WO2008064620A1 - Beschichter- oder ausgleichseinrichtung für eine bauvorrichtung zur erstellung von formteilen aus baumaterial - Google Patents

Beschichter- oder ausgleichseinrichtung für eine bauvorrichtung zur erstellung von formteilen aus baumaterial Download PDF

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WO2008064620A1
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carrier
blade
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Frank Herzog
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Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a coater or compensating device for a building device for the production of molded parts from building material with the introduction of radiant energy, in particular for a laser sintering or a laser melting, with a substantially horizontally movable, holding a blade assembly carrier, with at least one blade device for transporting the Building material from a reservoir in the space or to equalize the layer thickness, wherein the building material is applied by the downwardly facing edge of the at least one blade device as a uniform layer on a building surface.
  • EP 1 234 625 A1 teaches an application unit with the aid of which the powder layer is applied selectively to those regions of the surface of the shaped body which adjoin below and / or on a plane which is determined by the predetermined layer thickness for the next following powder layer to be processed.
  • a leveling device By means of a leveling device, the applied material powder is leveled to a specified size.
  • the leveling device is designed, for example, as a brush or lip with at least one row of lamellae. In principle, a largely straight plane of the material powder is achieved with such a coater or compensating device, but the bristles of the brush or the ends of the lip directed toward the material powder are subject to high wear, as a result of which the uniform leveling of the following powder layers is impaired.
  • the invention has the object of developing a coater or equalizer with the features of the preamble of claim 1 such that on the one hand, a high dimensional accuracy in the equalization of the layers is achieved and this result remains constant over as long a period as possible. It is also an object of the invention, in case of wear of the coater or equalizer or the Blade device to allow easy replacement and to select the blade assembly such that a simple, fast and low-wear use is guaranteed.
  • the at least one blade device is constructed at least in two parts and comprises a connecting body and an end piece. Due to the division of the blade device, it is possible to assign different functions to the individual blade device regions and thus to be able to provide a blade device which can be specifically designed for specific requirements.
  • the end piece is rigid and the connecting body is flexible.
  • the connecting body is flexible.
  • a resistance element is preferably arranged in the region of the carrier, for example on the underside thereof, which acts on the flexible connection body at least in regions.
  • the resistance element such that it has a lower flexibility than the connecting body, and that the resistance element is designed as a one-sided support element and acts at least on the upper region of the connecting body. This is an effective and at the same time easy to manufacture as mountable embodiment of the subject invention.
  • the carrier may be provided to mount the carrier transversely to its direction of travel pivotable / rotatable. Due to the pivotable mounting of the carrier can easily. a change in the loading angle of the blade device arranged on it can be achieved. It is advantageous to arrange the pivot axis approximately centrally in the carrier.
  • the carrier in each case has a coater blade and / or leveling blade in its side areas pointing in the travel direction.
  • the pivoting movement can allow an optional use of at least two coater and / or leveling blade.
  • These coaters arranged on the two side regions of the carrier and / or compensating blades may be formed, for example, in different geometric shapes and / or of different materials, whereby they differ in their effects on the to be homogenized construction material layer and thus depending on the process conditions an optional use of the respective coater and / or leveling blade is advantageous.
  • a molded part has stable and filigree regions, now a first blade - a one-piece steel blade - for the stable region and a second - two-part resilient blade - can be used for a filigree / unstable region by means of the coater or compensator according to the invention. It is also advantageous to divide the construction process so that the first, for example, 125 layers are built with rigid blades, the next 245 layers are used with flexible blades, and the rigid blade is used again for subsequent layers that are to be massively rebuilt. Furthermore, the blades do not necessarily have to be selected by a pivoting / rotating movement, there are also linear movements, such as a mutual lowering purposeful.
  • the coater and / or leveling blades can be arranged in a known manner perpendicular to the carrier or with the inclusion of obtuse angles on the carrier.
  • the latter case has the advantage that with such a geometry when pivoting the carrier, it allows each end coater and / or leveling blade to be at a right angle on the building material level or to be moved on this.
  • the coater or compensator according to the invention in combination with a screen coater is advantageous, since in this case the coater intensifies the smoothing of the building material with the coater blades and the material application function is largely performed by the screen coater.
  • the two-piece blade device can be more specifically designed to meet the requirements of smoothing the building material, and thus a more uniform layer on the construction surface can be achieved.
  • Figure 1 is a schematic representation of the essential for the invention components of a construction device according to the prior art for the production of moldings from building material with the introduction of radiant energy.
  • Fig. 2 is an enlarged view of the blade device
  • FIG. 3 is an enlarged view of the blade device of an alternative embodiment
  • Fig. 4 is a perspective view of a carrier with two blade devices
  • FIG. 5 shows an illustration of a blade arrangement in a first working position
  • Fig. 6 is a schematic representation of another embodiment with four blade devices
  • Fig. 7 is a schematic illustration of a turret blade assembly
  • FIG. 8 shows a perspective view of two rotatable coater blades arranged on a carrier
  • Fig. 9 is a perspective view of an embodiment with Endendend Share.
  • Drawing figure 1 first shows the usual state of the art.
  • a coater or compensating device 1 within a building device 2 for producing molded parts 3 from building material 4 with the introduction of radiant energy, for example a laser beam 5, in particular for a laser sintering or a laser melting system, with a carrier 6 which is movable at least horizontally, on which a blade arrangement 7 is attached, shown.
  • the blade assembly 7 comprises two blade means 8 for transporting the building material 4 from a reservoir 9 in the space 10 and at the same time to equalize the layer thickness.
  • the building material 4 is applied by the downwardly facing edge 11 of a blade device 8 such that a uniform layer on the building surface 12 is achieved.
  • the construction area 12, via a lifting cylinder and the drive 13 is lowered in phases down and at the same time located in the reservoir 9 building material 4 via a lifting cylinder and the drive 14 phased upward, so that by means of the coater and balancer 1 from the level 15 projecting building material 4 on the side of the reservoir 9 can be moved to areas below the level 15 on the side of the building surface 12.
  • a blade device 8 which has a rigid connecting body 16 and a flexible end piece 17. Since the flexible end piece 17 can wear, it is releasably attached to the connecting body 16 for ease of replacement.
  • a fastening can be achieved, for example, by means of a form-fit connection 18 or via a fastening element 19 (cf., FIG. 4).
  • the fastening element 19 which may comprise, for example, as a screw or split pin or a combination of different fastening elements.
  • the end piece 17 In order to achieve a gentler loading of the end piece 17 on the construction surface 12, it is expedient to make the end piece 17 tapered downwards. This results in a higher flexibility of the end piece 17, in particular of the end area facing the construction area 12. This can be further increased by the fact that the end piece 17 is made of silicone.
  • drawing figure 3 an alternative embodiment is shown, in which the end piece 17 is rigid and the connecting body 16 is flexible. Furthermore, this embodiment has on the underside of the carrier 6, a resistance element 20, which acts on the flexible connecting body 16 at least partially applied / supported.
  • the resistance element 20 has a lower flexibility than the connecting body 16, whereby on the one hand, the degree of deflection of the connecting element 16 is reduced and on the other hand, the return of the connecting element 16 is supported in its rest position.
  • the resistance element 20 thus serves as a damper for the deflection movement of the connecting element 16 in order to allow the terminal 17 arranged on the connecting body 16 during operation as uniform as possible loading of the construction area 12 and a uniform lengthening on the level 15.
  • the resistance element 20 is formed as a one-sided support element and acts on the connecting body 16 in its upper, the building surface 12 facing away from the area.
  • the inventive idea is not limited to this embodiment and thus also includes embodiments in which the resistance element 20 on both sides of the connecting body 16 is supported and / or the resistance element 20 in the case of the rigid connecting body 16 and the flexible end piece 17, the tail 17 is supported.
  • the end piece 17 is formed as a steel lip 21 and arranged on the underside of the connecting body 16. Furthermore, the end piece 17 and / or the connecting element 16 can be subdivided into individual, aligned, optionally independent areas, for example in the manner of a brush, in which the individual areas can optionally be deflected independently of each other (not shown).
  • a pivot or rotation axis 22 is shown, via which the carrier 6 is mounted transversely to its direction of travel 23 pivotable or rotatable (arrow 28).
  • the carrier 6 in its in the direction of travel 23rd facing side portions 24 each have a blade device 8.
  • the blade device 8 includes coater and / or compensating blades 25, which are arranged either perpendicular or under the inclusion obtuse angle ⁇ , ß on the carrier 6, see.
  • a coater or compensating device 1 is shown, in which the coater and / or compensating blades 25 are not aligned parallel to each other and are included with inclusion obtuse angle ⁇ , ß on the support 6.
  • the carrier 6 shown comprises two blade devices 8, a two-part blade device 8 according to the invention and a steel blade 26 known from the prior art.
  • the carrier 6 is pivoted by the angle ⁇ on the pivot axis 22 in such a way that a first coating and / or leveling blade 25 perpendicular to the construction area 12 and the plane 15 acted upon.
  • a coater or compensating device 1 depending on how sensitively different regions of a molded part 3 react to the application of the coater-compensating blade 25, the conventional steel blade 26 or the two-part, resilient blade 27 can be used.
  • Drawing figure 6 shows an embodiment of the coater or compensating device 1, which in each case has two blade devices 8 on the two longitudinal sides of a carrier 6 which is rectangular in cross-section.
  • a carrier 6 which is rectangular in cross-section.
  • different blades 25, 26, 27 or different pairs of blades can be displaced by merely pivoting or rotating the carrier 6 on the pivot axis 22 in an operating or resting state.
  • the shape of the support 6 need not necessarily be rectangular, it will also round, triangular, hexagonal cross-sectional shapes of the support 6 mitumzufrubt so that different blades in the manner of a revolver by pivoting or
  • Twisting the carrier 6 can be selected.
  • FIG. 7 shows schematically how such a "turret blade mount” could be implemented with, for example, eight coater blades., Further, a plurality of end pieces 17 may be mounted in a connector body 16. *** "
  • the carrier element 6 shown in the drawing figures 4 - 7 can also act as an intermediate carrier 29 (turret blade holder), said intermediate carrier 29 is rotatably mounted on the actual support member 6.
  • This allows - as shown in the embodiment in the drawing Figure 8 - depending on the position of the turret holder 29 optionally a flexible coater / balancing blade 25 or a rigid steel blade example 26 in the operating position (pointing in the direction of the building surface 12) to rotate.
  • two intermediate carrier elements 29 and thus turret blade holders 29 are arranged on the two side regions 24 of the carrier 6 parallel to its longitudinal extent and parallel to one another.
  • the rotation of the blades / turret mount 29 is preferably accomplished via a computer controlled motor.
  • a carrier 6 is shown with each arranged on its side regions 24 coater and / or compensating blades 25.
  • the coater and / or leveling blade 25 comprises an end piece 17 which is movably arranged in the connecting body 16 and which can be displaced into a storage area 30 such as a receiving area 31.
  • the tail material 17 with the storage and receiving areas 30, 31 are shown only on one side, a two-sided design is also within the scope of the invention.
  • the end piece 17 is subject to a certain wear effect, so it is desirable to replace this material - after it is used up. This is achieved - as illustrated in the exemplary embodiment in Figure 9 - in that the coater is equipped with two rollers, which are located at the respective longitudinal ends of the carrier 6.
  • the tail material 17 is rolled up into the receiving area 31 (second roller). Furthermore, it is expedient to control such a device with a computer that is programmed, for example, such that depending on the coating process new flexible tail material 17 is retracted into the coater or only reaches all 30 or 100 layers of new tail material in operating position. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung (1) für eine Bauvorrichtung (2) zur Erstellung von Formteilen (3) aus Baumaterial (4) unter Einbringung von Strahlungsenergie, insbesondere für eine Lasersinter- oder eine Laserschmelzanlage, mit einem im wesentlichen horizontal verfahrbaren, eine Klingenanordnung (7) haltenden Träger (6), mit mindestens einer Klingeneinrichtung (8) zum Transport des Baumaterials (4) aus einem Vorratsbehälter (9) in den Bauraum (10) und/oder zur Vergleichmäßigung der Schichtdicke, wobei das Baumaterial (4) durch die nach unten weisende Kante (11) der mindestens einen Klingeneinrichtung (8) als gleichmäßige Schicht auf eine Baufläche (12) aufbringbar ist, wobei die mindestens eine Klingeneinrichtung (8) wenigstens zweiteilig aufgebaut ist und einen Verbindungskörper (16) sowie ein das Baumaterial (4) beaufschlagendes Endstück (17) umfaßt.

Description

BESCHREIBUNG
Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung für eine Bauvorrichtung zur Erstellung von
Formteilen aus Baumaterial
Die Erfindung betrifft eine Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung für eine Bauvorrichtung zur Erstellung von Formteilen aus Baumaterial unter Einbringung von Strahlungsenergie, insbesondere für eine Lasersinter- oder eine Laserschmelzanlage, mit einem im wesentlichen horizontal verfahrbaren, eine Klingenanordnung haltenden Träger, mit mindestens einer Klingeneinrichtung zum Transport des Baumaterials aus einem Vorratsbehälter in den Bauraum oder zur Vergleichmäßigung der Schichtdicke, wobei das Baumaterial durch die nach unten weisende Kante der mindestens einen Klingeneinrichtung als gleichmäßige Schicht auf eine Baufläche aufbringbar ist.
Die EP 1 234 625 Al lehrt eine Auftragseinheit, mit deren Hilfe die Pulverschicht selektiv auf diejenigen Bereiche der Oberfläche des Formkörpers aufgetragen wird, welche unterhalb und/oder an eine Ebene angrenzen, die durch die vorbestimmte Schichtdicke für die nächstfolgende zu verarbeitende Pulverschicht bestimmt wird. Mittels einer Nivelliereinrichtung wird das aufgetragene Werkstoffpulver auf ein Sollmaß einnivelliert. Die Nivelliereinrichtung ist beispielsweise als Bürste oder Lippe mit wenigstens einer Reihe von Lamellen ausgebildet. Grundsätzlich wird mit einer derartigen Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung eine weitgehend gerade Ebene des Werkstoffpulvers erreicht, jedoch unterliegen die Borsten der Bürste oder die zum Werkstoffpulver gerichteten Enden der Lippe einem hohen Verschleiß, in Folge dessen die gleichmäßige Einnivellierung der folgenden Pulverschichten beeinträchtigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß einerseits eine hohe Maßgenauigkeit bei der Vergleichmäßigung der Schichten erreicht wird und dieses Ergebnis über einen möglichst langen Zeitraum konstant bleibt. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, im Falle eines Verschleißes der Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung bzw. der Klingeneinrichtung deren einfachen Austausch zu ermöglichen sowie die Klingenanordnung derart zu wählen, daß eine einfache, schnelle und verschleißarme Verwendung gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 - 21.
Als Kern der Erfindung wird es angesehen, daß die mindestens eine Klingeneinrichtung wenigstens zweiteilig aufgebaut ist und ein Verbindungskörper sowie ein Endstück umfaßt. Durch die Zweiteilung der Klingeneinrichtung wird es ermöglicht, den einzelnen Klingeneinrichtungsbereichen verschiedene Funktionen zuzuordnen und damit eine Klingeneinrichtung bereitstellen zu können, die auf spezifische Anforderungen gezielt ausgelegt werden kann.
So ist es beispielsweise vorteilhaft, das Endstück flexibel und den Verbindungskörper starr auszubilden, damit wird eine Klingeneinrichtung bereitgestellt, die durch den starren Verbindungskörper eine geringe Auslenkung besitzt und gleichzeitig über das flexible Endstück eine sanfte und damit gleichmäßige Schicht auf der Baufläche bewirkt.
Besonders vorteilhaft hat sich zudem erwiesen, das Endstück lösbar am Verbindungskörper zu befestigen. Dies kann beispielsweise über einen Formschluß (Schwalbenschwanz, sonstiger Hinterschnitt) oder durch ein separates Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder Splinte, realisiert werden. Insbesondere bei der Ausführungsform mit dem flexiblen Endstück und dem starren Verbindungskörper ist es von Vorteil, wenn das flexible Endstück, das aufgrund seiner Flexibilität einen hohen Verschleiß aufweist, auf einfache Weise ausgetauscht werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme ist es, das Endstück in sich nach unten verjüngender
Form auszubilden. Durch den sich verkleinernden Querschnitt des Endstückes auf dem dem Verbindungselement entgegengesetzten Ende wird eine nachgiebige und damit gleichmäßige
Baumaterialbeschichtung erreicht. Dieser Effekt wird durch die Verwendung von Silikon als Werkstoff für das Endstück weiter begünstigt.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Endstück starr und der Verbindungskörper flexibel ausgebildet. Eine derartige Ausführung hat den Vorteil, daß das verschleißanfällige Endstück aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise in Form einer Stahllippe, gefertigt werden kann und dabei die Feder- oder Nachgiebigkeitsfunktion der Klingeneinrichtung dem Verbindungskörper zuteil wird, der aus einem flexiblen Material ausgebildet ist. Bevorzugt wird in dieser Ausführungsform im Bereich des Trägers - beispielsweise an dessen Unterseite - ein Widerstandselement angeordnet, das den flexiblen Verbindungskörper zumindest bereichsweise beaufschlagt. Durch diese Maßnahme wird die Auslenkung und die Beanspruchung des Verbindungskörpers reduziert und damit die Lebensdauer sowie die Vergleichmäßigungseigenschaften der Kllingeneinrichtung positiv beeinflußt.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Widerstandselement derart auszubilden, daß es eine geringere Flexibilität als der Verbindungskörper aufweist, und daß das Widerstandselement als einseitiges Stützelement ausgebildet ist und zumindest den oberen Bereich des Verbindungskörpers beaufschlagt. Dies stellt eine wirkungsvolle und zugleich einfach zu fertigende wie montierbare Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dar.
Im Sinne einer Zusatzfunktion kann es vorgesehen sein, den Träger quer zu seiner Verfahrrichtung verschwenkbar/rotierbar zu lagern. Durch die schwenkbare Lagerung des Trägers kann auf einfache Weise. eine Änderung des Beaufschlagungswinkels der an ihm angeordneten Klingeneinrichtung erreicht werden. Dabei ist es von Vorteil, die Schwenkachse etwa mittig im Träger anzuordnen.
In der bevorzugten Ausführungsform weist der Träger in seinen in Verfahrrichtung weisenden Seitenbereichen jeweils eine Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge auf. Insbesondere in Kombination mit der Verschwenkbarkeit des Trägers kann die Schwenkbewegung eine wahlweise Verwendung mindestens zweier Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge ermöglichen. Diese an den beiden Seitenbereichen des Trägers angeordneten Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen können beispielsweise in unterschiedlichen geometrischen Formen und/oder aus verschiedenen Werkstoffen ausgebildet sein, wodurch sie sich in ihren Wirkungen auf die zu vergleichmäßigende Baumaterialschicht unterscheiden und damit je nach Prozeßgegebenheiten eine wahlweise Verwendung der jeweiligen Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge vorteilig ist. Beispielsweise weist ein Formteil stabile und filigrane Bereiche auf, nun kann mittels der erfindungsgemäßen Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung eine erste Klinge — eine einteilige Stahlklinge — für den stabilen Bereich und eine zweite — zweiteilige federnde Klinge - für einen filigranen/labilen Bereich verwendet werden. Vorteilhaft ist es auch, wenn man den Bauprozess so einteilt, dass die ersten zum Beispiel 125 Schichten mit starren Klingen gebaut werden, die nächsten 245 Schichten mit flexiblen Klingen und bei nachfolgende Schichten, die wieder massiver gebaut werden sollen, wieder die starre Klinge verwendet. Ferner müssen die Klingen nicht zwangsläufig durch eine Schwenk-/Rotationsbewegung selektiert werden, es sind auch lineare Bewegungen, beispielsweise ein wechselseitiges Absenken zielführend.
Die Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen können in bekannter Weise senkrecht auf den Träger oder unter Einschluß stumpfer Winkel am Träger angeordnet sein. Insbesondere letzterer Fall besitzt den Vorteil, daß mit einer derartigen Geometrie beim Verschwenken des Trägers es jeder endseitigen Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge ermöglicht wird, in einem rechten Winkel auf der Baumaterialebene zu stehen bzw. auf dieser verfahren zu werden.
Ferner ist die erfindungsgemäße Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung in Kombination mit einem Siebbeschichter von Vorteil, da in diesem Fall die Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung verstärkt das Glätten des Baumaterials mit den Beschichter- oder Ausgleichsklingen als Funktion hat und die Materialauftragsfunktion zum Großteil durch den Siebbeschichter ausgeführt wird. Dies hat zur Folge, daß die zweiteilige Klingeneinrichtung spezifischer an die Erfordernisse des Glättens des Baumaterials ausgelegt werden kann und damit eine in höherem Maße gleichmäßige Schicht auf der Baufläche erreicht werden kann.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der für die Erfindung wesentlichen Komponenten einer Bauvorrichtung nach dem Stand der Technik zur Erstellung von Formteilen aus Baumaterial unter Einbringung von Strahlungsenergie;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Klingeneinrichtung;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Klingeneinrichtung einer alternativen Ausfuhrungsform;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Trägers mit zwei Klingeneinrichtungen;
Fig. 5 eine Darstellung einer Klingenanordnung in einer ersten Arbeitsstellung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausfuhrungsform mit vier Klingeneinrichtungen;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Revolverklingenanordnung;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung zweier an einem Träger angeordneten drehbaren Beschichterklingen;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Ausfuhrungsform mit Endlosendstück.
Zeichnungsfigur 1 zeigt zunächst den üblichen Stand der Technik. Darin ist eine Beschichteroder Ausgleichseinrichtung 1 innerhalb einer Bauvorrichtung 2 zur Erstellung von Formteilen 3 aus Baumaterial 4 unter Einbringung von Strahlungsenergie, beispielsweise eines Laserstrahls 5, insbesondere für eine Lasersinter- oder eine Laserschmelzanlage, mit einem zumindest horizontal verfahrbaren Träger 6, an dem eine Klingenanordnuiig 7 befestigt ist, dargestellt. Die Klingenanordnung 7 umfaßt zwei Klingeneinrichtungen 8 zum Transport des Baumaterials 4 aus einem Vorratsbehälter 9 in den Bauraum 10 und gleichzeitig zur Vergleichmäßigung der Schichtdicke. Wie insbesondere aus Zeichnungsfigur 5 ersichtlich ist, wird das Baumaterial 4 durch die nach unten weisende Kante 11 einer Klingeneinrichtung 8 derart beaufschlagt, daß eine gleichmäßige Schicht auf der Baufläche 12 erreicht wird.
Im Detail wird die Baufläche 12, über einen Hubzylinder und den Antrieb 13 phasenweise nach unten abgesenkt und gleichzeitig das im Vorratsbehälter 9 befindliche Baumaterial 4 über einen Hubzylinder und den Antrieb 14 phasenweise nach oben verstellt, so daß mittels der Beschichter- und Ausgleichseinrichtung 1 das aus der Ebene 15 überstehende Baumaterial 4 auf Seiten des Vorratsbehälters 9 auf Bereiche unterhalb der Ebene 15 auf Seiten der Baufläche 12 verlagert werden kann.
Die erfindungsgemäße Zweiteilung mindestens einer Klingeneinrichtung 8 geht insbesondere aus den Zeichnungsfiguren 2 und 3 hervor. In Zeichnungsfigur 2 ist eine Klingeneinrichtung 8 dargestellt, die einen starren Verbindungskörper 16 sowie ein flexibles Endstück 17 aufweist. Da das flexible Endstück 17 verschleißen kann, ist es zum leichteren Austausch lösbar am Verbindungskörper 16 befestigt. Eine derartige Befestigung kann beispielsweise über einen Formschluß 18 oder über ein Befestigungselement 19 (vgl. Zeichnungsfigur 4) erreicht werden. Für den Formschluß 18 sind die aus dem Stand der Technik üblichen Verbindungsvarianten anzuwenden, wie beispielsweise eine Schwalbenschwanzverbindung oder andere Hinterschnitte. Gleiches gilt für das Befestigungselement 19, das beispielsweise als Schraube oder Splint oder eine Kombination verschiedener Befestigungselemente umfassen kann.
Um eine sanftere Beaufschlagung des Endstückes 17 auf der Baufläche 12 zu erreichen, ist es zweckmäßig, das Endstück 17 nach unten verjüngt auszuführen. Damit wird eine höhere Nachgiebigkeit des Endstückes 17, insbesondere des zur Baufläche 12 zugewandten Endbereiches erreicht. Dies kann weiter dadurch gesteigert werden, daß das Endstück 17 aus Silikon besteht. In Zeichnungsfigur 3 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, in der das Endstück 17 starr und der Verbindungskörper 16 flexibel ausgebildet ist. Ferner weist diese Ausführungsform an der Unterseite des Trägers 6 ein Widerstandselement 20 auf, das dem flexiblen Verbindungskörper 16 zumindest bereichsweise beaufschlagt/abstützt. Dabei besitzt das Widerstandselement 20 eine geringere Flexibilität als der Verbindungskörper 16, wodurch einerseits der Grad der Auslenkung des Verbindungselementes 16 reduziert wird und andererseits die Rückführung des Verbindungselementes 16 in seiner Ruhelage unterstützt wird. Das Widerstandselement 20 dient somit als Dämpfer für die Auslenkbewegung des Verbindungselementes 16, um dem am Verbindungskörper 16 angeordneten Endstück 17 während des Betriebszustandes eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung der Baufläche 12 bzw. ein gleichmäßiges Entlangfahren auf der Ebene 15 zu ermöglichen.
In Zeichnungsfiguren 3 — 5 ist das Widerstandselement 20 als einseitiges Stützelement ausgebildet und beaufschlagt den Verbindungskörper 16 in seinem oberen, der Baufläche 12 abgewandten Bereich. Der Erfindungsgedanke ist aber nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und umfaßt somit auch Ausführungen, in denen das Widerstandselement 20 beidseitig den Verbindungskörper 16 abstützt und/oder das Widerstandselement 20 im Falle des starren Verbindungskörpers 16 und des flexiblen Endstückes 17 das Endstück 17 abstützt.
In der bevorzugten Ausfuhrungsform gemäß Figur 3 ist das Endstück 17 als Stahllippe 21 ausgebildet und an der Unterseite des Verbindungskörpers 16 angeordnet. Ferner kann das Endstück 17 und/oder das Verbindungselement 16 in einzelne, in einer Flucht liegende, gegebenenfalls voneinander unabhängige Bereiche unterteilt sein, beispielsweise nach Art einer Bürste, bei der die einzelnen Bereiche gegebenenfalls voneinander unabhängige ausgelenkt werden können (nicht dargestellt).
In den Zeichnungsfiguren 4 — 6 ist eine Schwenk- bzw. Rotationsachse 22 eingezeichnet, über die der Träger 6 quer zur seiner Verfahrrichtung 23 schwenkbar bzw. rotierbar (Pfeil 28) gelagert ist.
In der bevorzugten Ausführungsform weist der Träger 6 in seinen in Verfahrrichtung 23 weisenden Seitenbereichen 24 jeweils eine Klingeneinrichtung 8 auf. Die Klingeneinrichtung 8 umfaßt Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen 25, die entweder senkrecht oder unter dem Einschluß stumpfer Winkel α, ß am Träger 6 angeordnet sind, vgl. hierzu Zeichnungsfigur 4 bzw. 5. In Zeichnungsfigur 5 ist eine Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung 1 dargestellt, bei der die Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen 25 zueinander nicht parallel ausgerichtet sind und unter Einschluß stumpfer Winkel α, ß am Träger 6 angeordnet sind. Der dargestellte Träger 6 umfaßt zwei Klingeneinrichtungen 8, eine erfindungsgemäße zweiteilige Klingeneinrichtung 8 und eine aus dem Stand der Technik bekannte Stahlklinge 26. Der Träger 6 ist um den Winkel γ an der Schwenkachse 22 derart verschwenkt, daß eine erste Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge 25 senkrecht die Baufläche 12 bzw. die Ebene 15 beaufschlagt. Bei einer derartigen Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung 1 können, je nach dem wie empfindlich unterschiedliche Bereiche eines Formteiles 3 auf die Beaufschlagung der Beschichter - Ausgleichsklinge 25 reagieren, die herkömmliche Stahlklinge 26 oder die zweiteilige, federnde Klinge 27 verwendet werden.
Zeichnungsfigur 6 zeigt eine Ausfuhrungsform der Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung 1, die auf den beiden Längsseiten eines im Querschnitt rechteckigen Trägers 6 jeweils zwei Klingeneinrichtungen 8 aufweist. Mit einer derartigen Vorrichtung können unterschiedliche Klingen 25, 26, 27 oder unterschiedliche Klingenpaare durch ledigliches Verschwenken bzw. Drehen des Trägers 6 an der Schwenkachse 22 in einen Betriebes- bzw. Ruhezustand verlagert werden. Die Form des Trägers 6 muß nicht zwangsläufig eine rechteckig sein, es werden ebenso runde, dreieckige, sechseckige Querschnittsformen des Trägers 6 mitumfaßt, so daß unterschiedliche Klingen nach Art eines Revolvers durch Verschwenken bzw.
Verdrehen des Trägers 6 ausgewählt werden können.
Figur 7 zeigt schematisch, wie eine derartige „Revolverklingenhalterung" mit z.B. acht Beschichterklingen ausgeführt sein könnte. Ferner können auch mehrere Endstücke 17 in einem Verbindungskörper 16 gehaltert sein.
Das in den Zeichnungsfiguren 4 — 7 dargestellte Trägerelement 6 kann darüber hinaus auch als Zwischenträger 29 (Revolverklingenhalterung) fungieren, wobei dieser Zwischenträger 29 an dem eigentlichen Trägerelement 6 drehbar gelagert ist. Dies erlaubt es, - wie in dem Ausführungsbeispiel in der Zeichnungsfigur 8 dargestellt — je nach Stellung der Revolverklingenhalterung 29 wahlweise eine flexible Beschichter-/Ausgleichsklinge 25 oder eine starre beispielsweise Stahlklinge 26 in die Betriebesstellung (in Richtung der Baufläche 12 zeigend) zu verdrehen. Vorteilhafter Weise sind an den beiden Seitenbereichen 24 des Trägers 6 parallel zu seiner Längserstreckung und parallel zueinander zwei Zwischenträgerelemente 29 und damit Revolverklingenhalterungen 29 angeordnet. Die Rotation bzw. die Positionsverdrehung der Klingen/Revolverklingenhalterung 29 wird vorzugsweise über einen über einen Computer angesteuerten Motor ausgeführt.
In Zeichnungsfigur 9 wird ein Träger 6 mit jeweils an seinen Seitenbereichen 24 angeordneten Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen 25 dargestellt. Die Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge 25 umfaßt ein Endstück 17, das bewegbar in dem Verbindungskörper 16 angeordnet ist und das in einen Vorratsbereich 30 wie einen Aufnahmebereich 31 verlagert werden kann. Das Endstückmaterial 17 mit den Vorrats- und Aufnahmebereichen 30, 31 sind nur einseitig dargestellt, eine beidseitige Ausführung liegt ebenso im Umfang der Erfindung. Das Endstück 17 unterliegt einem gewissen Verschleißeffekt, damit ist es wünschenswert, dieses Material - nachdem es verbraucht ist - auszuwechseln. Dies wird — wie in der beispielhaften Ausführungsform in Zeichnungsfigur 9 dargestellt - dadurch erreicht, daß der Beschichter mit zwei Rollen ausgestattet ist, die sich an den jeweiligen längsseitigen Enden des Trägers 6 befinden. In dem Vorratsbereich 30 (erste Rolle) befindet sich neues flexibles Endstückmaterial 17. Auf der anderen Seite des Trägers 6 wird das Endstückmaterial 17 in den Aufnahmebereich 31 (zweite Rolle) aufgerollt. Ferner ist es zweckmäßig, eine derartige Vorrichtung mit einem Computer anzusteuern, der beispielsweise derart programmiert ist, daß je nach Beschichtungsprozeß neues flexibles Endstückmaterial 17 in den Beschichter eingefahren wird oder nur aller 30 oder 100 Schichten neues Endstückmaterial in Betriebstellung gelangt. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Beschichter-/ Ausgleichseinrichtung
2 Bauvorrichtung+
3 Formteil
4 Baumaterial
5 Laserstrahl
6 Träger
7 Klingenanordnung
8 Klingeneinrichtung
9 Vorratsbehälter
10 Bauraum
11 Kante
12 Baufläche
13 Antrieb
14 Antrieb
15 Ebene
16 Verbindungskörper
17 Endstück
18 Formschluß
19 Befestigungselement
20 Widerstandselement
21 Stahllippe
22 Schwenk-/Rotationsachse
23 Verfahrrichtung
24 Seitenbereich
25 Beschichter-/Ausgleichsklinge
26 Stahlklinge
27 Klinge
28 Pfeil
29 Revolverklingenhalterung
30 Vorratsbereich
31 Aufnahmebereich α Winkel ß Winkel γ Winkel

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung (1) für eine Bauvorrichtung (2) zur Erstellung von Formteilen (3) aus Baumaterial (4) unter Einbringung von Strahlungsenergie, insbesondere für eine Lasersinter- oder eine Laserschmelzanlage, mit einem im wesentlichen horizontal verfahrbaren, eine Klingenanordnung (7) haltenden Träger (6), mit mindestens einer Klingeneinrichtung (8) zum Transport des Baumaterials (4) aus einem Vorratsbehälter (9) in den Bauraum (10) und/oder zur Vergleichmäßigung der Schichtdicke, wobei das Baumaterial (4) durch die nach unten weisende Kante (11) der mindestens einen Klingeneinrichtung (8) als gleichmäßige Schicht auf eine Baufläche
(12) aufbringbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Klingeneinrichtung (8) wenigstens zweiteilig aufgebaut ist und einen Verbindungskörper (16) sowie ein das Baumaterial (4) beaufschlagendes Endstück (17) umfaßt.
2. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) lösbar am Verbindungskörper (16) befestigt ist.
3. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) flexibel und der Verbindungskörper (16) starr ausgebildet ist.
4. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Endstück (17) über einen Formschluß (18) mit dem Verbindungskörper (16) verbunden ist.
5. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) über ein Befestigungselement (19) mit dem Verbindungskörper (16) verbunden ist.
6. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) als auswechselbares Verschleißteil ausgebildet ist.
7. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) sich nach unten hin verjüngt.
8. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) aus Silikon ist.
9. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 — 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) starr und der Verbindungskörper (16) flexibel ausgebildet ist.
10. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Trägers (6) ein Widerstandselement (20) angeordnet ist, das den flexiblen Verbindungskörper (16) zumindest bereichs weise beaufschlagt.
11. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (20) an der Unterseite des Trägers (6) angeordnet ist.
12. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (20) eine geringere Flexibilität als der Verbindungskörper (16) aufweist.
13. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (20) als einseitiges Stützelement ausgebildet ist und zumindest den oberen Bereich des Verbindungskörpers (16) oder des flexiblen Endstückes (17) beaufschlagt.
14. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) als Stahllippe (21) ausgebildet ist und an der Unterseite des
Verbindungselementes (16) angeordnet ist.
15. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) quer zu seiner Verfahrrichtung (23) verschwenkbar/verdrehbar gelagert ist.
16. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Schwenkachse (22) etwa mittig den Träger (6) durchsetzt.
17. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Träger (6) in seinen in Verfahrrichtung (23) weisenden Seitenbereichen (24) jeweils eine Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge (25) aufweist.
18. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen (25) senkrecht auf dem Träger (6) angeordnet sind.
19. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen (25) unter Einschluß stumpfer Winkel (α, ß) am Träger (6) angeordnet sind.
20. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei Beschichter- und/oder Ausgleichsklingen (25) nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
21. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
über der Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung (1) ein Siebbeschichter angeordnet ist und ein Glätten des Baumaterials (4) mit den Beschichter- oder Ausgleichsklingen (25) durchführbar ist.
22. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Revolverklingenhalterung (29) mit mindestens zwei Beschichter- /Ausgleichsklingen (25) rotierbar an dem Träger (6) gelagert sind.
23. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel zueinander ausgerichtete Revolverklingenhalterungen (29) an den
Seitenbereichen (24) des Trägers (6) angeordnet sind.
24. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) beweglich an dem Verbindungskörper (16) gelagert ist. -
25. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) als Endlosmaterial ausgebildet ist, das aus mindestens einem Vorratsbehälter (30) heraus zur Beaufschlagung der Baufläche (12) herausfahrbar und in einen Aufnahmebereich (31) hineinfahrbar ist.
26. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (17) im Vorratsbereich (30) und/oder im Aufnahmebereich (31) aufgewickelt bevorratet wird.
27. Beschichter- oder Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 25 oder 26,
S dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) in seinen in Verfahrrichtung (23) weisenden Seitenbereiche (24) jeweils eine Beschichter- und/oder Ausgleichsklinge (25) aufweist und die Endstücke (17) der Ausgleichsklinge (25) mit den an dem Träger (6) angeordneten Vorrats- und/oder0 Aufnahmebereichen (30, 31) in Wirkverbindung stehen.
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