entweder über die Baufläche verfahren oder die Baufläche wird unter das Beschichtersieb eingefahren, wonach der Beschichtungsvorgang starten kann. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Siebmaschen des Beschichtersiebes eine kleinere Fläche überdecken, als die Fläche der Baufläche und das Beschichtersieb beim Absetzvorgang des Baumaterials - gesteuert über die Baufläche - bewegt werden kann. Dies kann in Verbindung mit einer beschichtungsdicken Meßeinrichtung durchgeführt werden, wobei die Siebmaschen des Beschichtersiebes entweder einen linienartigen Auftrag machen, der beispielsweise die gesamte Breite der Baufläche überdeckt oder das ein relativ kleines Beschichtersieb einen nur geringen Flächenabschnitt der Baufläche überdeckt und das Beschichtersieb über der Baufläche nach Art eines „Zuckerstreuers" in zwei Dimensionen bewegt wird, bis ein gleichmäßiger Pulverauftrag durch die Meßvorrichtung festgestellt wird. Dieser gleichmäßige Pulverauftrag kann dann weiter durch eine Nivellierungseinrichtung bekannter Art geglättet werden.
Um das Beschichtersieb immer wieder neu zu befüllen, ist eine Materialbefüllungsstation vorgesehen, die in Wirkverbindung mit dem Beschichtersieb gebracht werden kann. Dies ist auf unterschiedliche Weise möglich, zum einen könnte das Beschichtersieb unter einen Materialbefüllungstrichter verfahren werden und dort flächig aufgefüllt werden, zum anderen ist es aber auch möglich, das Beschichtersieb über eine gesonderte Fördereinrichtung für das Pulvermaterial mit einer Materialbefüllungsstation zu verbinden.
Zur Verbesserung des gezielten Auftrages von Pulvermaterial über das Beschichtersieb ist es vorteilhaft, wenn an der Unterseite des Beschichtersiebes mindestens eine verschieb- oder verschwenkbar angeordnete Abdeckeinrichtung angeordnet ist. Diese Abdeckeinrichtung, die sehr schnell angesteuert und bewegt werden kann, ermöglicht es, Auftragsdefizite oder —Überschüsse zu berücksichtigen und Pulvermaterial genau da abzusetzen, wo beispielsweise eine Meßvorrichtung ein Auftragsdefizit festgestellt hat. Es ist aber auch möglich, die Abdeckeinrichtung dazu zu verwenden, zunächst eine Seite der Baufläche zu beschichten und dort zu belichten und dann bei einem weiteren Auftrag einen anderen Bereich der Baufläche gezielt zu beschichten und danach zu belichten. Die Abdeckeinrichtung kann sich über die gesamte Länge des Beschichtersiebes erstrecken und z.B. eine linienartige Öffnung zum Pulverauftrag freigeben, so wie dies oben bereits beschrieben ist (Linienbeschichter). Es ist aber auch möglich, die Abdeckeinrichtung aus mehreren Abdeckteilen bestehen zu lassen, die z.B. blendenartig nach Art einer Ringblende oder Rahmenblende relativ zueinander verschoben werden können und unterschiedliche Durchtrittsgrößen, Formen und Bereiche des Beschichtersiebes freigeben.
Die Verschiebung der Abdeckeinrichtung erfolgt vorteilhafter Weise durch eine Steuerungsvorrichtung, die auch die sonstigen Bauparameter der Bauvorrichtung steuert. Das Beschichtersieb ist mit einer mechanischen Rütteleinrichtung, beispielsweise einer Vorrichtung zur Einbringung von Vibrationsenergie in den Siebbereich verbunden, dadurch kann durch Vibrationsstöße an der Sieboberfläche gezielt Pulver durch das Sieb auf die Baufläche aufgetragen werden.
Das vorbezeichnete Nivellierungselement, mit dem bereits aufgetragenes Pulvermaterial nachnivelliert wird, kann in an sich bekannter Weise bürsten- oder pinselartige Abschnitte umfassen, die in Kontakt mit der Oberfläche des aufgebrachten Baumaterials bringbar sind. Es ist aber auch möglich, das Ausgleichselement als eine durchgängige elastische nachgiebige Lippe auszubilden, insbesondere einer PU-Lippe, .die sich linienhaft über die beschichtete Oberfläche bewegt. Die Bauvorrichtung kann mehrere Baubehälter umfassen, die mit ihren Bauflächen abwechselnd unter mindestens ein Beschichtersieb verfahren werden können und abwechselnd zur Einbringung der Strahlungsenergie in den Bauraum verfahren werden können. Das Ausgleichs- oder Nivellierungselement ist im Verfahrwege des Baubehälters zwischen Bauraum und Siebbeschichter angeordnet, so daß in diesem Fall die Verfahr- oder Verschwenkbewegung des Baubehälters als Relativbewegung zur Nachnivellierung des Baumaterials verwendet werden kann. Ein Ausgleichselement kann dabei im Randbereich eines Beschichtersiebes befestigt sein. Es ist aber auch möglich, in Verbindung mit nur einem Baubehälter mehrere Beschichtersiebe zu verwenden, um unterschiedliche Pulvermaterialien Schicht- oder gezielt bereichsweise auf ein und derselben Baufläche anzuordnen.
Um auch schwer aktivierbare Feinstpulver, die stark zum Verklumpen neigen, gleichmäßig durch die Maschen des Siebes zu fördern, kann das Beschichtersieb mit seiner mit ' Pulvermaterial befüllten Oberfläche mit einem Pulveraktivierungselement versehen sein, das beispielsweise leistenartig ausgebildet ist und auf der Oberfläche des Siebes quer verschiebbar, verdrehbar oder verschwenkbar antreibbar ist. Das Pulveraktivierungselement kann aber auch eine zweite Maschenlage sein, die gezielt über der ersten Maschenlage mechanisch bewegt wird, um die Pulverteilchen zu aktivieren und zum Durchtritt durch die der Baufläche zugewandte Maschenlage zu bewegen.
Die Beschichtungshöhe kann in an sich bekannter Weise durch eine Triangulationsmeßvorrichtung erfaßt werden. Was die Anordnung mehrerer Baubehälter in Verbindung mit einem Beschichtersieb oder die Anordnung mehrerer Beschichtersiebe in Verbindung mit einem oder mehreren Baubehältern anbelangt, so stehen dabei in vorteilhafter Weise gegenseitig linear verschiebbare Elemente oder auch revolverartige Ausführungen zur Verfügung, bei denen beispielsweise mehrere Beschichtersiebe nach Art einer Revolvertrommel auf einer vertikalen Achse angeordnet sind und über einer oder mehrerer Bauflächen verfahrbar sind. Gleiches gilt für mehrere Baubehälter, die an einer vertikalen Drehachse befestigt sein können und gezielt unter ein oder mehrere Beschichtersiebe in Position gebracht werden können, um nacheinander oder gleichzeitig Beschichtungsprozesse mit unterschiedlichen Pulvern durchzuführen. Eine Revolverposition wird jeweils frei gelassen, um die Srrahlungsenergie zur Verfestigung des Pulvers auf die beschichteten Oberflächen zu führen.
Bei der Verwendung mehrerer Beschichtersiebe, können diese mit unterschiedlichen Pulvermaterialen befüllt und/oder mit unterschiedlichen Maschenweiten ausgebildet sein. Damit wird es ermöglicht, während des Werkstückherstellungsprozesses unterschiedliche Baumaterialen und/oder Pulverkorngrößen bereichsweise und innerhalb einer Werkstück- /Formteilebene zu verwenden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bauvorrichtung zur Erstellung von Formteilen aus pulverartigem Baumaterial mit einer Beschichtereinrichtung einer ersten Ausführungsform; '
Fig. 2 eine weitere schematisierte Bauvorrichtung mit Siebbeschichtereinrichtung einer zweiten Ausfuhrungsform;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines um eine vertikale Drehachse verschwenkbaren Beschichtersiebes;
Fig. 4 Draufsichten auf Beschichtersiebe (4a rechteckig, 4b rund) mit bewegbaren Pulveraktivierungselementen; Fig. 5 eine schematische Seitendarstellung einer der wesentlichen Elemente einer Bauvorrichtung mit zwei Siebbeschichtereinrichtungen;
Fig. 6 eine schematische Ansicht der Unterseite eines Beschichtersiebes mit vier verschiebbaren Blendenelementen zur Definierung einer Sieböffhung.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Bauvorrichtung 1 zur Erstellung von Formteilen 2 aus pulverartigem Baumaterial 3 unter Einbringung von Strahlungsenergie, die in Form eines durch einen Scanner 4 geführten Laserstrahls 5 in das Baumaterial 3 eingebracht wird, weist eine Beschichtereinrichtung 6 auf, die dazu ausgebildet und geeignet ist, das Baumaterial 3 auf eine Baufläche 7 eines Bauraumes 8 aufzubringen. Im Bauraum 8 ist eine höhenverstellbare Bauplattform 9 angeordnet, auf welcher entweder Baumaterial 3 oder eine Bauplatte 10 aufgebracht wird. Durch Energieeintrag durch den Laserstrahl 5 erfolgt eine Verschmelzung der Pulverteilchen des Baumaterials 3 zu einem festen Formteil 2. Insoweit wird auf den bekannten Lasersinterprozeß oder Laserschmelzprozeß verwiesen.
Die Beschichtereinrichtung 6 weist ein Beschichtersieb 11 auf, das über einen Vorratsbehälter 12 mit dem Baumaterial 3 befüllt werden kann und durch dessen Siebmaschen 13 das Baumaterial 3 flächig oder gezielt punkruell auf die Baufläche 7 aufgebracht werden kann.
Zur Durchführung des Beschichtervorganges wird entweder das Beschichtersieb 11 über die Baufläche 7 oder die Baufläche 7 unter das Beschichtersieb 11 verfahren, wonach der Absetzvorgang des Baumaterials 3 auf der Baufiäche 7 beginnen kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Siebmaschenfläche 14 des Beschichtersiebes 11 etwa so groß wie die Baufläche 7, es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, daß die Siebmaschen 13 des Beschichtersiebes 11 eine kleinere Fläche als die der Baufläche 7 überdecken und das Beschichtersieb 11 beim Absetzvorgang des Baumaterials 3 gesteuert über die Baufläche 7 bewegt wird. Diesbezüglich wird auf die nachfolgende noch beschriebene Fig. 6 verwiesen.
Bei dem in Zeichnungsfigur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist der Vorratsbehälter 12 Bestandteil einer Materialbefullungsstation 15, mit der das Beschichtersieb 11 in Wirkverbindung gebracht werden kann. Je nach Ausfuhrungsform ist das Beschichtersieb 11 entweder fest unter der Materialbefullungsstation 15 mit dem Vorratsbehälter 12 angeordnet oder in die Materialbefullungsstation 15 einschwenkbar oder einfahrbar.
In Zeichnungsfigur 3 ist eine Revolveranordnung der Bauvorrichtungselemente 1 abgebildet. Es ist ein Bau- 8 und ein Siebraum 21 vorgesehen, das Beschichtersieb 11 ist an einem Eck an einer vertikalen Achse 23 gelagert und um diese Achse 23 in den jeweiligen Raum 8, 21 einschwenkbar.
An der Unterseite 16 des Beschichtersiebes 11 ist mindestens eine verschieb- oder verschwenkbar angeordnete Abdeckeinrichtung 17 angeordnet, die unterschiedliche
Funktionen ausüben kann. Ist die Abdeckeinrichtung 17 z.B. so ausgebildet, daß sie den gesamten Bereich unter dem Beschichtersieb 11 abdecken kann, dann tendiert sie dazu, ein
Absetzen von Baumaterial 3 unter Bereiche des Beschichtersiebes 11 zu vermeiden. Die
Abdeckeinrichtung 17 kann aber auch so ausgebildet sein, daß sie aus mehreren Abdeckteilen 18 besteht, die teleskop- oder blendenartig relativ zueinander verschoben werden können. Dadurch wird es möglich, aus der Siebmaschenfläche 14 des
Beschichtersiebes 11 einen Durchtrittsbereich 19 auszuwählen, durch welchen Baumaterial
3 auf die Baufläche 7 oder einen sonstigen ausgewählten Bereich des entstehenden
Formteils 2 abgesetzt werden soll. Eine Ausfuhrungsform mit mehreren Abdeckteilen geht aus Zeichnungsfigur 6 hervor.
Die gesamte Abdeckeinrichtung 17 oder die Abdeckteile 18 dieser Abdeckeinrichtung 17 können gesteuert motorisch angetrieben sein, so daß über einen den gesamten Bauvorgang überwachenden und steuernden Prozessor auch eine Steuerung dieser Abdeckteile 18 erfolgt.
Zur Verbesserung des Absetzergebnisses des Baumaterials 3 auf der Bauplatte 10 oder einer vorher verfestigten Schicht ist das Baumaterial 3 durch ein elastisch nachgiebiges Ausgleichselement 20 der Beschichtereinrichtung 6 streifend beaufschlagbar. Das Ausgleichselement 20 kann einen bürsten- oder pinselartigen Abschnitt (nicht dargestellt) umfassen, der in Kontakt mit der Oberfläche des aufgebrachten Baumaterials 3 bringbar ist, das Ausgleichselement 20 kann aber auch eine elastisch nachgiebige langgestreckte Lippe 22 sein, die relativ zur Oberfläche des abgesetzten Baumaterials 3 bewegt wird und dieses glättet.
Wie in Zeichnungsfϊgur 5 zu sehen, kann die Bauvorrichtung 1 eine Baukammer und mehrere wechselweise mit ihr zusammenwirkende Beschichtereinrichtungen 6 umfassen. Die Bauvorrichtung 1 kann aber auch zwei Baukammern oder Baubehälter 8 umfassen, dL≥ mit ihren Bauplattformen 9 abwechselnd unter mindestens ein Beschichtersieb 11 verfahrbar sind und abwechselnd zur Einbringung der Strahlungsenergie in den Bauraum 8 zurückverfahren werden können. Das Ausgleichselement 20 kann im Verfahrweg des Baubehälters zwischen Bauraum 8 und Beschichtersieb 11 angeordnet sein oder auch im Randbereich des Beschichtersiebes 11 befestigt sein, wozu auf Zeichnungsfigur 5 Bezug genommen wird.
Das Beschichtersieb 11 ist auf seiner mit Baumaterial 3 befüllbaren Oberfläche 25 mit einem leistenartigen Pulveraktivierungselement 26 versehen, das je nach Form des Beschichtersiebes 11 entweder quer verschiebbar, verdrehbar oder verschwenkbar angetrieben ist, siehe hierzu Zeichnungsfiguren 4a und 4b.
Zur Erfassung der mit dem Beschichtersieb 11 aufgetragenen Pulverbeschichtungshöhe weist die Bauvorrichtung 1 eine in Zeichnungsfigur 2 nur schematisch dargestellte Triangulationsvorrichturig 30 auf, die mit einer Steuereinrichtung 31 der Bauvorrichtung 1 in Verbindung steht und über welche selbsttätig eine Vibrationseinrichtung 32 oder das Pulveraktivierungselement 26 angesteuert werden können.
Zur Entleerung der Anlage und/oder zur Behebung von Störungen können an dem mindestens einem Beschichtersieb 11 Elemente einer Absaugeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Beschichtereinrichtung für eine Bauvorrichtung (1) zur Erstellung von Formteilen (2) aus pulverartigem Baumaterial (3) unter Einbringung von Strahlungsenergie, insbesondere für eine Lasersinteranlage oder eine Laser-Schmelzanlage, mit mindestens einem Vorratsbehälter (12) zur Aufbewahrung des Baumaterials (3), und mindestens einem Bauraum (8) mit einer Baufläche (7), auf die das Baumaterial (3) durch die Beschichtereinrichtung (6) aufbringbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtereinrichtung (6) ein Beschichtersieb (11) aufweist, das mit Baumaterial (3) befüllbar ist und durch dessen Siebmaschen (13) das Baumaterial (3) flächig oder gezielt punktuell auf die Baufläche (7) aufbringbar ist.
2. Beschichtereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Beschichtersieb (11) über die Baufläche (7) und/oder die Baufläche (7) unter das Beschichtersieb (11) verfahrbar ist.
3. Beschichtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Siebmaschen (13) des Beschichtersiebes (11) eine kleinere Fläche als die der Baufläche (7) überdecken und das Beschichtersieb (11) beim Absetzvorgang des Baumateriales (3) gesteuert über die Baufläche (7) bewegbar ist.
4. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Beschichtersieb (11) eine Siebmaschenfläche (14) aufweist, die mindestens so groß wie die Baufläche (7) ist.
5. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Beschichtersieb (11) in Wirkverbindung mit einer Materialbefullungsstation (15) steht oder bringbar ist.
6. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der Unterseite (16) des Beschichtersiebs (11) mindestens eine verschieb- oder verschwenkbar angeordnete Abdeckeinrichtung (17) angeordnet ist.
7. Beschichtereinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abdeckeinrichtung (17) sich über die gesamte Länge des Beschichtersiebs (11) erstreckt und eine linienartige Öffnung zum Pulverauftrag freigibt.
8. Beschichtereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abdeckeinrichtung (17) aus mehreren Abdeckteilen (18) besteht, die teleskop- oder blendenartig relativ zueinander verschiebbar gelagert sind.
9. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Beschichtersieb (11) mit einer mechanischen Rütteleinrichtung verbunden ist.
10. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das durch das Beschichtersieb (11) auf die Bauplattform (9) oder eine vorher verfestigte Schicht aufgebrachte Baumaterial (3) durch ein elastisch nachgiebiges Ausgleichselement (20) der Beschichtereinrichtung (6) beaufschlagbar ist.
11. Beschichtereinrichtung nach Ansprach 10,
. dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgleichselement (20) einen bürsten- oder pinselartigen Abschnitt umfaßt, der in Kontakt mit der Oberfläche des aufgebrachten Baumaterials (3) bringbar ist.
12. Beschichtereinrichtung nach Ansprach 10 oder 11 ,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (20) eine elastisch nachgiebige Lippe (22) umfaßt.
13. Beschichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgleichselement (20) aus einer weichen Kunststofflippe (22), insbesondere . einer PU-Lippe besteht.
14. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bauvorrichtung (1) eine Baukammer (8) und mehrere wechselweise mit ihr zusammenwirkende Siebbeschichtereinrichtungen (6) umfaßt.
15. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die. Bauvorrichtung (1) zwei Baubehälter (8)" umfaßt, die mit ihrer Bauplattform (9) abwechselnd unter mindestens ein Beschichtersieb (11) verfahrbar sind und abwechselnd zur Einbringung der Strahlungsenergie in den Baurau (8) verfahrbar sind.
16. Beschichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (20) im Verfahrweg des Baubehälters (8) zwischen Bauraum (8) und Beschichtersieb (11) angeordnet ist.
17. Beschichtereinrichtung nach einem Ansprüche 10 — 13 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgleichselement (20) im Randbereich des Beschichtersiebes (11) befestigt ist.
18. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Beschichtersieb (11) auf seiner mit Baumaterial (3) befullbaren Oberfläche (25) mit einem Pulveraktivierungselement (26) versehen ist.
19. Beschichtereinrichtung nach Ansprach 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Pulveraktivierungselement (26)" leistenartig ausgebildet ist und auf der
Oberfläche (25) des Siebes (11) querverschiebbar, verdrehbar oder verschwenkbar antreibbar ist.
20. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bauvorrichtung (1) eine Triangulationsvorrichtung (30) zur Erfassung der mit dem Beschichtersieb (11) aufgetragenen Pulverbeschichtungshöhe aufweist.
21. Beschichtereinrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bauvorrichtung (1) eine Steuereinrichtung (31) aufweist, deren Eingang mit der Triangulationsvorrichtung (30) in Verbindung steht und über welche selbsttätig die
Vibrationsvorrichtung (32) und/oder die Pulveraktivierungseinrichtung (26) ansteuerbar sind.
22. Beschichtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem mindestens einen Beschichtersieb (11) eine Absaugeinrichtung angeordnet ist.
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