WO2017220744A1 - Pulvertrocknung bei der generativen fertigung - Google Patents

Pulvertrocknung bei der generativen fertigung Download PDF

Info

Publication number
WO2017220744A1
WO2017220744A1 PCT/EP2017/065453 EP2017065453W WO2017220744A1 WO 2017220744 A1 WO2017220744 A1 WO 2017220744A1 EP 2017065453 W EP2017065453 W EP 2017065453W WO 2017220744 A1 WO2017220744 A1 WO 2017220744A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
drying
gas
opening
production
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/065453
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim BEHM
Original Assignee
Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh filed Critical Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh
Priority to CN201780039282.8A priority Critical patent/CN109475937A/zh
Priority to EP17733423.2A priority patent/EP3475015A1/de
Publication of WO2017220744A1 publication Critical patent/WO2017220744A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/52—Hoppers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/70—Gas flow means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/364—Conditioning of environment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for laser-based additive manufacturing, and more particularly to the provision of dry powder for additive manufacturing. Furthermore, the invention relates to a method for drying powder for the additive production of a component in a generative manufacturing apparatus.
  • the laser-based additive production of, in particular metallic or ceramic, workpieces is based on solidification of a starting material in powder form by the irradiation with laser light.
  • This concept also known as Selective Laser Melting, Powder Bed Fusion or Laser Metal Fusion (LMF) - is used, among other things, in (metallic) 3D printing machines.
  • An exemplary machine (herein LMF machine for producing three-dimensional products) is disclosed in EP 2 732 890 A1.
  • LMF machine for producing three-dimensional products is disclosed in EP 2 732 890 A1.
  • the advantages of generative manufacturing are generally a simple production of complex and customizable parts. In this case, in particular defined structures in the interior and / or power flow optimized structures can be realized.
  • the state of the powder is important, since e.g. a varying water content in the powder can lead to different melting processes and thus to differently solidified material structures.
  • the moisture content of the powder depends, among other things, on storage and weather conditions when the powder is loaded into the LMF machine.
  • An increased moisture content may e.g. lead to increased porosity of the material (see, for example, "Formation and reduction of hydrogen porosity during selective laser melting of AlSilOMg", Weingarten et al., Journal of Materials Processing Technology 221 (2015) 112-12) of the powder can be reduced by too high a moisture content.
  • EP 2 992 986 A1 discloses the use of a desiccant in the gas or powder cycle of an apparatus for producing SD components.
  • US 9,156,056 B2 discloses a drying unit for drying powder loaded in a storage tank by heating the storage tank. This procedure may have the disadvantage that the drying takes longer with increasing size of the reservoir. Thus, the ratio of the surface of the powder in the reservoir, which is directly exposed to the surrounding atmosphere and thus allows removal of moisture from the powder in the reservoir, to the total volume of the powder in the reservoir decreases.
  • EP 3 023 228 A1 discloses a machine for the generative fabrication of three-dimensional products on a platform which directs gas flow over the platform to remove e.g. Provides smoke from the interaction zone.
  • Other gas cycle configurations are made of e.g. DE 10 2010 052 206 AI, DE 10 2006 014 835 AI and
  • WO 2010/007394 AI known.
  • One aspect of this disclosure is based on the object of bringing the moisture content of the powder for the building application to a low, and if possible, during production substantially constant, level.
  • At least one of these objects is achieved by a manufacturing apparatus for the additive production of a three-dimensional component from a powder according to claim 1 and by a method for drying powder for the additive manufacturing according to claim 11. Further developments are specified in the subclaims.
  • a manufacturing apparatus for generatively producing a three-dimensional component from a powder includes a work space providing a work surface comprising a build platform area and a powder reservoir area, a beam source for generating a beam for powder irradiation in the build platform area for making the component in-layers; a powder reservoir for providing the powder through a supply port in the working surface into the powder reservoir region; a pusher for transferring the powder from the powder reservoir region to the construction platform region and a gas system for providing a drying gas stream across the supply port in the working surface to receive moisture from an uppermost layer of the powder flows.
  • the manufacturing apparatus further comprises a build cylinder having a lowerable die providing a platform for forming a powder bed and a component powder area defined by the platform connected to the build platform area through an irradiation opening in the work surface Gas system forms the drying gas flow substantially transversely to the alignment direction of the openings in the work surface.
  • the gas system may comprise an outlet opening structure, in particular arranged on or in a front wall or a door of the production apparatus, and a suction opening structure, in particular arranged on or in a rear wall of the production apparatus, wherein the outlet opening structure and the suction opening structure are arranged on opposite sides of the supply opening.
  • the outlet opening structure and / or the suction opening structure may be designed such that a flow pattern of the drying gas stream in the powder reservoir region which is directed in the direction of the supply opening, in particular laminar, is formed.
  • the gas system can be designed as a gas circulation system, which comprises a filter unit with a drying medium for removing moisture from the gas, and wherein the drying medium is arranged in particular in a replaceable, and for example separable via valves component in the gas cycle.
  • the gas system may further comprise a protective gas tank and / or an inert gas connection, a pump system, valves and / or lines for connecting the individual components of the gas circulation system, in particular comprising argon or nitrogen.
  • the gas system can be subdivided into a main housing section, which is arranged below and behind the production space, for example, and a (door) section, for example integrated in a door.
  • the gas system is configured to provide a particulate discharge gas stream, particularly parallel to the drying gas stream, extending above the irradiation port in the working surface for discharging particles from an interaction zone in the building platform region.
  • the heating from above has the advantage that substances adsorbed to the powder, such as water (moisture), in a top powder layer after heating, desorb faster and diffuse through the powder, so that the powder of the top powder layer is dried faster by the drying gas stream , Under special conditions, the underlying powder layers can (strongly) heat up in spite of the usually poor heat conduction properties of the powder in such a way that moisture increasingly diffuses out of them into the upper powder layer.
  • substances adsorbed to the powder such as water (moisture)
  • moisture moisture
  • a method of drying powder for additive manufacturing includes the steps of providing a quantity of fresh powder above a supply port in a work surface and providing a drying gas stream that flows through the supply port in the work surface to receive moisture from an uppermost one Position of the powder flows.
  • the provision of the amount of fresh powder may be accomplished by gradually increasing a powder supply amount across the working surface through the supply port, providing the drying gas stream simultaneously with a powder irradiation process at an irradiation port, and / or the drying gas stream may be substantially transverse to the alignment direction of the openings in the working surface stream.
  • the method may include a drying assisting step of heating the above-prepared supply amount of fresh powder from above, the heating particularly by irradiating heat radiation to the Provision opening, and in particular on the irradiation opening, can be done in the work surface for heating the uppermost layer of the powder.
  • An advantage of the concepts described herein is that drying can act almost immediately on the powder used to build up the subsequent layers. It is not absolutely necessary to dry the powder in the LMF machine or even for hours before, thus delaying the start of the production process.
  • the concepts described herein may allow stabilization of the manufacturing process against variations in the humidity of the powder used. Furthermore, external drying times of the powder can be reduced or even completely eliminated. Thus, the concepts described herein may accelerate the start of production by rapidly drying the incrementally required quantities of powder by means of e.g. Argon streams allow, since the slow drying of the entire powder can be omitted.
  • the structures described herein may allow a simple and rapid change of the drying medium in the gas cycle through the use of desiccant packages. For example, a change of desiccant packages within a minute or less.
  • the concepts described herein may further have the advantage that the drying process is parallel to the main time, i. at the same time as the construction phase, expires.
  • FIG. 1 shows a schematic spatial representation of an exemplary generative manufacturing device
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of the generative production apparatus from FIG. 1 parallel to the XY plane through the production space, FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of the generative production apparatus from FIG. 1, parallel to the XZ plane through the production space, as indicated in FIG. 2
  • FIG. Fig. 4 is a schematic sectional view of the generative manufacturing apparatus of FIG. 1 parallel to the YZ plane through the production space as indicated in Fig. 2 and
  • FIG. 5 is a sketch to illustrate an exemplary gas cycle of a generative manufacturing device.
  • aspects described herein are based, in part, on the recognition that targeted drying of a topmost powder layer can be effected by a (e.g., dried argon) blanket gas stream.
  • a (e.g., dried argon) blanket gas stream e.g., a dried argon blanket gas stream.
  • a complete and lengthy drying of the entire amount of powder (based on a diffusion of water vapor through the porosity in the powder bed) before, during or after the filling of the reservoir can be omitted when using such a surface drying stream.
  • FIGS. 1 to 4. An embodiment of an LMF machine designed to provide such a powder drying process integrated in the production process will be explained below with reference to FIGS. 1 to 4.
  • Fig. 5 shows an exemplary gas cycle for use in such LMF machines.
  • FIG. 1 shows an exemplary generative production device 1 for producing an SD component 3 from a powder 5.
  • the manufacturing apparatus 1 comprises a main housing 11, which provides a production space 13.
  • a front wall 15 limits the production space 13 on the front side.
  • the main housing 11 further comprises a rear wall 18, side walls and a ceiling, which together define the production space 13.
  • the front wall 15 has a front frame 15A with an opening 17, through which access to the production space 13 of the manufacturing device 1 is made possible.
  • the opening 17 may be interrupted during the manufacturing process by e.g. on the front wall 15 attached door 31 (handle 31 A, shutter 31 B) are closed (see Fig. 2). With the door 31 open, there is access to the manufacturing space 13 of the manufacturing apparatus 1 (see Fig. 1) and an operator can e.g. Carry out the necessary preparatory steps such as cleaning the production space 13 and refilling the powder reservoir and remove the finished component 3.
  • Fig. 1 further shows a slider 19 (also referred to herein as a wiper) for distributing the powder 5 during the manufacturing process.
  • the manufacturing process takes place on a work surface 21, which forms the bottom of the production space 13.
  • the work surface 21 has a construction platform area 23A, a powder reservoir area 23B and (optionally) a powder collecting area 23C.
  • the building platform area 23 A can be provided centrally with respect to the opening 17. In it, the irradiation process for the production of the 3D component 3 takes place.
  • the powder reservoir region 23B serves to provide fresh powder 5A, which is transferred to the slide 19 for the manufacture of the 3D component 3 in the construction platform region 23A in a manner of one piece.
  • the building platform portion 23A is arranged in the X direction (i.e., the opening 17 in the transverse direction) between the powder reservoir portion 23B and the powder collecting portion 23C.
  • the powder reservoir area 23B has a e.g. cylindrical powder reservoir 25, the upper end of which opens into a (powder) supply opening 21B of the working surface 21.
  • a punch 25 A for example, metallic or ceramic powder 5 can gradually be lifted from the powder reservoir 25 to above the working surface 21 (along arrow 26). If a new layer is required for irradiation, the slider 19 can be used to move the fresh powder 5A projecting beyond the working surface 21 laterally in the X-direction into the building platform area 23A.
  • the slider 19 extends in Fig. 2 in the Y direction, which is orthogonal to the transverse direction (X direction) in the work surface 21.
  • the build platform area 23A has a e.g. cylindrical construction cylinder 27 with a lowerable, a platform for forming a powder bed providing punch 27A.
  • a component powder region bounded by the platform is formed, which is connected to the building platform region 23A through the irradiation opening 21A in the working surface 21.
  • the punch 27A is lowered so that a recess defined by an irradiation opening 21A in the working surface 21 is formed, into which the fresh powder 5A can be displaced with the slide 19, so that a new upper powder layer is formed in the powder bed to be irradiated.
  • Powder 5B not needed to build up the new layer can be moved with the slider 19 through an opening 21C of the working surface 21 in the powder collecting area 23C, e.g. be moved to a collection container for recycling.
  • the main housing 11 further comprises at least parts of a gas circulation system 41, such as a protective gas tank and / or an inert gas connection and a pump system (not shown) and a filter unit 71.
  • the gas circulation system 41 allows the production space 13 to flood with eg inert gas such as argon or nitrogen during the manufacturing process. Further details of the gas circulation system 41 are explained below in particular in connection with FIG. 5.
  • An irradiation system 51 can be mounted on the main housing 11, for example above the building platform area 23A.
  • the irradiation system 51 is designed to generate radiation, for example laser light, which can fuse the powder 5 into material layers of a component 11. It is based for example on a fiber or disk laser system. Alternatively, laser light may be guided from such a source to the main body 11.
  • the main housing 11 has a scanner system, which can guide the radiation in a matched to the component 3 path in the building platform area 23A for locally melting the uppermost powder layer of the powder bed.
  • the parameters of the powder influence the interaction of the radiation / the laser light with the powder and thus the fusion of the powder grains.
  • the moisture content of the powder affects the manufacturing process.
  • the gas cycle system 41 is designed such that a surface drying flow 40 of the protective gas via / on the opening 21B of the working surface 21 and thus on / on the top powder layer of the powder reservoir 25 is directed.
  • the protective gas is preferably "dried", for example it has a moisture content of less than about 0.0005 g / 1.
  • dryable protective gases are argon and nitrogen
  • the drying of the protective gas can be effected by passing the protective gas through or over a drying medium / Desiccant (eg anhydrone from LECO) in the gas circulation system 41 done.
  • the drying gas stream 40 is formed substantially transversely to the direction of alignment (here, the X direction) of the openings 21A, 21B, i. He flows accordingly in the Y direction through the opening 21 A in the work surface 21st
  • the drying and the subsequent transfer of the dried gas over the uppermost powder layer in the powder reservoir 25 can be designed to dry just that small amount of powder (small compared to the total amount of powder in the powder reservoir 25), immediately following for the construction of the next layer of the component 3 is used with the laser beam. Since substantially only the upper layer of powder 5A is used in the next-layer reservoir, the amount of powder to be dried is small, so that the powder 5A can be sufficiently dried by the inert gas flowing along. In general, the drying before, during and / or after lifting the stamp 25 A, in particular permanently.
  • FIGS. 1 to 4 An exemplary realization of the desired flow course in the production space 13 can be effected by the gas circulation system 41 illustrated in FIGS. 1 to 4.
  • the flow pattern is implemented by way of example in combination with a special flow pattern for Rußabbow, in which a (Rußabschreib-) gas stream 42 from the door 31 to the rear wall 18 (or in the opposite direction) flows over the Baure Scheme 23 A.
  • carbon black is representative of minute particles that are involved in the interaction of e.g. Laser light can arise with the powder.
  • these very small particles can be blown out of the interaction region by a corresponding flow and then sucked off.
  • the gas cycle system 41 comprises a main housing section 41A, which is arranged below and behind the production space 13, for example, and an door section 41B integrated in the door 31.
  • the main body portion 41A includes e.g. the protective gas tank and / or the protective gas connection to an external source of protective gas, the pump system and the filter unit 71 of the gas circulation system 41.
  • the filter unit 71 is fluidly connected to a suction port structure 55 in the rear wall 18 via a conduit 46A.
  • the suction port structure 55 is disposed near the work surface 21 in the area of the powder reservoir portion 23B.
  • an extension of the Absaugö Stammstechnik 55 in the building platform area 23 A is indicated by dashed lines.
  • the filter unit 71 is fluid-connected to an outlet opening structure 45 A in the door 31.
  • the main housing portion 41 A of the gas circulation system 41 comprises a line 46 B to the front wall 15, which opens into a (housing) port 43 A in a region covered by the door 31 area.
  • the connection opening 43 A is in fluid communication with the door portion 41 B of the gas circulation system 41 via a (door) connection opening 43 B.
  • the door portion 41B includes the drying flow discharge port structure 45A, possibly a soot discharge flow outlet port structure 45B, the port 45A, and one or more communication lines 47 from the port 45A to the outlet ports 45A, 45B.
  • switchable valves or a plurality of connection openings may, for example, also be provided in order to be able to control the outflow of the protective gas from the outlet opening structures 45 A, 45 B.
  • the outlet opening structure 45A and / or the suction opening structure 55 may be shaped in such a way that a flow path which is as laminar as possible (in the direction of the supply opening 21B) is as close as possible to the flow path
  • Powder reservoir region 23B is formed (see surface drying stream 40A in Fig. 4).
  • the gas circulation system 41 is configured to be on one side of the
  • Powder reservoir portion 23 B (dry) inert gas in the direction of the opening 21 B of the working surface 21 to flow out and on an opposite side to discharge the protective gas, wherein the protective gas has absorbed some moisture from the powder 5 A (if the powder is "wet" 5A).
  • a (possibly previously dried) gas stream can be passed over the powder reservoir in the reservoir, which dries a thin layer of powder on the surface of the powder reservoir
  • Powder reservoir portion 23B and possibly due to the special shape of the surface drying stream 40 can be formed uniformly, so that a uniformly drying the entire surface of the current over the powder 5 A is performed. This can allow uniform drying of the topmost layer of powder during the manufacturing process. In other words, at the same time as drying, a powder layer-correspondingly dried and distributed-can be exposed in the construction cylinder 27 in order to sinter the 3D component 3 in layers, i. melt the powder layer by layer.
  • the powder dried during the preceding layer formation is distributed by the slide 19 onto the previously irradiated and lowered powder surface in the construction cylinder 27. While the next layer of the component 3 is produced from this, the next quantity of powder can be dried again at the same time.
  • a heat radiator 59 is also shown schematically, which is directed to the opening 21 B in the work surface 21 and can support the drying process.
  • Cyprusstrah- Ler 59 is designed for heating the powder from above. In addition, it can also be used for the preheating of the powder in the region of the opening 23A.
  • the slide 19 can be shaped in this way or be positioned during the drying in such a way that results in the most uniform possible drying of the powder surface.
  • the slider 19 may be positioned in a waiting position between the powder reservoir portion 23B and the build platform portion 23A (see FIG. 2) so as not to affect the different drying and soot discharge currents.
  • the respective currents can be activated, reduced or completely suppressed as a function of the current method step.
  • the implementation of the concepts disclosed herein into the inert gas purge of the overall system may be integrated throughout the manufacturing process.
  • a dry gas stream is deliberately passed over the powder to be dried.
  • the protective gas can circulate in a gas circulation in which the gas stream is dried with a desiccant and possibly additionally cleaned with a filter for the separation of very small particles / suspended matter such as soot
  • the gas stream may be part of a higher level gas drying and purification process, ie, dry gas is supplied and the humidified gas is fed to a central treatment.
  • a gas cycle is shown schematically.
  • the moist (and possibly soot-containing) protective gas is fed to the filter unit 71.
  • the filter unit 71 has a Feinstrachter 73 for removing particles from the gas stream. Subsequent drying of the gas stream takes place by transfer via a drying medium in a preferably easily replaceable component, for example a pipe 75.
  • the pipe 75 can be separated from the gas circulation by valves 77 at both ends, for example, so that the drying medium used is exchanged easily and quickly can be. In general, care must be taken that the drying medium does not contaminate the powder 5 in the production space 13. This can be avoided, for example, with a further filter (not shown) or with correspondingly fine-pored packaging of the drying medium.
  • the cleaned and dried gas stream is then returned via lines 52 and possibly valves 79 in the production room 13. If the gas flow is supplied to different areas, the valves 79 for adjusting the flow paths and the flow rates can be controlled by a control unit (not shown).
  • the gas streams for drying and removal of soot can thus be integrated or formed separately from one another.
  • the slide 19 can also be controlled by the control unit during irradiation to take a waiting position between the storage container and the building cylinder, for example.
  • the tube with the drying medium can be installed both upstream of the superfine filter 73 for Rußabschei- tion, as well as after this filter. In the former case, no additional retention filler for the drying medium is necessary.
  • the moisture may e.g. be removed from the gas stream by a cold trap in the filter unit 71.
  • LMF machines in which the concepts described herein can be used include, for example, the systems "mysint 100", “TruPrint 1000" and “TruPrint 3000”.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Eine Fertigungsvorrichtung (1) zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils (3) aus einem Pulver (5) weist einen eine Arbeitsfläche (21) bereitstellenden Fertigungsraum (11) auf, der einen Bauplattformbereich (23A) und einen Pulverreservoirbereich (23B) umfasst. Ferner weist die Fertigungsvorrichtung (1) eine Strahlquelle (51) zur Erzeugung eines Strahls für die Bestrahlung von Pulver (5) im Bauplattformbereich (23A) zum schichtweisen Herstellen des Bauteils (3), einen Pulvervorratsbehälter (25) zum Bereitstellen des Pulvers (5) durch eine Bereitstellungsöffnung (21B) in der Arbeitsfläche (21) in den Pulverreservoirbereich (23B) und eine Schiebevorrichtung (19) zur Überführung des Pulvers vom Pulverreservoirbereich (23B) in den Bauplattformbereich (23A) auf. Des Weiteren weist die Fertigungsvorrichtung (1) ein Gassystem (41), beispielsweise ein Gaskreislaufsystem, zum Bereitstellen eines Trocknungsgasstroms (40), der über die Bereitstellungsöffnung (21B) in der Arbeitsfläche (21) zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus einer obersten Lage von Pulver (5A) strömt, auf.

Description

PULVERTROCKNUNG BEI DER GENERATIVEN FERTIGUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur laserbasierten generativen Fertigung und insbesondere die Bereitstellung von trockenem Pulver für die generative Fertigung. Fer- ner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trocknen von Pulver für die generative Fertigung eines Bauteils in einer generativen Fertigungsvorrichtung.
Die laserbasierte generative Fertigung von, insbesondere metallischen oder keramischen, Werkstücken basiert auf einem Verfestigen eines in Pulverform vorliegenden Ausgangsmate- rials durch die Bestrahlung mit Laserlicht. Dieses Konzept - auch als selektives Laserschmelzen, Pulverbettfusion oder Laser Metal Fusion (LMF) bekannt - wird unter anderem in Maschinen für den (metallischen) 3D-Druck eingesetzt. Eine beispielhafte Maschine (hierin kurz LMF-Maschine) zur Herstellung von dreidimensionalen Produkten ist in der EP 2 732 890 AI offenbart. Die Vorteile der generativen Fertigung sind allgemein eine einfache Herstellung von komplexen und individuell erstellbaren Teilen. Dabei können insbesondere definierte Strukturen im Innenraum und/oder kraftflussoptimierte Strukturen realisiert werden.
Für eine reproduzierbare Wechselwirkung des Laserlichts mit dem Pulver ist unter anderem der Zustand des Pulvers von Bedeutung, da z.B. ein variierender Wassergehalt im Pulver zu unterschiedlichen Schmelz Vorgängen und damit zu unterschiedlich verfestigten Materialstrukturen führen kann. Der Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers ist unter anderem von Lager- und Wetterbedingungen bei der Beladung des Pulvers in die LMF-Maschine abhängig. Ein erhöhter Feuchtigkeitsgehalt kann z.B. zu erhöhter Porosität des Materials führen (siehe z.B.„Formation and reduction of hydrogen porosity during selective laser melting of AlSilOMg", Weingar- ten et al., Journal of Materials Processing Technology 221 (2015) 112-12). Des Weiteren kann die Fließfähigkeit des Pulvers durch einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt verringert werden.
Zur Trocknung des Pulvers sind verschiedene Ansätze bekannt. So wird versucht, das Pulver vor dem Einsatz in der Maschine, beispielsweise mithilfe von Trockenbeuteln in den Lagerbe- hältern des Pulvers, zu trocken. Dies kann aber den Nachteil haben, dass die Wirkung des
Trockenmittels bei langer Lagerung nachlässt. Ferner kann das Trockenmittel versehentlich in den Bauraum gelangen. Zum Beispiel offenbart EP 2 992 986 AI die Verwendung eines Trocknungsmittels im Gas- oder Pulverkreislauf einer Vorrichtung zur Herstellung von SD- Bauteilen. Ferner offenbart US 9,156,056 B2 eine Trocknungseinheit zum Trocknen von in einem Vorratsbehälter geladenen Pulver durch Erwärmen des Vorratsbehälters. Dieses Vorgehen kann den Nachteil aufweisen, dass das Trocknen bei zunehmender Größe des Vorratsbehälters immer länger dauert. So sinkt das Verhältnis der Oberfläche des Pulvers im Vorratsbehälter, die direkt der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt ist und somit ein Abführen der Feuchtigkeit aus dem Pulver im Vorratsbehälter ermöglicht, zum Gesamtvolumen des Pulvers im Vorratsbehälter.
Des Weiteren offenbart EP 3 023 228 AI eine Maschine zur generativen Fertigung von drei- dimensionalen Produkten auf einer Plattform, die eine Gasströmung über die Plattform zur Entfernung von z.B. Rauch aus der Wechselwirkungszone bereitstellt. Weitere Gaskreislaufkonfigurationen sind aus z.B. DE 10 2010 052 206 AI, DE 10 2006 014 835 AI und
WO 2010/007394 AI bekannt. Einem Aspekt dieser Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, den Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers für die Bauanwendung auf ein niedriges, und wenn möglich während der Fertigung weitgehend konstantes, Niveau zu bringen.
Zumindest eine dieser Aufgaben wird gelöst durch eine Fertigungsvorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils aus einem Pulver nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur Trocknung von Pulver für die generative Fertigung nach Anspruch 11. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einem Aspekt umfasst eine Fertigungsvorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidi- mensionalen Bauteils aus einem Pulver einen eine Arbeitsfläche bereitstellenden Fertigungsraum, der einen Bauplattformbereich und einen Pulverreservoirbereich umfasst, eine Strahlquelle zur Erzeugung eines Strahls für die Bestrahlung von Pulver im Bauplattformbereich zum schichtweisen Herstellen des Bauteils, einen Pulvervorratsbehälter zum Bereitstellen des Pulvers durch eine Bereitstellungsöffnung in der Arbeitsfläche in den Pulverreservoirbereich, eine Schiebevorrichtung zur Überführung des Pulvers vom Pulverreservoirbereich in den Bauplattformbereich und ein Gassystem zum Bereitstellen eines Trocknungsgasstroms, der über die Bereitstellungsöffnung in der Arbeitsfläche zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus einer obersten Lage des Pulvers strömt. In einigen Ausführungsformen umfasst die Fertigungsvorrichtung ferner einen Bauzylinder, der einen absenkbaren, eine Plattform zur Ausbildung eines Pulverbetts bereitstellenden Stempel und einen durch die Plattform begrenzten Bauteil-Pulver-Bereich aufweist, der durch eine Bestrahlungsöffnung in der Arbeitsfläche mit dem Bauplattformbereich verbunden ist, wobei das Gassystem den Trocknungsgasstrom im Wesentlich quer zur Aufreihungsrichtung der Öffnungen in der Arbeitsfläche ausbildet.
Ferner kann das Gassystem eine Auslassöffnungsstruktur, insbesondere angeordnet an oder in einer Frontwand oder einer Tür der Fertigungsvorrichtung, und eine Absaugöffnungsstruktur, insbesondere angeordnet an oder in einer Rückwand der Fertigungsvorrichtung, umfassen, wobei die Auslassöffnungsstruktur und die Absaugöffnungsstruktur an gegenüberliegenden Seiten der Bereitstellungsöffnung angeordnet sind. Die Auslassöffnungsstruktur und/oder die Absaugöffnungsstruktur können derart ausgebildet sein, dass sich ein in Richtung Bereitstellungsöffnung gerichteter, insbesondere laminarer, Strömungsverlauf des Trocknungsgas- Stroms im Pulverreservoirbereich ausbildet. Des Weiteren kann das Gassystem als Gaskreislaufsystem ausgebildet ist, das eine Filtereinheit mit einem Trocknungsmedium zum Feuchtigkeitsentziehen aus dem Gas umfasst, und wobei das Trocknungsmedium insbesondere in einem austauschbaren, und beispielsweise über Ventile abtrennbaren Bauteil im Gaskreislauf angeordnet ist. Allgemein kann das Gassystem ferner einen Schutzgastank und/oder einen Schutzgasanschluss, ein Pumpensystem, Ventile und/oder Leitungen zum Verbinden der einzelnen Komponenten des insbesondere Argon oder Stickstoff führenden Gaskreislaufsystems umfassen. Das Gassystem kann in einen Hauptgehäuseabschnitt, der beispielsweise unterhalb und hinter dem Fertigungsraum angeordnet ist, und einen, beispielsweise in eine Tür integrierten, (Tür-) Abschnitt untergliedert sein.
In einigen Ausführungsformen ist das Gassystem zum Bereitstellen eines, insbesondere parallel zum Trocknungsgasstrom strömenden, Partikelabführgasstroms ausgebildet, der sich über der Bestrahlungsöffnung in der Arbeitsfläche zum Abführen von Partikel aus einer Wechselwirkungszone im Bauplattformbereich erstreckt.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Fertigungsvorrichtung ferner eine Steuerungseinheit zum Einstellen des Trocknungsgasstroms und insbesondere des Partikelabführgasstroms und/oder zum Einstellen der Position der Schiebevorrichtung während des Bestrahlungsvorgangs zwischen der Bereitstellungsöffnung und der Bestrahlungsöffnung zum räumlichen Trennen des Trocknungsgasstroms vom Bauplattformbereich und insbesondere dem
Partikelabführgasstrom, und/oder einen Wärmestrahler zum Erzeugung einer auf die Bereitstellungsöffnung, und insbesondere auch auf die Bestrahlungsöffnung, gerichtete Wärmestrahlung, wobei der Wärmestrahler ferner insbesondere im Fertigungsraum im Bereich oberhalb der Bereitstellungsöffnung angeordnet ist. Das Erwärmen von oben hat den Vorteil, dass am Pulver adsorbierte Stoffe, wie bspw. Wasser (Feuchtigkeit), in einer oberen Pulverschicht nach dem Erwärmen schneller desorbieren und durch das Pulver diffundieren, so dass das Pulver der oberen Pulverschicht schneller durch den Trocknungsgasstrom getrocknet wird. Bei speziellen Rahmenbedingungen können die darunterliegenden Pulverschichten sich trotz der üblicherweise schlechten Wärmeleiteigenschaften des Pulvers derart (stark) aufheizen, dass aus diesen in zunehmendem Maße Feuchtigkeit in die obere Pulverschicht diffundiert. Um diesen unerwünschten Effekt (insbesondere während eines parallel stattfindenden Fertigungsprozesses) zu verhindern bzw. gering zu halten, ist darauf zu achten, dass nicht zu viel Wärme in die obere Pulverschicht eingebracht wird. Dadurch kann der sich mit zunehmender Temperatur sättigende, vorteilhafte Effekt der Feuchtigkeitsabfuhr (nur aus der oberen Schicht) beibehalten werden. Ein optimaler Wärmeeintrag ist beispielsweise materialabhängig zu bestimmen. In einem weiteren Aspekt umfasst ein Verfahren zur Trocknung von Pulver für die generative Fertigung die Schritte des Bereitstellens einer Menge an frischem Pulver oberhalb einer Bereitstellungsöffnung in einer Arbeitsfläche und des Bereitstellens eines Trocknungsgasstroms, der über die Bereitstellungsöffnung in der Arbeitsfläche zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus einer obersten Lage des Pulvers strömt.
Das Bereitstellen der Menge an frischem Pulver kann durch schrittweises Anheben einer Pulvervorratsmenge über die Arbeitsfläche durch die Bereitstellungsöffnung erfolgen, das Bereitstellen des Trocknungsgasstroms kann zeitgleich mit einem Pulverbestrahlungsvorgang bei einer Bestrahlungsöffnung erfolgen und/oder der Trocknungsgasstrom kann im Wesentlichen quer zur Aufreihungsrichtung der Öffnungen in der Arbeitsfläche strömen.
Ferner kann das Verfahren einen den Trocknungsvorgang unterstützenden Schritt des Heizens der oberhalb der Bereitstellungsöffnung bereitgestellten Menge an frischem Pulver von oben aufweisen, wobei das Heizen insbesondere durch Einstrahlen von Wärmestrahlung auf die Bereitstellungsöffnung, und insbesondere auch auf die Bestrahlungsöffnung, in der Arbeitsfläche zum Erwärmen der obersten Lage des Pulvers erfolgen kann.
Ein Vorteil der hierin beschriebenen Konzepte ist es, dass die Trocknung praktisch sofort auf das für den Aufbau der nachfolgenden Schichten eingesetzte Pulver einwirken kann. Es ist nicht unbedingt notwendig, das Pulver in der LMF -Maschine oder auch vorher stundenlang zu trocknen und damit den Start des Fertigungsprozesses zu verzögern.
Allgemein können die hierin beschriebenen Konzepte eine Stabilisierung des Fertigungspro- zesses gegenüber Schwankungen in der Feuchtigkeit des eingesetzten Pulvers erlauben. Ferner können externe Trocknungszeiten des Pulvers reduziert werden bzw. sogar ganz entfallen. So können die hierin beschriebenen Konzepte eine Beschleunigung des Fertigungsbeginns durch die schnelle Trocknung der schrittweise benötigten Pulvermengen mithilfe eines z.B. Argon- Stroms erlauben, da die langsame Trocknung des gesamten Pulvers entfallen kann.
Überdies können die hierin beschriebenen Aufbauten einen einfachen und schnellen Wechsel des Trocknungsmediums im Gaskreislauf durch Einsatz von Trockenmittelpaketen erlauben. Beispielsweise kann ein Wechsel von Trockenmittelpaketen innerhalb einer Minute oder weniger erfolgen.
Die hierin beschriebenen Konzepte können weiter den Vorteil haben, dass der Trocknungsvorgang hauptzeitparallel, d.h. zeitgleich zur Bauphase, abläuft.
Hierin werden Konzepte offenbart, dies es erlauben, zumindest teilweise Aspekte aus dem Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ergeben sich weitere Merkmale und deren Zweckmäßigkeiten aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figi ren. Von den Figuren zeigen:
Fig.l eine schematische räumliche Darstellung einer beispielhaften generativen Fertigungs- Vorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der generativen Fertigungsvorrichtung aus Fig. 1 parallel zur XY -Ebene durch den Fertigungsraum,
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der generativen Fertigungsvorrichtung aus Fig. 1 parallel zur XZ-Ebene durch den Fertigungsraum wie in Fig. 2 angedeutet, Fig. 4 eine schematische Schnittansicht der generativen Fertigungsvorrichtung aus Fig. 1 parallel zur YZ-Ebene durch den Fertigungsraum wie in Fig. 2 angedeutet und
Fig. 5 eine Skizze zur Verdeutlichung eines beispielhaften Gaskreislaufs einer generativen Fertigungsvorrichtung.
Hierin beschriebene Aspekte basieren zum Teil auf der Erkenntnis, dass eine gezielte Trocknung einer obersten Pulverlage durch einen (z.B. getrockneten Argon-) Schutzgasstrom bewirkt werden kann. Eine vollständige und langwierige Trocknung der gesamten Pulvermenge (basierend auf einer Diffusion des Wasserdampfes durch die Porosität in der Pulverschüttung) vor, beim oder nach der Befüllung des Vorratsbehälters kann bei Verwendung eines derartigen Oberflächentrocknungsstroms entfallen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine Ausführungsform einer LMF-Maschine erläutert, die zur Bereitstellung eines derartigen, in den Herstellungsprozess integrierten, Pulvertrocknungsvorgangs ausgebildet ist. Fig. 5 zeigt einen beispielhaften Gaskreislauf zum Einsatz in derartigen LMF-Maschinen.
In Fig. 1 ist eine beispielhafte generative Fertigungsvorrichtung 1 zur Erzeugung eines SD- Bauteils 3 aus einem Pulver 5 gezeigt. Zum Fertigungsvorgang wird auf die eingangs erwähn- te EP 2 732 890 A2 verwiesen. Die Fertigungsvorrichtung 1 umfasst ein Hauptgehäuse 11, das einen Fertigungsraum 13 bereitstellt. Eine Frontwand 15 begrenzt den Fertigungsraum 13 auf der Vorderseite. Das Hauptgehäuse 11 weist ferner eine Rückwand 18, Seitenwände und eine Decke auf, die zusammen den Fertigungsraum 13 definieren. Die Frontwand 15 weist einen Frontrahmen 15A mit einer Öffnung 17 auf, durch die ein Zugang zum Fertigungsraum 13 der Fertigungsvorrichtung 1 ermöglicht wird. Die Öffnung 17 kann während des Herstellungsprozesses durch eine z.B. an der Frontwand 15 angebrachte Tür 31 (Griff 31 A, Verschluss 31B) geschlossen werden (siehe Fig. 2). Bei geöffneter Tür 31 besteht Zugang zum Fertigungsraum 13 der Fertigungsvorrichtung 1 (siehe Fig. 1) und ein Bediener kann z.B. die notwendigen Vorbereitungsschritte wie Reinigen des Fertigungsraums 13 und Wiederbefüllen des Pulver- vorratsbehälters vornehmen und das fertiggestellte Bauteil 3 entnehmen.
Fig. 1 zeigt ferner einen Schieber 19 (hierin auch Wischer genannt) zum Verteilen des Pulvers 5 während des Herstellungsprozesses. Der Herstellungsprozess findet auf einer Arbeitsfläche 21 statt, die den Boden des Fertigungsraums 13 bildet. Die Arbeitsfläche 21 weist einen Bau- plattformbereich 23 A, einen Pulverreservoirbereich 23B und (optional) einen Pulversammelbereich 23 C auf. Der Bauplattformbereich 23 A kann zentral bezüglich der Öffnung 17 vorgesehen werden. In ihm findet der Bestrahlungsvorgang zur Herstellung des 3D-Bauteils 3 statt. Der Pulverreservoirbereich 23B dient der Bereitstellung von frischem Pulver 5A, das zur la- genweisen Herstellung des 3D-Bauteils 3 in den Bauplattformbereich 23A mit dem Schieber 19 übertragen wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist der Bauplattformbereich 23A in X-Richtung (d.h. bzgl. der Öffnung 17 in Querrichtung) zwischen dem Pulverreservoirbereich 23B und dem Pulversammelbereich 23C angeordnet. Der Pulverreservoirbereich 23B weist einen z.B. zylinderförmigen Pulvervorratsbehälter 25 auf, dessen oberes Ende in einer (Pulver-) Bereitstellungsöffnung 21B der Arbeitsfläche 21 mündet. Mithilfe eines Stempels 25 A kann nach und nach beispielsweise metallisches oder keramisches Pulver 5 aus dem Pulvervorratsbehälter 25 bis über die Arbeitsfläche 21 angehoben werden (entlang Pfeil 26). Wird eine neue Lage zur Bestrahlung benö- tigt, kann mit dem Schieber 19 das über die Arbeitsfläche 21 hinausragende frische Pulver 5A seitlich in X-Richtung in den Bauplattformbereich 23 A verschoben werden. Entsprechend erstreckt sich der Schieber 19 in Fig. 2 in Y-Richtung, welche orthogonal zur Querrichtung (X-Richtung) in der Arbeitsfläche 21 verläuft. Der Bauplattformbereich 23A weist einen z.B. zylinderförmigen Bauzylinder 27 mit einem absenkbaren, eine Plattform zur Ausbildung eines Pulverbetts bereitstellenden Stempel 27A auf. Durch das Absenken bildet sich ein durch die Plattform begrenzter Bauteil-Pulver- Bereich aus, der durch die Bestrahlungsöffnung 21 A in der Arbeitsfläche 21 mit dem Bauplattformbereich 23A verbunden ist. Wurde eine Schicht des Bauteils 3 durch Verschmelzen von Pulver 5 gebildet, wird der Stempel 27A abgesenkt, so dass sich eine durch eine Bestrahlungsöffnung 21 A in der Arbeitsfläche 21 begrenzte Vertiefung ausbildet, in die das frische Pulver 5A mit dem Schieber 19 verschoben werden kann, so dass sich eine neue obere Pulverlage im zu bestrahlenden Pulverbett ausbildet. Nicht zum Aufbau der neuen Lage benötigtes Pulver 5B kann mit dem Schieber 19 durch eine Öffnung 21C der Arbeitsfläche 21 im Pulver- sammelbereich 23C z.B. zur Wiederverwertung in einen Sammelbehälter verschoben werden.
Das Hauptgehäuse 11 weist ferner zumindest Teile eines Gaskreislaufsystems 41 auf, wie z.B. einen Schutzgastank und/oder einen Schutzgasanschluss und ein Pumpensystem (nicht gezeigt) sowie eine Filtereinheit 71. Das Gaskreislaufsystem 41 erlaubt es, den Fertigungsraum 13 mit z.B. inertem Gas wie Argon oder Stickstoff während des Herstellungsprozesses zu fluten. Weitere Details des Gaskreislaufsystems 41 werden nachfolgend insbesondere in Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert. Ein Bestrahlungssystem 51 kann auf dem Hauptgehäuse 11 z.B. über dem Bauplattformbereich 23 A angebracht werden. Das Bestrahlungssystem 51 ist zur Erzeugung von Strahlung, z.B. Laserlicht, welches das Pulver 5 zu Materialschichten eines Bauteils 11 verschmelzen kann, ausgebildet. Es basiert beispielsweise auf einem Faser- oder Scheibenlasersystem. Alternativ kann Laserlicht von einer derartigen Quelle zum Hauptgehäuse 11 geführt werden. Das Hauptgehäuse 11 weist ein Scanner-System auf, das die Strahlung in einem auf das Bauteil 3 abgestimmten Pfad im Bauplattformbereich 23A zum lokalen Aufschmelzen der obersten Pulverlage des Pulverbetts führen kann.
Wie eingangs angesprochen beeinflussen die Paramater des Pulvers die Wechselwirkung der Strahlung/des Laserlichts mit dem Pulver und damit das Verschmelzen der Pulverkörner. Insbesondere der Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers wirkt sich auf den Herstellungsprozess aus.
Um den Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers 5 unmittelbar vor der Wechselwirkung mit dem Strahl zu reduzieren, ist das Gaskreislaufsystem 41 derart ausgelegt, dass ein Oberflächen- trocknungsstrom 40 des Schutzgases über/auf die Öffnung 21B der Arbeitsfläche 21 und damit über/auf die oberste Pulverlage des Pulvervorratsbehälters 25 gerichtet ist. Bevorzugt ist das Schutzgas„getrocknet", z.B. weist es einen Feuchtigkeitsgehalt von kleiner ca. 0,0005 g/1 auf. Beispiele für trockenbare Schutzgase sind Argon und Stickstoff. Die Trocknung des Schutzgases kann durch Leiten des Schutzgases durch oder über ein Trocknungsmedi- um/Trockenmittel (z.B. Anhydrone von LECO) im Gaskreislaufsystem 41 erfolgen.
In der gezeigten Ausführungsform bildet sich der Trocknungsgasstrom 40 im Wesentlich quer zur Aufreihungsrichtung (hier der X-Richtung) der Öffnungen 21A, 21B aus, d.h. er strömt entsprechend in Y-Richtung über die Öffnung 21 A in der Arbeitsfläche 21.
Die Trocknung und die nachfolgende Überleitung des getrockneten Gases über die oberste Pulverschicht im Pulvervorratsbehälter 25 können dazu ausgelegt werden, gerade diejenige geringe Menge an Pulver (gering im Vergleich zur gesamten Pulvermenge im Pulvervorratsbehälter 25) zu trocknen, die unmittelbar im Anschluss für den Aufbau der nächsten Schicht des Bauteils 3 mit dem Laserstrahl verwendet wird. Da im Wesentlichen nur die obere Lage an Pulver 5A im Vorratsbehälter für die nächste Schicht verwendet wird, ist die Menge an zu trocknendem Pulver gering, so dass das Pulver 5A durch das entlangströmende Schutzgas ausreichend getrocknet werden kann. Allgemein kann die Trocknung vor, während und/oder nach Anheben des Stempels 25 A, insbesondere dauerhaft, erfolgen.
Eine beispielhafte Verwirklichung des angestrebten Strömungsverlaufs im Fertigungsraum 13 kann durch das in den Fig. 1 bis 4 verdeutlichte Gaskreislaufsystem 41 erfolgen. Dabei ist der Strömungsverlauf beispielhaft in Kombination mit einem speziellen Strömungsverlauf zur Rußabfuhr umgesetzt, bei dem ein (Rußabfuhr-) Gasstrom 42 von der Tür 31 aus zur Rückwand 18 (oder in entgegengesetzter Richtung) über den Bauplattformbereich 23 A strömt. Hierin steht Ruß stellvertretend für Kleinstpartikel, die bei der Wechselwirkung des z.B. Laserlichts mit dem Pulver entstehen können. Um eine Beeinflussung des Herstellungsprozesses, (Ablagerung auf Optiken oder dem Bauteil selbst) zu verhindern, können diese Kleinstpartikel durch eine entsprechende Strömung aus dem Wechselwirkungsbereich geblasen und anschließend abgesaugt werden.
Das Gaskreislaufsystem 41 umfasst einen Hauptgehäuseabschnitt 41A, der beispielsweise unterhalb und hinter dem Fertigungsraum 13 angeordnet ist, und einen in die Tür 31 integrier- ten Türabschnitt 41B. Der Hauptgehäuseabschnitt 41A umfasst z.B. den Schutzgastank und/oder den Schutzgasanschluss an eine externe Schutzgasquelle, das Pumpensystem und die Filtereinheit 71 des Gaskreislaufsystems 41.
Die Filtereinheit 71 ist mit einer Absaugöffnungsstruktur 55 in der Rückwand 18 über eine Leitung 46 A fluidverbunden. Die Absaugöffnungsstruktur 55 ist im Bereich des Pulverreservoirbereichs 23B nahe der Arbeitsfläche 21 angeordnet. In Fig. 2 ist eine Verlängerung der Absaugöffnungsstruktur 55 in den Bauplattformbereich 23 A gestrichelt angedeutet.
Ferner ist die Filtereinheit 71 mit einer Auslassöffnungsstruktur 45 A in der Tür 31 fluidver- bunden. Dazu umfasst der Hauptgehäuseabschnitt 41 A des Gaskreislaufsystems 41 eine Leitung 46B zur Frontwand 15, die in einer (Gehäuse-) Anschlussöffnung 43 A in einem von der Tür 31 abgedeckten Bereich mündet. Die Anschlussöffnung 43 A steht bei geschlossener Tür 31 über eine (Tür-) Anschlussöffnung 43B in Fluidverbindung mit dem Türabschnitt 41B des Gaskreislaufsystems 41. Entsprechend umfasst der Türabschnitt 41B die Auslassöffnungsstruktur 45 A für den Trocknungsstrom, evtl. eine weitere Auslassöffnungsstruktur 45B für den Rußabfuhrstrom, die Anschlussöffnung 45 A und eine oder mehrere Verbindungsleitungen 47 von der Anschlussöff- nung 45A zu der bzw. den Auslassöffnungsstrukturen 45A, 45B. In einigen Ausführungsformen können ferner z.B. schaltbare Ventile oder mehrere Anschlussöffnungen vorgesehen werden, um das Ausströmen des Schutzgases aus den Auslassöffnungsstrukturen 45 A, 45B kontrollieren zu können. Ferner können die Auslassöffnungsstruktur 45A und/oder die Ab- saugöffnungsstruktur 55 derart geformt sein, dass sich ein möglichst laminarer (in Richtung Bereitstellungsöffnung 21B) gerichteter Strömungsverlauf möglichst nah über dem
Pulverreservoirbereich 23B ausbildet (siehe Oberflächentrocknungsstrom 40A in Fig. 4).
Allgemein ist das Gaskreislaufsystem 41 dazu ausgebildet, auf einer Seite des
Pulverreservoirbereichs 23B (trockenes) Schutzgas in Richtung der Öffnung 21B der Arbeits- fläche 21 ausströmen zu lassen und auf einer gegenüberliegenden Seite das Schutzgas abzuführen, wobei das Schutzgas etwas Feuchte aus dem Pulver 5A aufgenommen hat (falls das Pulver 5A„feucht" ist). Auf diese Weise kann ein (evtl. zuvor getrockneter) Gasstrom über das Pulverreservoir im Vorratsbehälter geleitet werden, der eine dünne Pulverschicht an der Oberfläche des Pulverreservoirs trocknet. Aufgrund der Positionierung nahe des
Pulverreservoirbereichs 23B und evtl. aufgrund der speziellen Formgebung kann der Oberflächentrocknungsstrom 40 gleichmäßig ausgebildet werden, so dass ein die gesamte Oberfläche möglichst gleichmäßig abtrocknender Strom über das Pulver 5 A geführt wird. Dies kann eine gleichmäßige Trocknung der obersten Schicht an Pulver während des Fertigungsprozesses ermöglichen. D.h., zeitgleich zur Trocknung kann im Bauzylinder 27 eine - entsprechend zu- vor getrocknete und verteilte - Pulverschicht belichtet werden, um das 3D-Bauteil 3 schichtweise zu sintern, d.h. das Pulver schichtweise aufzuschmelzen.
Für die Belichtung der nächsten Schicht wird das während der vorausgehenden Schichterzeugung getrocknete Pulver durch den Schieber 19 auf die zuvor bestrahlte und abgesenkte Pul- veroberfläche im Bauzylinder 27 verteilt. Während daraus die nächste Schicht des Bauteils 3 erzeugt wird, kann wieder zeitgleich die nächste Pulvermenge getrocknet werden.
In Fig. 2 ist ferner ein Wärmestrahler 59 schematisch dargestellt, der auf die Öffnung 21B in der Arbeitsfläche 21 gerichtet ist und den Trocknungsvorgang unterstützen kann. Wärmestrah- ler 59 ist für ein Aufheizen des Pulvers von oben ausgebildet. Zusätzlich kann er ferner für die Vorheizung des Pulvers im Bereich der Öffnung 23A eingesetzt werden.
Ferner kann der Schieber 19 derart geformt sein oder während der Trocknung derart positio- niert werden, dass sich eine möglichst gleichförmige Trocknung der Pulveroberfläche ergibt. Beispielsweise kann während der Bestrahlung der Schieber 19 in einer Warteposition zwischen dem Pulverreservoirbereich 23B und dem Bauplattformbereich 23A positioniert werden (siehe Fig. 2), damit sich die unterschiedlichen Ströme zur Trocknung und zur Rußabfuhr nicht beeinflussen. Ferner können die jeweiligen Ströme in Abhängigkeit vom aktuellen Ver- fahrensschritt aktiviert, reduziert oder ganz unterbunden werden.
Wie zuvor beispielhaft erläutert wurde, kann die Umsetzung der hierin offenbarten Konzepte in die Schutzgasspülung des Gesamtsystems, insbesondere die Schutzgasspülung zumindest eines Großteils des Fertigungsraums, während des gesamten Fertigungsprozesses integriert werden. Zusammengefasst wird ein trockener Gasstrom gezielt über das zu trocknende Pulver geführt. Ein entsprechend„feuchter" Gasstrom wird aus der Kammer abgeführt. Wie zuvor erläutert kann das Schutzgas in einem Gaskreislauf zirkulieren, in dem der Gasstrom mit einem Trockenmittel getrocknet wird und evtl. zusätzlich mit einem Filter zur Abscheidung von Kleinstpartikeln/Schwebstoffen wie z.B. Ruß gereinigt wird. Alternativ kann der Gasstrom Teil eines übergeordneten Gastrocknungs- und Reinigungsprozesses sein, d.h., trockenes Gas wird zugeführt und das angefeuchtete Gas einer zentralen Aufbereitung zugeführt.
In Fig. 5 ist ein Gaskreislauf schematisch gezeigt. Man erkennt einen trocknenden Schutzgasstrom 81 A und (gestrichelt) einen optionalen rußabführenden Schutzgasstrom 81B durch den schematisch dargestellten Fertigungsraum 13. Über Gasleitungen 52 wird das feuchte (und evtl. rußaufweisende) Schutzgas der Filtereinheit 71 zugeführt.
Die Filtereinheit 71 weist ein Feinstfüter 73 zur Entfernung von Partikel aus dem Gasstrom auf. Eine anschließende Trocknung des Gasstroms erfolgt durch Überleitung über ein Trock- nungsmedium in einem bevorzugt leicht austauschbaren Bauteil, beispielsweise einem Rohr 75. Das Rohr 75 kann beispielsweise durch Ventile 77 an beiden Enden vom Gaskreislauf abgetrennt werden, so dass das verwendete Trocknungsmedium leicht und schnell ausgetauscht werden kann. Allgemein ist darauf zu achten, dass das Trocknungsmedium das Pulver 5 im Fertigungsraum 13 nicht verunreinigt. Dies kann z.B. mit einem weiteren Filter (nicht gezeigt) oder mit entsprechend feinporigen Verpackungen des Trocknungsmediums vermieden werden. Der gereinigte und getrocknete Gasstrom wird anschließend über Leitungen 52 und evtl. Ventile 79 in den Fertigungsraum 13 zurückgeführt. Wird der Gasstrom unterschiedlichen Bereichen zugeführt, können die Ventile 79 zur Einstellung der Strömungswege und der Durchflussraten mit einer Steuerungseinheit (nicht gezeigt) angesteuert werden. Die Gasströme für die Trocknung und die Rußabfuhr können somit integriert oder getrennt voneinander ausge- bildet werden.
Ferner kann (wie zuvor bereits erwähnt) zur räumlichen Trennung des Gasstroms für die Trocknung vom Gasstrom für die Rußabfuhr der Schieber 19 während der Bestrahlung zur Einnahme einer Warteposition zwischen dem Vorratsbehälter und dem Bauzylinder bei- spielsweise ebenfalls mit der Steuerungseinheit angesteuert werden.
Das Rohr mit dem Trocknungsmedium kann sowohl vor das Feinstfilter 73 zur Rußabschei- dung, als auch nach diesem Filter eingebaut werden. Im ersteren Fall ist kein zusätzliches Rückhaltefüter für das Trocknungsmedium notwendig.
Alternativ zur Verwendung eines Trocknungsmediums kann die Feuchtigkeit z.B. durch eine Kühlfalle in der Filtereinheit 71 aus dem Gasstrom entfernt werden.
LMF -Maschinen, in denen die hierin beschriebenen Konzepte eingesetzt werden können, um- fassen beispielsweise die Anlagen„mysint 100",„TruPrint 1000" und„TruPrint 3000".
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.

Claims

Patentansprüche
1. Fertigungsvorrichtung (1) zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils (3) aus einem Pulver (5) mit
einem eine Arbeitsfläche (21) bereitstellenden Fertigungsraum (11), der einen Bauplattformbereich (23 A) und einen Pulverreservoirbereich (23B) umfasst,
einer Strahlquelle (51) zur Erzeugung eines Strahls für die Bestrahlung von Pulver (5) im Bauplattformbereich (23 A) zum schichtweisen Herstellen des Bauteils (3),
einem Pulvervorratsbehälter (25) zum Bereitstellen des Pulvers (5) durch eine Bereits- tellungsöffnung (21B) in der Arbeitsfläche (21) in den Pulverreservoirbereich (23B),
einer Schiebevorrichtung (19) zur Überführung des Pulvers vom
Pulverreservoirbereich (23B) in den Bauplattformbereich (23 A) und
ein Gassystem (41) zum Bereitstellen eines Trocknungsgasstroms (40), der über die Bereitstellungsöffnung (21B) in der Arbeitsfläche (21) zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus einer obersten Lage des Pulvers (5A) strömt.
2. Fertigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, ferner mit
einem Bauzylinder (27), der einen absenkbaren, eine Plattform zur Ausbildung eines Pulverbetts bereitstellenden Stempel (27A) und einen durch die Plattform begrenzten Bauteil- Pulver-Bereich aufweist, der durch eine Bestrahlungsöffnung (21A) in der Arbeitsfläche (21) mit dem Bauplattformbereich (23 A) verbunden ist,
wobei das Gassystem den Trocknungsgasstrom (40) im Wesentlich quer zur Aufreihungsrich- tung der Öffnungen (21A, 21B) in der Arbeitsfläche (21) ausbildet.
3. Fertigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gassystem (41) umfasst: eine Auslassöffnungsstruktur (45 A), insbesondere angeordnet an oder in einer Frontwand (15) oder einer Tür (31) der Fertigungsvorrichtung (1), und
eine Absaugöffnungsstruktur (55), insbesondere angeordnet an oder in einer Rückwand (18) der Fertigungsvorrichtung (1),
wobei die Auslassöffnungsstruktur (45A) und die Absaugöffnungsstruktur (55) an gegenüberliegenden Seiten der Bereitstellungsöffnung (21B) angeordnet sind.
4. Fertigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Auslassöffnungsstruktur (45 A) und/oder die Absaugöffnungsstruktur (55) derart ausgebildet sind, dass sich ein in Richtung Bereitstellungsöffnung (21B) gerichteter, insbesondere laminarer, Strömungsverlauf des Trocknungsgasstroms (42) im Pulverreservoirbereich (23B) ausbildet.
5. Fertigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gas- System (41) ferner als Gaskreislaufsystem ausgebildet ist, das eine Filtereinheit (71) mit einem Trocknungsmedium zum Feuchtigkeitsentziehen aus dem Gas umfasst, und
wobei das Trocknungsmedium insbesondere in einem austauschbaren, und beispielsweise über Ventile (77) abtrennbaren Bauteil (75) im Gaskreislauf angeordnet ist.
6. Fertigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gassystem (41) ferner umfasst
einen Schutzgastank und/oder einen Schutzgasanschluss,
ein Pumpensystem,
Ventile und/oder
Leitungen zum Verbinden der einzelnen Komponenten des insbesondere Argon oder
Stickstoff führenden Gaskreislaufsystems.
7. Fertigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gassystem (41) in einen Hauptgehäuseabschnitt (41A), der beispielsweise unterhalb und hinter dem Fertigungsraum (13) angeordnet ist, und einen, beispielsweise in eine Tür (31) integrierten, (Tür-) Abschnitt (41B) untergliedert ist.
8. Fertigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gassystem (41) ferner zum Bereitstellen eines, insbesondere parallel zum Trocknungsgasstrom (40) strömenden, Partikelabführgasstroms (42) ausgebildet ist, der sich über der Bestrahlungsöffnung (21A) in der Arbeitsfläche (21) zum Abführen von Partikel aus einer Wechselwirkungszone im Bauplattformbereich (23 A) erstreckt.
9. Fertigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit
einer Steuerungseinheit zum Einstellen des Trocknungsgasstroms (40) und insbesondere des Partikelabführgasstroms (42) und/oder
zum Einstellen der Position der Schiebevorrichtung (19) während des Bestrahlungsvorgangs zwischen der Bereitstellungsöffnung (21B) und der Bestrahlungsöffnung (21A) zum räumlichen Trennen des Trocknungsgasstroms (40) vom Bauplattformbereich (23 A) und insbesondere dem Partikelabführgasstrom (42).
10. Fertigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit
einem Wärmestrahler (59) zum Erzeugung einer auf die Bereitstellungsöffnung (21B), und insbesondere auch auf die Bestrahlungsöffnung (21A), gerichtete Wärmestrahlung,
wobei der Wärmestrahler (59) ferner insbesondere im Fertigungsraum (11) im Bereich oberhalb der Bereitstellungsöffnung (21B) angeordnet ist.
11. Verfahren zur Trocknung von Pulver (5) für die generative Fertigung mit den Schritten:
Bereitstellen einer Menge an frischem Pulver oberhalb einer Bereitstellungsöffnung (21B) in einer Arbeitsfläche (21) und
Bereitstellen eines Trocknungsgasstroms (40), der über die Bereitstellungsöffnung (21B) in der Arbeitsfläche (21) zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus einer obersten Lage des Pulvers (5A) strömt.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei
das Bereitstellen der Menge an frischem Pulver durch schrittweises Anheben einer Pulvervorratsmenge über die Arbeitsfläche (1) durch die Bereitstellungsöffnung (21B) erfolgt, das Bereitstellen des Trocknungsgasstroms (40) zeitgleich mit einem Pulverbestrahlungsvorgang bei einer Bestrahlungsöffnung (21A) erfolgt und/oder
der Trocknungsgasstrom (40) im Wesentlich quer zur Aufreihungsrichtung der Öffnungen (21A, 21B) in der Arbeitsfläche (21) strömt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, ferner mit dem den Trocknungsvorgang unterstützenden Schritt:
Heizen der oberhalb der Bereitstellungsöffnung (21B) bereitgestellten Menge an frischem Pulver (23B) von oben, insbesondere durch Einstrahlen von Wärmestrahlung auf die Bereitstellungsöffnung (21B), und insbesondere auch auf die Bestrahlungsöffnung (21A), in der Arbeitsfläche (21) zum Erwärmen der obersten Lage des Pulvers (5A).
PCT/EP2017/065453 2016-06-24 2017-06-22 Pulvertrocknung bei der generativen fertigung WO2017220744A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780039282.8A CN109475937A (zh) 2016-06-24 2017-06-22 在增材制造时的粉末干燥装置
EP17733423.2A EP3475015A1 (de) 2016-06-24 2017-06-22 Pulvertrocknung bei der generativen fertigung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016111660.2 2016-06-24
DE102016111660.2A DE102016111660A1 (de) 2016-06-24 2016-06-24 Pulvertrocknung bei der generativen Fertigung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017220744A1 true WO2017220744A1 (de) 2017-12-28

Family

ID=59227726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/065453 WO2017220744A1 (de) 2016-06-24 2017-06-22 Pulvertrocknung bei der generativen fertigung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3475015A1 (de)
CN (1) CN109475937A (de)
DE (1) DE102016111660A1 (de)
WO (1) WO2017220744A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3578342A1 (de) * 2018-06-07 2019-12-11 Nabtesco Corporation Modellierungsvorrichtung
WO2021115994A1 (de) 2019-12-12 2021-06-17 Realizer Gmbh Aktive klimatisierung in slm-prozessen
DE102021110137A1 (de) 2021-04-21 2022-10-27 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum messen einer einströmleckrate einer vorrichtung zur generativen fertigung und vorrichtung zur generativen fertigung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020027817A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Moisture content adjustments in build material transport paths
DE102019121658A1 (de) * 2019-08-12 2021-02-18 Röchling Automotive SE & Co. KG Vorrichtung mit einer Klimakammeranordnung zum Ausführen eines Schmelzschichtungsverfahrens
US11633917B2 (en) * 2019-11-25 2023-04-25 Robert Bosch Gmbh Laser additive manufacturing control system and method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006014835A1 (de) 2006-03-30 2007-10-04 Fockele, Matthias, Dr. Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem Werkstoff
WO2010007394A1 (en) 2008-07-18 2010-01-21 Mtt Technologies Limited Manufacturing apparatus and method
DE102010052206A1 (de) 2010-11-10 2012-05-10 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten
EP2732890A2 (de) 2012-11-20 2014-05-21 Sisma S.p.A. Maschine zur Herstellung dreidimensionaler Objekte aus pulverförmigen Materialien
US9156056B2 (en) 2008-08-05 2015-10-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Apparatus for producing an integrally laminated three-dimensional object by repeating formation of powder layer and solidified layer
US20150290710A1 (en) * 2012-11-06 2015-10-15 Ulf Ackelid Powder pre-processing for additive manufacturing
EP2992986A1 (de) 2014-09-03 2016-03-09 SLM Solutions Group AG Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Werkstücken durch schichtweises Aufbauverfahren mit einer Trockenvorrichtung
EP3023228A1 (de) 2014-11-24 2016-05-25 Trumpf Sisma S.r.l. Gasstrom in einer generativen Herstellungsvorrichtung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2961549B1 (de) * 2013-02-27 2021-03-17 SLM Solutions Group AG Vorrichtung und verfahren zum herstellen von werkstücken mit massgeschneiderter mikrostruktur
US11077607B2 (en) * 2013-10-21 2021-08-03 Made In Space, Inc. Manufacturing in microgravity and varying external force environments
DE102014203711A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 MTU Aero Engines AG Erzeugung von Druckeigenspannungen bei generativer Fertigung
GB201410484D0 (en) * 2014-06-12 2014-07-30 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and a flow device for use with such apparatus
CN204194800U (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 华南理工大学 一种金属3d打印机密封舱气氛除氧及循环净化设备
CN104353832B (zh) * 2014-10-24 2016-10-05 华南理工大学 一种金属3d打印机密封舱气氛除氧及循环净化方法及设备
EP3015197B1 (de) * 2014-10-30 2017-03-08 MTU Aero Engines GmbH Vorrichtung zur Herstellung oder Reparatur eines dreidimensionalen Objekts

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006014835A1 (de) 2006-03-30 2007-10-04 Fockele, Matthias, Dr. Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem Werkstoff
WO2010007394A1 (en) 2008-07-18 2010-01-21 Mtt Technologies Limited Manufacturing apparatus and method
US9156056B2 (en) 2008-08-05 2015-10-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Apparatus for producing an integrally laminated three-dimensional object by repeating formation of powder layer and solidified layer
DE102010052206A1 (de) 2010-11-10 2012-05-10 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten
US20150290710A1 (en) * 2012-11-06 2015-10-15 Ulf Ackelid Powder pre-processing for additive manufacturing
EP2732890A2 (de) 2012-11-20 2014-05-21 Sisma S.p.A. Maschine zur Herstellung dreidimensionaler Objekte aus pulverförmigen Materialien
EP2992986A1 (de) 2014-09-03 2016-03-09 SLM Solutions Group AG Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Werkstücken durch schichtweises Aufbauverfahren mit einer Trockenvorrichtung
EP3023228A1 (de) 2014-11-24 2016-05-25 Trumpf Sisma S.r.l. Gasstrom in einer generativen Herstellungsvorrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEINGARTEN ET AL.: "Formation and reduction of hydrogen porosity during selective laser melting of AlSil 0Mg", JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY, vol. 221, 2015, pages 112 - 12

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3578342A1 (de) * 2018-06-07 2019-12-11 Nabtesco Corporation Modellierungsvorrichtung
WO2021115994A1 (de) 2019-12-12 2021-06-17 Realizer Gmbh Aktive klimatisierung in slm-prozessen
DE102021110137A1 (de) 2021-04-21 2022-10-27 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum messen einer einströmleckrate einer vorrichtung zur generativen fertigung und vorrichtung zur generativen fertigung

Also Published As

Publication number Publication date
CN109475937A (zh) 2019-03-15
DE102016111660A1 (de) 2017-12-28
EP3475015A1 (de) 2019-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017220744A1 (de) Pulvertrocknung bei der generativen fertigung
DE102006053121B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes mittels eines Beschichters für pulverförmiges Aufbaumaterial
DE102007009273C5 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes aus einem verfestigbaren Material
EP3174691B1 (de) Verfahren, vorrichtung und steuereinheit zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
EP1358059B1 (de) Vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts enthaltend eine vorrichtung zur behandlung von pulver und verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
DE102016121490A1 (de) Homogene absaugung bei der generativen fertigung
EP3482939B1 (de) Siebbereitstellungssystem
EP3083207A1 (de) 3d-druckverfahren mit schnelltrockenschritt
EP3069816A2 (de) Verfahren und anlage zur additiven fertigung unter verwendung eines drahtförmigen werkstoffs
DE102017222645A1 (de) Einrichtung zur Schutzgaszufuhr und Erwärmung und/oder Pulverzufuhr sowie Vorrichtung und Verfahren zur additiven Herstellung von Bauteilen und Bauteil
WO2009010034A2 (de) Verfahren zum herstellen dreidimensionaler bauteile
DE102007040755A1 (de) Lasersintervorrichtung sowie Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch selektives Lasersintern
EP1771267A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum auftragen von schichten eines pulverförmigen materials auf eine oberfläche
DE102007057450A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes aus einem verfestigbaren Material
EP3579998B1 (de) Erhöhung der oberflächenqualität
EP3706939B1 (de) Absaugung bei der generativen fertigung
DE102016012116A1 (de) Verfahren zur generativen Fertigung eines 3-dimensionalen Bauteils
WO2017080659A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
EP3658315A1 (de) Verfahren zum bestrahlen einer pulverschicht in der additiven herstellung mit kontinuierlich definierten herstellungsparametern
EP3628035A1 (de) Verfahren zum abkühlen eines dreidimensionalen bauteils und abkühlvorrichtung
EP4072755B1 (de) Aktive klimatisierung in slm-prozessen
DE102019212679A1 (de) Bereitstellungsmodul für eine 3D-Druckmaschine
EP4197628A1 (de) Mischvorrichtung zum herstellen einer pulvermischung
DE102018214626A1 (de) Additives Fertigungsverfahren zur Herstellung eines metallhaltigen Objekts
WO2021069003A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von 3d-formteilen mittels hochleistungsstrahler

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17733423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017733423

Country of ref document: EP

Effective date: 20190124