WO2018206581A1 - Position-specific input of energy - Google Patents

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WO2018206581A1
WO2018206581A1 PCT/EP2018/061875 EP2018061875W WO2018206581A1 WO 2018206581 A1 WO2018206581 A1 WO 2018206581A1 EP 2018061875 W EP2018061875 W EP 2018061875W WO 2018206581 A1 WO2018206581 A1 WO 2018206581A1
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Ludger HÜMMELER
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Eos Gmbh Electro Optical Systems
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for providing control data for a generative layer construction device, a correspondingly adapted generative layer construction method, a suitably adapted generative layer construction device, a correspondingly adapted computer program and a correspondingly adapted computer-readable storage device.
  • Generative layer construction devices and related methods are generally characterized by fabricating objects in them by solidifying a shapeless building material layer by layer.
  • the solidification can be brought about, for example, by supplying heat energy to the building material by irradiating it with electromagnetic radiation or particle radiation (eg laser sintering (SLS or DMLS) or laser melting or electron beam melting) or by inducing a crosslinking reaction in the building material (eg stereolithography).
  • electromagnetic radiation or particle radiation eg laser sintering (SLS or DMLS) or laser melting or electron beam melting
  • SLS or DMLS laser sintering
  • electron beam melting eg stereolithography
  • WO 2015/091875 AI proposes to determine the scanning time of the material along the longest scan line occurring in the hatching of the object cross section and to insert a waiting time for all shorter scan lines before or after the scanning of the scan line, so that the sum of sampling time a scan line and waiting time always corresponds to the sampling time for the longest scan line.
  • a method and an apparatus by means of which objects can be produced in a short time with high quality by means of a generative layer construction method, in particular an "additive manufacturing" method.
  • the object is solved by a computerized method according to claim 1, a generative layer construction method according to claim 14, an apparatus according to claim 15, a computer program according to claim 17 and a computer readable memory device according to claim 18.
  • Further developments of the invention are claimed in the dependent claims.
  • a device according to the invention can also be developed by features of the method according to the invention characterized below or in the dependent claims, and vice versa.
  • the features described in connection with a device according to the invention can also be used for the development of another device according to the invention, even if this is not explicitly stated.
  • a computer aided method of providing control data to a generative layer building apparatus for fabricating a three-dimensional object wherein the object is fabricated by the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by applying radiant energy to locations in each layer corresponding to the layer Assigned cross section of the object in this layer by these sites are scanned by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values with energy radiation, has a first step Sl, in which a number of layer records is accessed, wherein a layer data set each a data model of a has during the production selectively to be consolidated building material layer and in the data model an object cross-section corresponding locations are marked, where an Verfes tion of the building material in the appropriate layer to take place.
  • the method is characterized in that in a second step S2 in at least one data model of a layer data set at at least one output point at which a solidification is to take place, the time interval between the time of sampling this output point and the time of sampling another designated location in is determined in a third step S3, the number of layer data sets is changed such that the value of an energy input parameter for the scanning process is determined in accordance with the number of layer data sets, preferably another identified point in the layer data record.
  • stung the at least one output point and / or the value of an energy input parameter for the scanning of the other marked location is specified in dependence on the size of their time interval and in a fourth step S4 the modified layer data sets in the third step as control data for the production of the three-dimensional object means the generative layer building apparatus are provided.
  • Generative layer construction devices and methods to which the present invention relates are, in particular, those in which energy, such as electromagnetic radiation or particle radiation, is selectively applied to a layer of the building material to thereby heat the building material.
  • the energy input device may for example comprise a laser or an electron beam source.
  • the building material is partially or completely melted by means of the energy introduced by the radiation, whereby the constituents of the building material (for example powder grains) connect to one another. After cooling, the building material is then present as a solid. Since the transitions between superficial melting (sintering) and complete melting (melting) are fluid, the terms "sintering" and “melting” are used synonymously in the present application and do not distinguish between sintering and melting.
  • various materials can be used, preferably powders or pastes or gels, in particular metal powders, but also plastic powders, ceramic powders or sand, whereby the use of filled or mixed powders is also possible.
  • Control data in the sense of the present application are specifications or specifications on the basis of which the production process of an object can be controlled by means of a generative layer construction device.
  • Such control of the manufacturing process is usually done by means of a control instruction set (often referred to as a control data set), which is a sequence of instructions to apply layers of building material one after the other and areas of the respective layers corresponding to the cross section of an object to be manufactured, to irradiate with energy radiation to solidify the building material.
  • a control data set is based on a computer-based model of the object (s) to be produced, preferably a CAD model.
  • the control data record specifies, for each build-up material layer during production, the points at which solidification of the build-up material is to be effected by irradiation.
  • a control data set often also specifies the thickness of the layer application and moreover often also contains production-specific information, for example with regard to the position and orientation of the objects in the generative layer construction device or with respect to a diameter of the energy beam bundle when hitting the building material.
  • the control data set contains all the data required for controlling the energy input device, which, inter alia, defines the energy density of the energy radiation and optionally the travel speed of the beam bundle via the building material.
  • the control data set can thus be regarded as a totality of all control data predetermined for the control of the production process in a generative layer building apparatus.
  • the control data related to a single layer are also referred to as a shift data record.
  • a shift data record is therefore a data record which contains a data model of a build material layer to be consolidated at the locations of an object cross section during the production process.
  • Such a shift record is usually generated in layers of a CAD model of the object to be produced (referred to in the jargon as "slicing").
  • the layer data record may, but need not, contain further information regarding the production of the object cross section, eg the layer thickness, the diameter of a beam impinging on the building material, etc.
  • a number of shift records are read from a memory or the data corresponding to the number of shift records is received over a network.
  • the data models of all building material layers to be selectively solidified during production have to be read together (ie simultaneously). It is also possible that there is a larger time interval between the accesses to the data models of different layers, for example, the data model of a building material layer (a layer data set) is read in each case as needed during a manufacturing process of an object and then a modified layer material record for the building material layer during the Manufacturing process is integrated into the control record.
  • a change in the number of data records refers to the fact that shift records themselves are changed and not their number.
  • layer data sets modified according to the third step need not be provided individually for a generative layer construction process. Rather, several modified shift records can be collected first and then provided in their entirety for integration into a control record.
  • an energy amount which is exactly adequate for this location can be incorporated into the building material for solidification of the same. will wear.
  • the actual conditions at a point at which energy is to be entered ie in particular the temperature at this point, are taken into account. This is achieved by taking into account the points in time and places where energy was introduced into the building material for the determination of the amount of energy to be entered at a certain point.
  • the invention takes into account that after a successful energy input, the heat energy supplied to the building material by heat conduction and thermal radiation propagates over time to areas away from the irradiated point.
  • the time interval is therefore taken into account for the dimensioning of the energy amount to be supplied to at least one other point at which energy has already been supplied. If solidification of the other marked point is provided only after solidification of the exit point, alternatively the energy to be entered can be adjusted (as it were anticipatory) already at the exit point. Of course, the energy to be entered can also be adapted to the time interval both at the starting point and at the other marked point, eg in both places to the same extent.
  • the points which have a very short time interval to the point to be irradiated lie in the same cross section of the object. Nevertheless, even locations in already completely irradiated object cross-sections can influence the temperature at a point still to be irradiated. For example, it may happen that an already completely irradiated object cross-section in the layer immediately below the point to be irradiated still contains a lot of heat energy, which is emitted upward.
  • the inventive approach is therefore not limited to the consideration of marked for solidification points within the same object cross-section.
  • the determination of the time interval between the time of sampling one exit point and the time of the scanning of another point marked for solidification is possible if in the number of shift data sets not only the locations at which solidification of the construction material is to take place are indicated also the chronological order in which these places are to be irradiated.
  • the time sequence but also the time intervals on a time scale (preferably in real time) are specified for the locations to be irradiated in the number of shift data sets.
  • the method determines the locations at which time intervals of the scan are determined , previously performed a temporal order of the scan and possibly also an assignment of the sampling times to a time scale.
  • One possible energy input parameter to be changed is the energy density, ie the radiation energy per unit area of the energy radiation used for scanning the building material, another exemplary parameter being the speed of the sampling of the building material.
  • the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location and / or the value of an energy input parameter for the sampling of the other identified location is preferred as a function of the size of the spatial distance between them and / or depending on the type and the nature of the building material specified at one of these locations. Since the sites to be consolidated are defined in the layer data records or the corresponding data models of a building material layer, it is possible to determine spatial distances between sites to be consolidated.
  • the heat transfer can be specifically determined between the two points within a certain time and for the determination at the exit point energy to be used, if this starting point is solidified after the other designated point.
  • the determined heat transfer can be used for determining the energy to be registered at the other designated location, provided that it is solidified after the exit point.
  • the amount of energy to be entered can be set very precisely.
  • the time within which points assigned to the cross sections of the object in the layers are scanned with energy radiation is preferably subdivided into time segments of preferably equal size, and a time interval between the time intervals respectively assigned to the positions is determined.
  • a time scale is introduced at which the times for scanning different locations in the number of shift records are determined.
  • the time scale is the real time during the construction process. It is conceivable, for example, to provide places to be consolidated in a data model with a time stamp which determines the time of their consolidation.
  • minimal large time intervals are introduced in this procedure, so to speak introduced a granularity of time. This means that the same solidification time, ie the same period of time on the time scale, is assigned to different points to be solidified in succession. This reduces the amount of data to be processed. Furthermore, this simplifies the determination of time intervals, since a time interval is not determined for all locations must be, but only a time interval between two periods, which then applies to all of these periods assigned locations.
  • a corresponding time scale is not yet present in a data model of a shift data record which is accessed in the first step S 1, such a time scale is added to the data model or a time scale already existing in the data model is modified accordingly before time intervals are determined.
  • the value of an energy input parameter for scanning the other identified location is determined as a function of the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location and / or, in particular if the at least one output location is assigned a later time segment than the other identified location, in step S3 the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location is defined as a function of the value of an energy input parameter for the sampling of the other identified location ,
  • an amount of energy to be entered can be exactly matched to the energy amounts already entered elsewhere.
  • a dynamic adaptation of the amounts of energy to be registered becomes possible if the method is carried out for a plurality of locations, in particular all locations which are to be solidified in an object, in particular within an object cross-section.
  • a slice data record is accessed in which a sampling of the locations of at least one subregion of the object cross section is specified with at least one energy beam bundle by specifying temporally successive scan lines for the movement of the at least one energy beam bundle, W
  • the shift data record is modified in such a way that different values of an energy input parameter for the scanning of the at least two different output points and / or different values of an energy input parameter for the scanning of the respective neighboring points are specified for different time intervals, and
  • the layer data set modified in the third step is provided for the control of the production of the three-dimensional object by means of the generative layer construction device.
  • the method can be used particularly advantageously if, during scanning of the building material at points corresponding to an object cross-section, an energy beam is moved in scanning lines (scan lines) similar to the hatching of a surface over the building material (also referred to as "hatching” in technical jargon).
  • the energy beam can be moved to scan lines parallel to the contour of a partial region of the object cross-section (referred to in the jargon as "onion-ring hatching" or “onion-ring-like exposure") or else on a spiral path.
  • beam is intended to express that not only are rays that have a small cross section when hitting the building material, but also rays that have, for example, a linear cross-section or even radiation that at the same time in a larger area of the building material (So flat) is registered.
  • an energy density specified for the corresponding energy beam bundle always refers to the energy density averaged over the impact surface.
  • the present invention can be advantageously used in the presence of only one energy beam.
  • the neighboring sites are preferably other sites marked for solidification which lie on a temporally subsequent second scan line.
  • the amount of energy to be entered at the exit point or the neighboring point is determined as a function of the time interval between these two points, which are located on temporally successive scan lines, in particular on temporally consecutive scan lines.
  • the respective adjacent location on the temporally subsequent second scan line is selected within a range of a predetermined dimension around that point on the second scan line at which a solder built at the exit location on the first scan line is second consecutive Scan line intersects.
  • the just-mentioned predetermined dimension is 40%, more preferably 20%, even more preferably 10% of the distance between the exit point and the point on the second scan line, at which a solder built at the exit point on the first scan line intersects the temporally subsequent second scan line.
  • the ideal neighbor location to use for the method would be at the intersection of the solder with the second scan line.
  • the neighboring point lies within an area on the second scan line whose extension depends on the distance between the starting point and the intersection of the solder with the second position.
  • different amounts of radiation energy to be entered per unit area are preferably specified at the at least two different output locations and / or the respective neighboring locations.
  • the amount of energy to be entered is adjusted by adjusting the energy density in the beam, that is to say the radiation energy per unit area.
  • the energy density is normally used as the mean value of the radiation energy per unit area, for example by using e.g. the amount of energy in the beam is divided by the area of the point of impact of the radiation on the building material.
  • the specified amount of radiant energy to be input per unit area monotonically coincides with the determined time intervals and is in particular specified the lower the shorter the time interval.
  • different movement speeds of an energy beam are specified for different time intervals at the at least two different output locations and / or the respective neighboring locations.
  • the amount of energy to be entered at one point is adjusted by a change in the speed of movement of the energy beam. Due to the faster movement of the energy beam over the building material less energy is entered because the irradiation time is shorter, even if the energy density of the energy beam does not change. In this case, however, a change in the movement speed will lead to the solidification points associated with the individual points being changed as a result of the change in the movement speed. A change in the movement speed will therefore go hand in hand with a recalculation of the solidification times or the time periods assigned to them for the not yet solidified points from the time at which the movement speed of the energy beam is changed.
  • the specified movement speed of an energy beam bundle preferably increases monotonically as the time interval decreases, and in particular, the higher the shorter the time interval, the higher the specified movement speed.
  • the first scan line and the temporally subsequent second scan line are substantially parallel next to each other. This is the usual approach to behaving.
  • the at least one first scan line or the temporally subsequent second scan line runs along a section of the contour of an object cross section.
  • the first and the temporally subsequent second scan line do not necessarily have to run both inside an object cross-section.
  • the temporal proximity of the irradiation of two different locations of an object cross section is also relevant to the contour of an object cross section, where normally a scan line runs along a section of the contour of the object cross section. Accordingly, in this particular embodiment of the variant of the procedure, the temporal influence between a scan line in the interior of an object cross section and a scan line on the contour of the object cross section can also be taken into account.
  • scanning of the locations of the at least one subarea of the object cross section is preferably specified with the aid of adjoining, preferably rectangular or square, exposure areas, wherein in an exposure area during the scanning of the building material with energy radiation, an energy beam is moved in parallel scanning lines over the building material in the partial area.
  • the construction material can be scanned with scan lines of the same length, for example by aligning the scan lines all parallel to one side of a rectangular exposure area. In the event that the extent of an object section is smaller than the resulting constant scan line length, of course, this section with shorter scan line is to solidify the build-up material in this section. If the building material is scanned within an object cross-section with the aid of preferably rectangular or square exposure areas, then the method of determining time intervals between different locations to be irradiated can be carried out, in each case, for an exposure area.
  • the determination of the time intervals between locations is particularly simple in this case, for example by determining the time interval between two points on adjacent scan lines which the have substantially the same distance to a lying perpendicular to the scan lines side of the exposure area.
  • "timestamps" which refer to the beginning of the scan of the chronologically preceding scan line are provided.
  • the solidification times for the locations on the subsequent scan line with respect to the time zero point are set at the beginning of the scan of the preceding scan line.
  • time intervals can also be determined between points to be irradiated, which lie in different exposure ranges. In this way, in particular where exposure areas adjoin one another, a more homogeneous solidification can be ensured, since the influence of the temperature of a site to be solidified can be taken into account by solidification processes in the adjacent exposure area.
  • a scan of the locations of the at least one subregion of the object cross section by means of a single energy beam bundle is specified in a layer data record which was accessed in the first step S1.
  • the method can be realized in a particularly simple manner, in particular, if the solidification takes place within at least one subarea of the object cross section with only a single energy beam bundle, since then only the energy to be entered for only one energy beam bundle is to be specified.
  • a generative layer construction method for producing at least one three-dimensional object, wherein in the generative layer construction method the at least one object is produced by applying a building material layer-by-layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer corresponding to the cross-section of the object therein Layer by scanning these locations by means of an energy input device according to a set of energy input parameters with energy radiation, includes a computer-assisted method according to the invention for the provision of control data.
  • a device for providing control data for a generative layer building apparatus for producing a three-dimensional object, wherein the object is produced by means of the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer, the cross section of the object in that layer by scanning these locations with energy radiation by means of the energy input device according to a set of energy input parameters, comprises a data access unit adapted to access a number of layer data sets, one layer data set each having one data model during manufacture having selectively build-up material layer, wherein in the data model an object cross-section corresponding locations are marked, in which a solidification of the electronicsbaum erials should take place in the appropriate shift.
  • the device is characterized by a time difference determination unit which is designed in at least one data model of a shift data set at at least one output point at which solidification is to take place, to determine the time interval between the time of sampling of said output point and the time of scanning of another identified location in the number of shift data sets, a shift data record modification unit, which is adapted to specify the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location and / or the value of an energy input parameter for the sampling of the other identified location as a function of the size of the time interval, and a slice data set provision unit which is designed layer data sets modified by the layer data set modification unit to provide control data for the production of the three-dimensional object by means of the generative layer construction device.
  • the provision of layered data sets modified in the third step for the production of the three-dimensional object can also be such that the layer data record preparation unit itself integrates the modified layer data record into a control data record for the generative layer construction device.
  • provision also includes forwarding one or more layer data sets to a data processing device which integrates the one or more layer data sets into a control data record, or a direct forwarding to a generative layer construction device.
  • a generative layer building apparatus for producing a three-dimensional object, wherein the object is produced by the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer associated with the cross section of the object in that layer in that these points are scanned by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values with energy radiation, has an inventive device for providing control data.
  • a computer program according to the invention has program code means for carrying out all the steps of a method according to the invention for providing control data when the computer program is executed by means of a data processor, in particular a data processor cooperating with a generative layer construction device.
  • Interaction means here that the data processor is either integrated into the generative layer construction device or can exchange data with it.
  • the implementation of the inventive method for providing control data and the associated device by means of software allows easy installation on different computer systems at different locations (for example, the creator of the design of the object or the operator of the generative layer building apparatus).
  • the computer program according to the invention is stored.
  • the storage device may be a portable storage medium, but in particular may also be a memory present in a generative layer construction device or the energy input device.
  • FIG. 1 shows a schematic, partially sectional view of an exemplary apparatus for generatively producing a three-dimensional object according to an embodiment of the invention
  • 3a and 3b each show a schematic plan view of a region of an object cross-section to illustrate a possible procedure according to the invention, W
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a region of an object cross-section to illustrate a further possible procedure according to FIG.
  • Fig. 6 shows the schematic structure of an apparatus for providing control data.
  • a generative layer construction device according to the invention will first be described below, using the example of a laser sintering melting device, with reference to FIG. 1.
  • the laser sintering or laser melting device 1 contains a process chamber or construction chamber 3 with a chamber wall 4.
  • a process chamber or construction chamber 3 with a chamber wall 4.
  • an upwardly open building container 5 with a container wall 6 is arranged in the process chamber 3.
  • a working plane 7 is defined by the upper opening of the construction container 5, wherein the area of the working plane 7 which lies within the opening and which can be used to construct the object 2 is referred to as construction field 8.
  • a movable in a vertical direction V carrier 10 is arranged, on which a base plate 11 is mounted, which closes the container 5 down and thus forms its bottom.
  • the base plate 11 may be a plate formed separately from the carrier 10, which is fixed to the carrier 10, or it may be formed integrally with the carrier 10.
  • a building platform 12 can still be mounted on the base plate 11 as a construction base on which the object 2 is built up.
  • the object 2 can also be built on the base plate 11 itself, which then serves as a construction document.
  • Fig. 1 is to be formed in the container 5 on the building platform 12
  • the laser sintering or melting apparatus 1 further comprises a reservoir 14 for a building material 15, in this example an electromagnetic radiation solidifiable powder, and a coater 16 movable in a horizontal direction H for applying the building material 15 within the construction field 8 the process chamber 3 a heating device, eg a radiant heater 17 may be arranged, which serves to heat the applied building material.
  • a heating device eg a radiant heater 17 may be arranged, which serves to heat the applied building material.
  • radiant heater 17 for example, an infrared radiator can be provided.
  • the exemplary generative layer building apparatus 1 further comprises an exposure device 20 with a laser 21, which generates a laser beam 22, which is deflected by a deflection device 23 and by a focusing device 24 via a coupling window 25, which is attached to the top of the process chamber 3 in the chamber wall 4 is focused on the working level 7.
  • the laser sintering device 1 includes a control device 29, via which the individual components of the device 1 are controlled in a coordinated manner for carrying out the building process.
  • the control device may also be mounted partially or completely outside the device.
  • the controller may include a CPU whose operation is controlled by a computer program (software).
  • the computer program can be stored separately from the device on a storage medium from which it can be loaded (for example via a network) into the device, in particular into the control device.
  • the carrier 10 is lowered layer by layer by the control device 29, the coater 16 is actuated to apply a new powder layer and the deflection device 23 and optionally also the laser 21 and / or the focusing device 24 are activated. controlled to solidify the respective layer at the locations corresponding to the respective object by means of the laser by scanning these locations with the laser.
  • an exposure apparatus may include one or more gas or solid state lasers, or any other type of laser, such as a laser.
  • Laser diodes in particular Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs) or Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers (VECSELs), or a line of these lasers.
  • VCSELs Vertical Cavity Surface Emitting Lasers
  • VECSELs Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers
  • the specific structure of a laser sintering or melting apparatus shown in Fig. 1 is therefore exemplary only for the present invention and can of course be modified, especially when using a different exposure device than the one shown.
  • the term "beam" is often used in the following synonymous with "beam”.
  • a production process proceeds in such a way that the control unit 29 processes a control data record (often also referred to as a control instruction set).
  • a control data record (often also referred to as a control instruction set). The procedure according to the invention will be described below by way of example with reference to FIGS. 2 to 6.
  • a generative layer construction control data providing apparatus 100 includes a data access unit 101, a time difference detection unit 102, a layer data set modification unit 103, and a layer data record preparation unit 104.
  • the operation of the control data providing apparatus 100 will be described with reference to FIG. 5.
  • Figs. 2 to 4 serve to further illustrate.
  • the data access unit 101 accesses a number of layer data sets, each of which has a data model of a building material layer to be selectively solidified during fabrication.
  • this is step S1.
  • locations of the layer to which building material is to be solidified are marked corresponding to an object cross-section.
  • an energy beam eg a laser beam
  • step S2 shown in FIG. 5 in at least one data model of a shift data set at at least one output point PI at which solidification is to take place, the time difference between the time of sampling of this output point PI and the time of the Scanning another location Nl, which is identified in the data model as a point to be solidified determined.
  • the exact procedure is explained by way of example in FIG. 3a.
  • 3a shows a plan view of a partial region of an object cross-section to be solidified, specifically two adjacent scan lines 54a and 54b, along which the energy beam, also referred to below as laser beam, is to be moved during scanning of the building material.
  • the energy beam also referred to below as laser beam
  • FIG. 3 a such an assignment to a time scale provides, by way of example, such that different time intervals 154 are assigned to the different locations on a scan line.
  • the direction in which the scan lines 54a and 54b are traversed is indicated by arrows in FIG.
  • the scan line 54a is thus initially passed through at its upper end in the drawing representation. Associated with this region of the scan line is a first time segment 154, which is illustrated by the numeral "1" to the right of the scan line 54a. As the scanning line is advanced, further portions on the scan line are assigned a second to fifteenth period (again represented by the numerals "2" to "15") so that the scan line 54a is completely scanned after fifteen time periods.
  • a time interval 154 is assigned to a plurality of locations on a scan line, and in each case to the locations between horizontal lines 154 h, shown dashed in FIG. 3 a.
  • the amount of time that passes through a period 154 may be selected to correspond to the actual amount of time required for the laser beam to pass through the corresponding portion of the scan line during the manufacturing process of the object.
  • the time periods 154 are chosen so that the time periods associated with them are all the same. This simplifies the procedure.
  • the scan line 54b is also allocated time segments 154, namely a seventeenth to thirty-first period of time (the numbering of the time segments should indicate the chronological order in which they are run). It is therefore obvious that the scan line 54b should be timed after the scan line 54a. It can be seen at the arrowhead of the scan line 54a a dashed arcuate arrow 154s, which illustrates an offset of the laser beam without exposure, so a jump point. In addition to the discontinuity 154s, the numeral "2" indicates that two time segments are required for the offset of the laser beam. Therefore, the exposure of the scan line 54b also starts at the seventeenth time period.
  • the time difference determination unit 102 determines the time difference 155 between a section on the first scan line 54a and a section on the scan line 54b.
  • an exit point PI is marked on the scan line 54a, which, together with other locations, is assigned the eleventh time period for an exposure
  • a location N1 is marked, which, together with other locations, the twenty-first time interval for an exposure is assigned.
  • the time difference determination unit 102 now determines, for the locations PI and Nl, a time difference of ten sections, which lies between the exposures of the two locations.
  • Such a temporal difference is preferably determined for all time segments which lie opposite one another on the two mutually parallel scan lines 54a and 54b.
  • the corresponding results are shown as numbers in the middle between both scan lines (reference numeral 155), the numerical value indicating the time difference between the exposure times on the first scan line 54a and the second scan line 54b.
  • the layer data set modification unit 103 now either changes an energy input parameter for the scanning of the first scan line 54a and / or the second scan line 54b.
  • the extent of the modification of the energy input parameter (s) depends on the value of the time difference 155. As can be seen in Fig. 3a, the time difference is very small, especially at the jump point 154s. There, therefore, the areas exposed in the fifteenth period on the scan line 54a and the areas exposed in the seventeenth period are exposed on the scan line 54b immediately after one another.
  • the layer data set modification unit in the data model will specify that either the originally intended energy density of the laser beam in scanning the scan line 54a and / or the energy density (beam energy per unit area) is lowered with the scanning of the scan line 54b with the laser beam since in scanning the places in the seventeenth period still very much residual heat is present, the sampling along the first scan line 54a in the fifteenth period.
  • the time difference 155 between the first time period and the thirty-first time period is thirty time periods, so that only a small or negligible amount of residual energy resulting from the solidification in the first time period is present in the thirty-first time period upon solidification.
  • the slice data modification unit 103 will lower the energy density only slightly or not at all in relation to the originally intended energy density.
  • the originally intended energy density of the energy beam bundle (“standard energy density”) is generally based on empirical values for the generative layer building apparatus used for production and a building material used. Also with regard to the shape and size of the objects to be produced, the person skilled in the art knows in advance which energy density is to be selected preferably at a location of an object cross section. If necessary, values to be used for the standard energy density can also be determined during preliminary tests.
  • a change in the energy density of the energy beam bundle can be accomplished, for example, by reducing the power of the laser source or electron beam source, by changing the control of the radiation energy source, for example a change in the laser pulse width in a pulsed laser, etc.
  • the layer data record providing unit 104 finally provides the layer data set modified in step S3 for production by means of the generative layer building apparatus, for example for integration into a control instruction set thereof.
  • FIG. 3a shows as an example the ideal case in which two scan lines are the same length and parallel to each other and exactly opposite each other.
  • This ideal case is when a rectangular or square object cross-section is solidified and the scan lines are parallel to one of the sides of the rectangle or square.
  • this ideal case is important for hardening strategies in which a plurality of exposure areas are assigned to an object cross-section to be solidified or at least a sub-area thereof.
  • FIG. 2 shows by way of example a rectangular object cross section 50.
  • the object cross section 50 in FIG. 2 consists of an inner region 52 and a contour line 51.
  • the contour line 51 is usually solidified by traversing the contour of the object cross section by means of a solidification beam
  • the inner region 52 exposure region for the exposure region is scanned.
  • Fig. 2 only two exposure areas 53 are shown, which have a rectangular shape in the example.
  • the entire inner area 52 can be covered with such exposure areas 53, even if, for reasons of clarity, only two exposure areas 53 are shown.
  • the energy beam (e.g., a laser beam) is moved across the build material in scan lines 54 substantially parallel to each other.
  • each of the two exposure areas 53 would be scan-scanned line by line from left to right, with two adjacent scan lines respectively being traversed in opposite directions.
  • an exposure area 53 projects beyond the interior area 52 at its edge, of course only the building material in the exposure area 53, which is also inside the interior area 52, is scanned and solidified.
  • 3b illustrates the procedure when scan lines have different lengths and are not exactly opposite each other.
  • Such a constellation can occur in the case of complex, non-rectangular object cross sections or in cases in which, in FIG. 2, an exposure area 53 projects beyond a non-rectangular object cross section.
  • Fig. 3b The procedure in Fig. 3b is similar to that of Fig. 3a. Again, individual sections of a scan line are assigned time sections 154.
  • the scan line 56a is scanned in front of the scan line 56b and this in front of the scan line 56c. Accordingly, analogously to the procedure in FIG. 3 a, the scan line 56 a is assigned the first to the tenth time segment. In the transition from the scan line 56a to the scan line 56b, the solidification beam must be moved over a longer distance than in Fig. 3a.
  • the scan line 56b is assigned the thirteenth to twentieth time segments and, after another transition jump to the scan line 56c, these are assigned to the twenty-second to twenty-fifth time segments.
  • these are respectively determined at those points at which areas of different scan lines lie opposite one another, ie points at which a solder built on a scan line intersects an adjacent scan line.
  • FIG. 4 shows an example with eight scan lines 57a, 57b, 57c, 57d, 57e, 57f, 57g and 57h.
  • the procedure in the example of Fig. 4 is analogous to that in Figs. 3a and 3b.
  • a time scale can be entered which is assigned to the solidification times of the individual points on the scan lines. It can be seen with reference to FIG. 4 that a general time scale does not necessarily have to be introduced, on which each time point to be solidified of an object cross-section is assigned a time or each point is assigned to a time interval. Rather, it can be seen in FIG.
  • the time difference determination unit 102 assigns time sections 154 to the individual locations on the scan lines.
  • the locations of the scan line 57b are each assigned two different time periods: a time interval 157a with respect to the temporally preceding scan line 57a and a time interval 157c with respect to the temporally subsequent scan line 57c.
  • two adjacent scan lines are assigned a time scale.
  • FIG. 4 shows that time differences are respectively determined only between locations on mutually adjacent scan lines. Depending on how large the distance between the individual scan lines, but could also be an influence of the next but one scan line available. Accordingly, it would be possible to determine not only the time interval of the fourth time portion of the scan line 57a to the twenty-eighth time period on the scan line 57b but also the time interval between the fourth time period on the scan line 57a and the sixteenth time period on the scan line 57c. In other words, one could make the energy density of the radiation to be incident on the locations assigned to the fourth time segment on the scan line 57a dependent on two different time differences. Obviously, the time difference to the scan line 57b would be considered more strongly, for example, by a different weighting factor than the time difference to the locations of the sixteenth time segment on the scan line 57c.
  • time differences do not necessarily have to be determined between locations within an object's cross-section to determine the energy to be entered.
  • the object to be produced 2 is shown in an intermediate state in which already solidified object cross-sections can be seen.
  • the immediately below object cross-section which has just been solidified, still contains a great deal of heat energy, which is emitted to the uppermost object cross-section to be solidified. Accordingly, it may be useful to determine a time difference between the solidification of a location in the uppermost layer and a location in an underlying layer, for example, the immediately underlying location in the immediately underlying layer and on this basis the energy to be entered in the top layer.
  • the number of locations to be assigned to such a period increases on a scan line.
  • a reassignment of time periods to scanned positions and a new determination of time intervals should be made for the positions to be scanned.
  • a device 100 according to the invention for providing control data for a generative layer construction device can be realized not only by software components but also solely by hardware components or mixtures of hardware and software.
  • interfaces mentioned in the present application do not necessarily have to be designed as hardware components, but can also be realized as software modules, for example, if the data fed in or output therefrom can be taken over by other components already realized on the same device or to a user other components only have to be transferred by software.
  • the interfaces could be hardware and software components, such as a standard hardware interface specifically configured by software for the specific application.
  • several interfaces can also be combined in a common interface, for example an input-output interface.

Abstract

A method for providing control data for a generative layered construction apparatus involves a number of layer data records being accessed in a first step (S1), wherein a layer data record has a respective data model of a construction material layer to be selectively reinforced during production. In a second step (S2), at at least one starting point (P1), at which reinforcement is intended to take place, in at least one data model, the interval of time (155) between the time (154) at which this starting point (P1) is scanned and the time (154) at which another identified point (N1) in the number of layer data records is scanned is determined. In a third step (S3), the number of layer data records is modified such that the value of an energy input parameter for scanning the at least one starting point (P1) and/or the value of an energy input parameter for scanning the other identified point (N1) is specified on the basis of the magnitude of their interval of time, and in a fourth step (S4), the layer data records modified in the third step are provided as control data for producing the three-dimensional object by means of the generative layered construction apparatus.

Description

POSITIONSSPEZIFISCHER ENERGIEEINTRAG  POSITION SPECIFIC ENERGY ENTRY
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung, ein entsprechend angepasstes generatives Schichtbauverfahren, eine entsprechend angepasste generative Schichtbauvorrichtung, ein entsprechend angepasstes Computerprogramm und eine entsprechend angepasste computerlesbare Speichervorrichtung. The invention relates to a method and a device for providing control data for a generative layer construction device, a correspondingly adapted generative layer construction method, a suitably adapted generative layer construction device, a correspondingly adapted computer program and a correspondingly adapted computer-readable storage device.
Generative Schichtbauvorrichtungen und zugehörige Verfahren sind allgemein dadurch charakterisiert, dass in ihnen Objekte durch Verfestigen eines formlosen Aufbaumaterials Schicht für Schicht hergestellt werden. Die Verfestigung kann beispielsweise herbeigeführt werden mittels Zufuhr von Wärmeenergie zum Aufbaumaterial durch Bestrahlen desselben mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung (z.B. Lasersintern (SLS oder DMLS) oder Laserschmelzen oder Elektronenstrahlschmelzen) oder aber durch Herbeiführen einer Vernetzungsreaktion im Aufbaumaterial (z.B. Stereolithographie). Die ursprünglich im Prototypenbau eingesetzten Vorrichtungen und Verfahren werden zunehmend für die Serienfertigung eingesetzt, wofür sich der Begriff "Additive Manufacturing" eingebürgert hat. Damit bei generativen Schichtbauverfahren die Objekte mit hoher Präzision hergestellt werden können, ist es wichtig, dass das Aufbaumaterial innerhalb jeder der Schichten möglichst gleichförmig verfestigt wird. Diesem Problem widmet sich WO 2015/091875 AI auf dem Gebiet des Elektronenstrahlschmelzens. Insbesondere geht es dabei um das Abtasten eines Objektquerschnitts mit dem Elektronenstrahl in zueinander parallelen Abtastlinien (Scanlinien). Durch diese Form der Abtastung des Aufbaumaterials innerhalb des Objektquerschnitts wird der Elektronenstrahl ähnlich wie beim Schraffieren einer Fläche über das Aufbaumaterial bewegt, weshalb diese Art des Richtens des Elektronenstrahls auf das Aufbaumaterial im Fachjargon auch als "Hatchen" bezeichnet wird. Generative layer construction devices and related methods are generally characterized by fabricating objects in them by solidifying a shapeless building material layer by layer. The solidification can be brought about, for example, by supplying heat energy to the building material by irradiating it with electromagnetic radiation or particle radiation (eg laser sintering (SLS or DMLS) or laser melting or electron beam melting) or by inducing a crosslinking reaction in the building material (eg stereolithography). The devices and processes originally used in prototype construction are increasingly used for series production, for which the term "additive manufacturing" has become common. In order to be able to produce the objects with high precision in generative layer construction processes, it is important that the building material within each of the layers is solidified as uniformly as possible. This problem is addressed by WO 2015/091875 Al in the field of electron beam melting. In particular, this involves the scanning of an object cross-section with the electron beam in mutually parallel scanning lines (scan lines). As a result of this form of scanning of the building material within the object cross-section, the electron beam is moved over the building material in a manner similar to the hatching of a surface, which is why this way of directing the electron beam onto the building material is also referred to as "hatching" in technical jargon.
In WO 2015/091875 AI wird festgestellt, dass die dem Material zugeführte Energiemenge davon abhängt, ob die Scanlinien lang oder kurz sind. Für lange Scanlinien wird eine zu geringe zugeführte Energiemenge beobachtet, während für kurze Scanlinien eine zu hohe zugeführte Energiemenge beobachtet wird. Zur Lösung des Problems schlägt WO 2015/091875 AI vor, die Abtastzeit des Materials entlang der bei der Schraffur des Objektquerschnitts auftretenden längsten Scanlinie zu bestimmen und für alle kürzeren Scanlinien eine Wartezeit vor oder nach dem Abtasten der Scanlinie einzufügen, so dass die Summe aus Abtastzeit einer Scanlinie und Wartezeit stets der Abtastzeit für die längste Scanlinie entspricht. In WO 2015/091875 AI it is stated that the amount of energy supplied to the material depends on whether the scan lines are long or short. For too long scan lines, an insufficient amount of energy is observed, while for short scan lines an excessive amount of energy is observed. To solve the problem, WO 2015/091875 A1 proposes to determine the scanning time of the material along the longest scan line occurring in the hatching of the object cross section and to insert a waiting time for all shorter scan lines before or after the scanning of the scan line, so that the sum of sampling time a scan line and waiting time always corresponds to the sampling time for the longest scan line.
Das Vorgehen nach WO 2015/091875 AI ist geeignet, für ein homogeneres Aufschmelzverhalten beim Elektronenstrahlschmelzen zu sorgen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass durch die Einfügung von Wartezeiten der Herstellungsvorgang verlängert wird, was insbesondere im Bereich des "Additive Manufacturing" von Nachteil ist, da dort die Objekte möglichst innerhalb einer geringeren Fertigungszeit hergestellt werden sollen. The procedure according to WO 2015/091875 A1 is suitable for ensuring a more homogeneous melting behavior during electron beam melting. A disadvantage of this method, however, is that is extended by the insertion of waiting times of the manufacturing process, which is particularly in the field of "Additive Manufacturing" of disadvantage, since there the objects should be produced as possible within a shorter production time.
Angesichts der oben dargestellten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer Objekte mittels eines generativen Schichtbauverfahrens, insbesondere eines "Additive Manufacturing"-Verfahrens, in kurzer Zeit mit hoher Qualität hergestellt werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch ein computergestütztes Verfahren nach Anspruch 1, ein generatives Schichtbauverfahren nach Anspruch 14, eine Vorrichtung nach Anspruch 15, ein Computerprogramm nach Anspruch 17 und eine computerlesbare Speichervorrichtung nach Anspruch 18. Weiterbildungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht. Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch durch untenstehend bzw. in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnete Merkmale der erfindungsgemäßen Verfahren weitergebildet sein und umgekehrt. Ferner können die im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Merkmale auch zur Weiterbildung einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt werden, selbst wenn dies nicht explizit angegeben wird. In view of the problem described above, it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus by means of which objects can be produced in a short time with high quality by means of a generative layer construction method, in particular an "additive manufacturing" method. The object is solved by a computerized method according to claim 1, a generative layer construction method according to claim 14, an apparatus according to claim 15, a computer program according to claim 17 and a computer readable memory device according to claim 18. Further developments of the invention are claimed in the dependent claims. In particular, a device according to the invention can also be developed by features of the method according to the invention characterized below or in the dependent claims, and vice versa. Furthermore, the features described in connection with a device according to the invention can also be used for the development of another device according to the invention, even if this is not explicitly stated.
Ein erfindungsgemäßes computergestütztes Verfahren zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energieeintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, weist einen ersten Schritt Sl auf, in dem auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen zugegriffen wird, wobei ein Schichtdatensatz jeweils ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist und in dem Datenmodell einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials in der entsprechenden Schicht stattfinden soll. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt S2 in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle, an der eine Verfestigung stattfinden soll, der zeitliche Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen gekennzeichneten Stelle in der Anzahl von Schichtdatensätzen, bevorzugt einer anderen gekennzeichneten Stelle in dem Schichtdatensatz, bestimmt wird, in einem dritten Schritt S3 die Anzahl von Schichtdatensätzen dergestalt abgeändert wird, dass der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abta- stung der mindestens einen Ausgangsstelle und/oder der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit von der Größe ihres zeitlichen Abstands spezifiziert wird und in einem vierten Schritt S4 die im dritten Schritt abgeänderten Schichtdatensätze als Steuerdaten für die Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt werden. A computer aided method of providing control data to a generative layer building apparatus for fabricating a three-dimensional object, wherein the object is fabricated by the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by applying radiant energy to locations in each layer corresponding to the layer Assigned cross section of the object in this layer by these sites are scanned by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values with energy radiation, has a first step Sl, in which a number of layer records is accessed, wherein a layer data set each a data model of a has during the production selectively to be consolidated building material layer and in the data model an object cross-section corresponding locations are marked, where an Verfes tion of the building material in the appropriate layer to take place. The method is characterized in that in a second step S2 in at least one data model of a layer data set at at least one output point at which a solidification is to take place, the time interval between the time of sampling this output point and the time of sampling another designated location in is determined in a third step S3, the number of layer data sets is changed such that the value of an energy input parameter for the scanning process is determined in accordance with the number of layer data sets, preferably another identified point in the layer data record. stung the at least one output point and / or the value of an energy input parameter for the scanning of the other marked location is specified in dependence on the size of their time interval and in a fourth step S4 the modified layer data sets in the third step as control data for the production of the three-dimensional object means the generative layer building apparatus are provided.
Generative Schichtbauvorrichtungen und -verfahren, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind insbesondere solche, bei denen Energie als elektromagnetische Strahlung oder Teilchenstrahlung selektiv auf eine Schicht des Aufbaumaterials aufgebracht wird, um dadurch das Aufbaumaterial zu erwärmen. Hierfür kann die Energieeintragseinrichtung beispielsweise einen Laser oder eine Elektronenstrahlquelle aufweisen. Dabei wird das Aufbaumaterial mittels der durch die Strahlung eingebrachten Energie teilweise oder vollständig aufgeschmolzen, wodurch sich die Bestandteile des Aufbaumaterials (beispielsweise Pulverkörner) miteinander verbinden. Nach seiner Abkühlung liegt das Aufbaumaterial dann als Festkörper vor. Da die Übergänge zwischen oberflächlichem Aufschmelzen (Sintern) und vollständigem Aufschmelzen (Schmelzen) fließend sind, werden die Begriffe "Sintern" und "Schmelzen" in der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet und nicht zwischen Sintern und Schmelzen unterschieden. Generative layer construction devices and methods to which the present invention relates are, in particular, those in which energy, such as electromagnetic radiation or particle radiation, is selectively applied to a layer of the building material to thereby heat the building material. For this purpose, the energy input device may for example comprise a laser or an electron beam source. In this case, the building material is partially or completely melted by means of the energy introduced by the radiation, whereby the constituents of the building material (for example powder grains) connect to one another. After cooling, the building material is then present as a solid. Since the transitions between superficial melting (sintering) and complete melting (melting) are fluid, the terms "sintering" and "melting" are used synonymously in the present application and do not distinguish between sintering and melting.
Als Aufbaumaterial in einem erfindungsgemäßen generativen Schichtbauverfahren können verschiedene Materialien verwendet werden, vorzugsweise Pulver oder Pasten bzw. Gele, insbesondere Metallpulver, aber auch Kunststoffpulver, Keramikpulver oder Sand, wobei auch die Verwendung von gefüllten oder gemischten Pulvern möglich ist. As a building material in a generative layer construction process according to the invention, various materials can be used, preferably powders or pastes or gels, in particular metal powders, but also plastic powders, ceramic powders or sand, whereby the use of filled or mixed powders is also possible.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, dass mittels einer erfindungsgemäßen generativen Schichtbauvorrichtung nicht nur ein Objekt, sondern auch mehrere Objekte gleichzeitig hergestellt werden können. Wenn in der vorliegenden Anmeldung an einer Stelle von der Herstellung eines Objektes die Rede ist, dann versteht es sich, dass die jeweilige Beschreibung in gleicher Weise auch auf generative Schichtbauverfahren und -Vorrichtungen anwendbar ist, bei denen mehrere Objekte gleichzeitig hergestellt werden. Ferner sei an dieser Stelle vermerkt, dass in der vorliegenden Anmeldung der Begriff "Anzahl" stets im Sinne von "ein oder mehrere" zu verstehen ist. It should be noted at this point that not only one object but also several objects can be produced simultaneously by means of a generative layer construction device according to the invention. Whenever reference is made in the present application to the manufacture of an object, it is to be understood that the same description applies equally to generative layer construction methods and apparatus in which multiple objects are manufactured simultaneously. It should also be noted at this point that in In the present application, the term "number" is always to be understood as meaning "one or more".
Steuerdaten im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind Vorgaben bzw. Spezifikationen, auf deren Grundlage der Herstellvorgang eines Objekts mittels einer generativen Schichtbauvorrichtung gesteuert werden kann. Solch eine Steuerung des Herstellvorgangs geschieht in der Regel mittels eines Steuerbefehlssatzes (oft auch als Steuerdatensatz bezeichnet), bei dem es sich um eine Abfolge von Anweisungen handelt, Schichten des Aufbaumaterials nacheinander aufzutragen und Bereiche der jeweiligen Schichten, die dem Querschnitt eines herzustellenden Objektes entsprechen, mit Energiestrahlung zu bestrahlen, um das Aufbaumaterial zu verfestigen. Control data in the sense of the present application are specifications or specifications on the basis of which the production process of an object can be controlled by means of a generative layer construction device. Such control of the manufacturing process is usually done by means of a control instruction set (often referred to as a control data set), which is a sequence of instructions to apply layers of building material one after the other and areas of the respective layers corresponding to the cross section of an object to be manufactured, to irradiate with energy radiation to solidify the building material.
Im Detail basiert ein Steuerdatensatz auf einem computerbasierten Modell des oder der herzustellenden Objekte, bevorzugt einem CAD-Modell. Der Steuerdatensatz legt für jede Aufbaumaterialschicht während der Herstellung die Stellen, an denen durch Strahlungszufuhr eine Verfestigung des Aufbaumaterials bewirkt werden soll, fest. Des Weiteren spezifiziert ein Steuerdatensatz oftmals auch die Dicke des Schichtauftrags und enthält darüber hinaus oftmals auch herstellungsspezifische Informationen, beispielsweise bezüglich der Lage und Orientierung der Objekte in der generativen Schichtbauvorrichtung oder bezüglich eines Durchmessers des Energiestrahlbündels beim Auftreffen auf das Aufbaumaterial. In der Regel enthält der Steuerdatensatz alle zur Steuerung der Energieeintragseinrichtung erforderlichen Daten, wodurch unter anderem die Energiedichte der Energiestrahlung und ggf. die Verfahr- geschwindigkeit des Strahlbündels über das Aufbaumaterial festgelegt werden. In detail, a control data set is based on a computer-based model of the object (s) to be produced, preferably a CAD model. The control data record specifies, for each build-up material layer during production, the points at which solidification of the build-up material is to be effected by irradiation. Furthermore, a control data set often also specifies the thickness of the layer application and moreover often also contains production-specific information, for example with regard to the position and orientation of the objects in the generative layer construction device or with respect to a diameter of the energy beam bundle when hitting the building material. As a rule, the control data set contains all the data required for controlling the energy input device, which, inter alia, defines the energy density of the energy radiation and optionally the travel speed of the beam bundle via the building material.
Der Steuerdatensatz kann somit als Gesamtheit aller für die Steuerung des Herstellungsvorgangs in einer generativen Schichtbauvorrichtung vorgegebenen Steuerdaten angesehen werden. Die auf eine einzelne Schicht bezogenen Steuerdaten werden dabei auch als Schichtdatensatz bezeichnet. Ein Schichtdatensatz ist also ein Datensatz, der ein Datenmodell einer während des Herstellungsverfahrens an den Stellen eines Objektquerschnitts zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht enthält. Solch ein Schichtdatensatz wird in der Regel durch Zerle- gen eines CAD-Modells des herzustellenden Objekts in Schichten erzeugt (im Fachjargon als "slicing" bezeichnet). Es ist aber auch denkbar, eine zweidimensionale Repräsentation des in einer Schicht mittels eines oder mehrerer Strahlen zu verfestigenden Objektquerschnitts auf anderweitige Weise aus dem computerbasierten CAD-Modell des Objekts zu extrahieren. In dem Schichtdatensatz können, müssen aber nicht, noch weitere Informationen hinsichtlich der Herstellung des Objektquerschnitts enthalten sein, z.B. die Schichtdicke, der Durchmesser eines auf das Aufbaumaterial auftreffenden Strahlbündels, etc. The control data set can thus be regarded as a totality of all control data predetermined for the control of the production process in a generative layer building apparatus. The control data related to a single layer are also referred to as a shift data record. A shift data record is therefore a data record which contains a data model of a build material layer to be consolidated at the locations of an object cross section during the production process. Such a shift record is usually generated in layers of a CAD model of the object to be produced (referred to in the jargon as "slicing"). However, it is also conceivable to extract a two-dimensional representation of the object cross-section to be consolidated in one layer by means of one or more beams in a different way from the computer-based CAD model of the object. The layer data record may, but need not, contain further information regarding the production of the object cross section, eg the layer thickness, the diameter of a beam impinging on the building material, etc.
Wenn von einem Zugriff auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen die Rede ist, dann ist damit gemeint, dass eine Anzahl von Schichtdatensätzen aus einem Speicher ausgelesen wird oder aber die der Anzahl von Schichtdatensätzen entsprechenden Daten über ein Netzwerk entgegengenommen werden. Dabei müssen nicht zwangsläufig die Datenmodelle aller während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschichten gemeinsam (also gleichzeitig) eingelesen werden. Es ist auch möglich, dass es einen größeren zeitlichen Abstand zwischen den Zugriffsvorgängen auf die Datenmodelle unterschiedlicher Schichten gibt, beispielsweise das Datenmodell einer Aufbaumaterialschicht (ein Schichtdatensatz) jeweils bei Bedarf während eines Herstellungsvorgangs eines Objekts eingelesen wird und ein abgeänderter Schichtdatensatz für die Aufbaumaterialschicht dann während des Herstellungsvorgangs in den Steuerdatensatz integriert wird. When referring to access to a number of shift records, it is meant that a number of shift records are read from a memory or the data corresponding to the number of shift records is received over a network. Not necessarily the data models of all building material layers to be selectively solidified during production have to be read together (ie simultaneously). It is also possible that there is a larger time interval between the accesses to the data models of different layers, for example, the data model of a building material layer (a layer data set) is read in each case as needed during a manufacturing process of an object and then a modified layer material record for the building material layer during the Manufacturing process is integrated into the control record.
Um Missverständnissen vorzubeugen, sei hier betont, dass wenn im Zusammenhang mit dem dritten Schritt von einer Abänderung der Anzahl von Datensätzen die Rede ist, damit gemeint ist, dass Schichtdatensätze selbst abgeändert werden und nicht deren Anzahl. Gemäß dem dritten Schritt abgeänderte Schichtdatensätze müssen darüber hinaus nicht einzeln für einen generativen Schichtbauvorgang bereitgestellt werden. Vielmehr können auch mehrere abgeänderte Schichtdatensätze zunächst gesammelt und anschließend in ihrer Gesamtheit zur Integration in einen Steuerdatensatz bereitgestellt werden. To avoid misunderstandings, it should be emphasized here that, when referring to the third step, a change in the number of data records refers to the fact that shift records themselves are changed and not their number. In addition, layer data sets modified according to the third step need not be provided individually for a generative layer construction process. Rather, several modified shift records can be collected first and then provided in their entirety for integration into a control record.
Erfindungsgemäß kann an einer zu verfestigenden Stelle des Aufbaumaterials ein genau für diese Stelle adäquater Energiebetrag in das Aufbaumaterial zur Verfestigung desselben einge- tragen werden. Dadurch können die tatsächlichen Verhältnisse an einer Stelle, an der Energie eingetragen werden soll, also insbesondere die Temperatur an dieser Stelle, berücksichtigt werden. Dies gelingt dadurch, dass die Zeitpunkte und Orte, an denen Energie in das Aufbaumaterial eingetragen wurde, für die Bestimmung des an einer bestimmten Stelle einzutragenden Energiebetrags berücksichtigt werden. Die Erfindung berücksichtigt dabei, dass nach einem erfolgten Energieeintrag die dem Aufbaumaterial zugeführte Wärmeenergie durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung sich im Laufe der Zeit auch auf Bereiche abseits der bestrahlten Stelle ausbreitet. Insbesondere liegt durch die Wärmeausbreitung in der Praxis während des Herstellungsvorgangs eines Objekts oftmals keine homogene Temperatur des Aufbaumaterials innerhalb der noch nicht verfestigten Bereiche der Querschnitte eines Objekts vor. Erfindungsgemäß wird daher für die Bemessung des einer Stelle zuzuführenden Energiebetrags der zeitliche Abstand gegenüber mindestens einer anderen Stelle, an der bereits Energie zugeführt wurde, berücksichtigt. Falls eine Verfestigung der anderen gekennzeichneten Stelle erst nach der Verfestigung der Ausgangsstelle vorgesehen ist, kann alternativ die einzutragende Energie (sozusagen vorausschauend) bereits an der Ausgangsstelle angepasst werden. Natürlich kann die einzutragende Energie auch sowohl an der Ausgangsstelle als auch an der anderen gekennzeichneten Stelle an den Zeitabstand angepasst werden, z.B. an beiden Stellen in gleichem Umfang. According to the invention, at an area of the building material which is to be solidified, an energy amount which is exactly adequate for this location can be incorporated into the building material for solidification of the same. will wear. As a result, the actual conditions at a point at which energy is to be entered, ie in particular the temperature at this point, are taken into account. This is achieved by taking into account the points in time and places where energy was introduced into the building material for the determination of the amount of energy to be entered at a certain point. The invention takes into account that after a successful energy input, the heat energy supplied to the building material by heat conduction and thermal radiation propagates over time to areas away from the irradiated point. In particular, due to thermal propagation in practice during the manufacturing process of an object, there is often no homogeneous temperature of the build material within the unconsolidated regions of the cross sections of an object. According to the invention, the time interval is therefore taken into account for the dimensioning of the energy amount to be supplied to at least one other point at which energy has already been supplied. If solidification of the other marked point is provided only after solidification of the exit point, alternatively the energy to be entered can be adjusted (as it were anticipatory) already at the exit point. Of course, the energy to be entered can also be adapted to the time interval both at the starting point and at the other marked point, eg in both places to the same extent.
Normalerweise liegen die Stellen, die einen sehr kurzen zeitlichen Abstand zu der zu bestrahlenden Stelle aufweisen, im gleichen Objektquerschnitt. Dennoch können auch Stellen in bereits vollständig bestrahlten Objektquerschnitten die Temperatur an einer noch zu bestrahlenden Stelle beeinflussen. Beispielsweise kann es vorkommen, dass ein bereits vollständig bestrahlter Objektquerschnitt in der Schicht unmittelbar unterhalb der zu bestrahlenden Stelle noch viel Wärmeenergie enthält, die nach oben abgegeben wird. Entsprechend kann es sinnvoll sein, eine Zeitdifferenz zwischen der Verfestigung der zu bestrahlenden Stelle und der Verfestigung einer Stelle in einer darunter liegenden Schicht, beispielsweise der unmittelbar darunter liegenden Stelle in der unmittelbar darunter liegenden Schicht, zu bestimmen und auf dieser Grundlage die einzutragende Energie an der zu bestrahlenden Stelle zu bemessen. Das erfinderische Vorgehen ist daher nicht auf die Berücksichtigung von für eine Verfestigung gekennzeichneten Stellen innerhalb desselben Objektquerschnitts beschränkt. Normally, the points which have a very short time interval to the point to be irradiated lie in the same cross section of the object. Nevertheless, even locations in already completely irradiated object cross-sections can influence the temperature at a point still to be irradiated. For example, it may happen that an already completely irradiated object cross-section in the layer immediately below the point to be irradiated still contains a lot of heat energy, which is emitted upward. Accordingly, it may be useful to determine a time difference between the solidification of the point to be irradiated and the solidification of a point in an underlying layer, for example, the immediately underlying point in the immediately underlying layer, and on this basis the energy to be entered at the to be sized spot to be irradiated. The inventive approach is therefore not limited to the consideration of marked for solidification points within the same object cross-section.
Die Bestimmung des zeitlichen Abstands zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung einer Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen für eine Verfestigung gekennzeichneten Stelle ist möglich, wenn in der Anzahl von Schichtdatensätzen nicht nur die Orte gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials stattfinden soll, sondern auch die zeitliche Reihenfolge, in der diese Orte zu bestrahlen sind. Bevorzugt sind nicht nur die zeitliche Reihenfolge sondern auch die zeitlichen Abstände auf einer Zeitskala (bevorzugt in Echtzeit) für die zu bestrahlenden Stellen in der Anzahl von Schichtdatensätzen spezifiziert. Sofern eine zeitliche Reihenfolge und/oder eine Zeitskala, gemäß der die Stellen innerhalb zumindest eines Teilbereichs eines Objektquerschnitts zu verfestigen sind, nicht in dem entsprechenden Datenmodell eines Schichtdatensatzes festgelegt sind, wird bei dem Verfahren für die Stellen, an denen zeitliche Abstände der Abtastung bestimmt werden, zuvor eine zeitliche Reihenfolge der Abtastung und gegebenenfalls auch eine Zuordnung der Abtastzeitpunkte zu einer Zeitskala durchgeführt. The determination of the time interval between the time of sampling one exit point and the time of the scanning of another point marked for solidification is possible if in the number of shift data sets not only the locations at which solidification of the construction material is to take place are indicated also the chronological order in which these places are to be irradiated. Preferably, not only the time sequence but also the time intervals on a time scale (preferably in real time) are specified for the locations to be irradiated in the number of shift data sets. If a temporal sequence and / or a time scale, according to which the locations are to be solidified within at least a subarea of an object cross section, are not defined in the corresponding data model of a shift data set, the method determines the locations at which time intervals of the scan are determined , previously performed a temporal order of the scan and possibly also an assignment of the sampling times to a time scale.
Es gibt verschiedene Parameter, die geändert werden können, um den Energieeintrag bei der Abtastung mit Energiestrahlung zu verändern. Ein möglicher abzuändernder Energieeintragsparameter ist die Energiedichte, also die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit der für das Abtasten des Aufbaumaterials verwendeten Energiestrahlung, ein anderer beispielhafter Parameter ist die Geschwindigkeit der Abtastung des Aufbaumaterials. There are several parameters that can be changed to change the energy input when sampling with energy radiation. One possible energy input parameter to be changed is the energy density, ie the radiation energy per unit area of the energy radiation used for scanning the building material, another exemplary parameter being the speed of the sampling of the building material.
Bevorzugt wird im dritten Schritt S3 der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle und/oder der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit von der Größe des räumlichen Abstands zwischen diesen und/oder in Abhängigkeit von der Art und der Beschaffenheit des Aufbaumaterials an einer dieser Stellen spezifiziert. Da in den Schichtdatensätzen bzw. den entsprechenden Datenmodellen einer Aufbaumaterialschicht die zu verfestigenden Stellen festgelegt sind, ist es möglich, räumliche Abstände zwischen zu verfestigenden Stellen zu bestimmen. Wenn der räumliche Abstand zwischen einer Ausgangsstelle und einer anderen für eine Verfestigung gekennzeichneten Stelle berücksichtigt wird und/oder die Beschaffenheit des Aufbaumaterials berücksichtigt wird, dann kann gezielt die Wärmeübertragung innerhalb einer gewissen Zeit zwischen den beiden Stellen ermittelt werden und für die Festlegung der an der Ausgangsstelle einzutragenden Energie verwendet werden, falls diese Ausgangsstelle nach der anderen gekennzeichneten Stelle verfestigt wird. Alternativ kann die ermittelte Wärmeübertragung für die Festlegung der an der anderen gekennzeichneten Stelle einzutragenden Energie verwendet werden, sofern diese nach der Ausgangsstelle verfestigt wird. Insbesondere durch die Berücksichtigung der Art und Beschaffenheit des Aufbaumaterials kann der einzutragende Energiebetrag besonders genau festgelegt werden. In the third step S3, the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location and / or the value of an energy input parameter for the sampling of the other identified location is preferred as a function of the size of the spatial distance between them and / or depending on the type and the nature of the building material specified at one of these locations. Since the sites to be consolidated are defined in the layer data records or the corresponding data models of a building material layer, it is possible to determine spatial distances between sites to be consolidated. If the spatial distance between a point of origin and another point marked for solidification is taken into account and / or the condition of the building material is taken into account, then the heat transfer can be specifically determined between the two points within a certain time and for the determination at the exit point energy to be used, if this starting point is solidified after the other designated point. Alternatively, the determined heat transfer can be used for determining the energy to be registered at the other designated location, provided that it is solidified after the exit point. In particular, by taking into account the nature and nature of the building material, the amount of energy to be entered can be set very precisely.
Bevorzugt wird bei dem Verfahren die Zeit, innerhalb derer den Querschnitten des Objekts in den Schichten zugeordnete Stellen mit Energiestrahlung abgetastet werden, in, bevorzugt gleich große, Zeitabschnitte unterteilt und ein zeitlicher Abstand zwischen den den Stellen jeweils zugeordneten Zeitabschnitten bestimmt. In the method, the time within which points assigned to the cross sections of the object in the layers are scanned with energy radiation is preferably subdivided into time segments of preferably equal size, and a time interval between the time intervals respectively assigned to the positions is determined.
Bei solch einem Vorgehen wird eine Zeitskala eingeführt, auf der die Zeitpunkte für die Abtastung unterschiedlicher Stellen in der Anzahl von Schichtdatensätzen festgelegt werden. Bevorzugt handelt es sich bei der Zeitskala um die Echtzeit während des Bauvorgangs. Denkbar ist es beispielsweise, zu verfestigende Stellen in einem Datenmodell mit einem Zeitstempel zu versehen, der den Zeitpunkt ihrer Verfestigung festlegt. Bevorzugt werden bei diesem Vorgehen minimal große Zeitabschnitte eingeführt, sozusagen eine Granularität der Zeit eingeführt. Dies bedeutet, unterschiedlichen nacheinander zu verfestigenden Stellen wird die gleiche Verfestigungszeit, also der gleiche Zeitabschnitt auf der Zeitskala, zugewiesen. Damit lassen sich die zu verarbeitenden Datenmengen reduzieren. Ferner wird dadurch die Bestimmung von zeitlichen Abständen vereinfacht, da ein zeitlicher Abstand nicht für alle Stellen bestimmt werden muss, sondern nur ein zeitlicher Abstand zwischen zwei Zeitabschnitten, der dann für alle diesen Zeitabschnitten zugeordneten Stellen gilt. In such a procedure, a time scale is introduced at which the times for scanning different locations in the number of shift records are determined. Preferably, the time scale is the real time during the construction process. It is conceivable, for example, to provide places to be consolidated in a data model with a time stamp which determines the time of their consolidation. Preferably, minimal large time intervals are introduced in this procedure, so to speak introduced a granularity of time. This means that the same solidification time, ie the same period of time on the time scale, is assigned to different points to be solidified in succession. This reduces the amount of data to be processed. Furthermore, this simplifies the determination of time intervals, since a time interval is not determined for all locations must be, but only a time interval between two periods, which then applies to all of these periods assigned locations.
Sofern eine entsprechende Zeitskala in einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes, auf den im ersten Schritt Sl zugegriffen wird, noch nicht vorhanden ist, wird solch eine Zeitskala dem Datenmodell hinzugefügt oder eine im Datenmodell bereits vorhandene Zeitskala entsprechend abgeändert, bevor zeitliche Abstände ermittelt werden. If a corresponding time scale is not yet present in a data model of a shift data record which is accessed in the first step S 1, such a time scale is added to the data model or a time scale already existing in the data model is modified accordingly before time intervals are determined.
Weiter bevorzugt wird, insbesondere wenn der anderen gekennzeichneten Stelle ein späterer Zeitabschnitt zugeordnet ist als der mindestens einen Ausgangsstelle, im dritten Schritt S3 der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit vom Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle festgelegt und/oder, insbesondere wenn der mindestens einen Ausgangsstelle ein späterer Zeitabschnitt zugeordnet ist als der anderen gekennzeichneten Stelle, im dritten Schritt S3 der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle in Abhängigkeit vom Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle festgelegt. Further, in particular if the other identified location is assigned a later time segment than the at least one output location, in the third step S3 the value of an energy input parameter for scanning the other identified location is determined as a function of the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location and / or, in particular if the at least one output location is assigned a later time segment than the other identified location, in step S3 the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location is defined as a function of the value of an energy input parameter for the sampling of the other identified location ,
Durch solch ein Vorgehen kann ein einzutragender Energiebetrag exakt auf die bereits an anderen Stellen eingetragenen Energiebeträge abgestimmt werden. Dadurch wird eine dynamische Anpassung der einzutragenden Energiebeträge möglich, wenn das Verfahren für mehrere Stellen, insbesondere alle Stellen, die in einem Objekt zu verfestigen sind, insbesondere innerhalb eines Objektquerschnitts zu verfestigen sind, durchgeführt wird. Through such a procedure, an amount of energy to be entered can be exactly matched to the energy amounts already entered elsewhere. As a result, a dynamic adaptation of the amounts of energy to be registered becomes possible if the method is carried out for a plurality of locations, in particular all locations which are to be solidified in an object, in particular within an object cross-section.
Bei einer Variante des Verfahrens wird im ersten Schritt Sl auf einen Schichtdatensatz zugegriffen, in dem eine Abtastung der Stellen zumindest eines Teilbereichs des Objektquerschnitts mit mindestens einem Energiestrahlbündel spezifiziert ist, indem für die Bewegung des mindestens einen Energiestrahlbündels zeitlich aufeinanderfolgende Scanlinien spezifiziert sind, W In a variant of the method, in the first step S1, a slice data record is accessed in which a sampling of the locations of at least one subregion of the object cross section is specified with at least one energy beam bundle by specifying temporally successive scan lines for the movement of the at least one energy beam bundle, W
11 in dem zweiten Schritt S2 für zumindest eine erste Scanlinie, bevorzugt alle Scanlinien, an mindestens zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen auf dieser ersten Scanlinie der zeitliche Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer Nachbar-Stelle dieser Stelle auf einer zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie bestimmt, 11 in the second step S2 for at least one first scan line, preferably all scan lines, at at least two different output points on this first scan line, the time interval between the time of sampling this output point and the time of sampling a neighboring point of this point on a temporally subsequent second scan line determines
in dem dritten Schritt S3 der Schichtdatensatz dergestalt abgeändert, dass für unterschiedliche zeitliche Abstände unterschiedliche Werte eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen und/oder unterschiedliche Werte eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der jeweiligen Nachbar-Stellen spezifiziert werden, und  in the third step S3, the shift data record is modified in such a way that different values of an energy input parameter for the scanning of the at least two different output points and / or different values of an energy input parameter for the scanning of the respective neighboring points are specified for different time intervals, and
in dem vierten Schritt S4 der im dritten Schritt abgeänderte Schichtdatensatz für die Steuerung der Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt.  in the fourth step S4, the layer data set modified in the third step is provided for the control of the production of the three-dimensional object by means of the generative layer construction device.
Das Verfahren lässt sich dann besonders vorteilhaft anwenden, wenn beim Abtasten des Aufbaumaterials an einem Objektquerschnitt entsprechenden Stellen ein Energiestrahlbündel in Abtastlinien (Scanlinien) ähnlich wie beim Schraffieren einer Fläche über das Aufbaumaterial bewegt wird (im Fachjargon auch als "Hatchen" bezeichnet). Alternativ kann das Energiestrahlbündel auf zur Kontur eines Teilbereichs des Objektquerschnitts parallelen Scanlinien (im Fachjargon als "onion-ring hatching" bzw. "zwiebelringartige Belichtung" bezeichnet) oder aber auf einer Spiralbahn verfahren werden. The method can be used particularly advantageously if, during scanning of the building material at points corresponding to an object cross-section, an energy beam is moved in scanning lines (scan lines) similar to the hatching of a surface over the building material (also referred to as "hatching" in technical jargon). Alternatively, the energy beam can be moved to scan lines parallel to the contour of a partial region of the object cross-section (referred to in the jargon as "onion-ring hatching" or "onion-ring-like exposure") or else on a spiral path.
Der Begriff "Strahlbündel" soll zum Ausdruck bringen, dass nicht nur Strahlen umfasst sind, die beim Auftreffen auf das Aufbaumaterial einen kleinen Querschnitt aufweisen, sondern ebenfalls Strahlen, die z.B. einen linienförmigen Querschnitt aufweisen oder gar Strahlung, die gleichzeitig in einen größeren Bereich des Aufbaumaterials (also flächig) eingetragen wird. In jedem Fall, insbesondere jedoch wenn der Energieeintrag flächig erfolgt, bezieht sich eine für das entsprechende Energiestrahlbündel spezifizierte Energiedichte stets auf die über die Auftrefffläche gemittelte Energiedichte. Weiterhin spielt es für die vorliegende Erfindung keine weitere Rolle, ob die Energieeintragseinrichtung ein oder mehrere Energiestrahlbündel nacheinander oder gleichzeitig auf das Aufbaumaterial richten kann, sofern benachbarte Scanlinien zeitlich nacheinander abgetastet werden. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfindung aber beim Vorhandensein lediglich eines Energiestrahlbündels vorteilhaft anwenden. The term "beam" is intended to express that not only are rays that have a small cross section when hitting the building material, but also rays that have, for example, a linear cross-section or even radiation that at the same time in a larger area of the building material (So flat) is registered. In any case, but in particular when the energy input is flat, an energy density specified for the corresponding energy beam bundle always refers to the energy density averaged over the impact surface. Furthermore, it does not matter to the present invention, whether the energy input device one or more energy beam can successively or simultaneously focus on the building material, as far as adjacent scan lines are scanned in succession. In particular, however, the present invention can be advantageously used in the presence of only one energy beam.
Insbesondere wird es durch solch ein Vorgehen möglich, auch innerhalb einer Scanlinie die Energieeintragsparameter an die tatsächlichen Erfordernisse für eine optimale Verfestigung des Aufbaumaterials anzupassen. Die Nachbar-Stellen sind hierbei bevorzugt andere für eine Verfestigung gekennzeichnete Stellen, die auf einer zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie liegen. Letztendlich kommt es nur darauf an, dass der an der Ausgangsstelle oder der Nachbar-Stelle einzutragende Energiebetrag in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zwischen diesen beiden Stellen, die sich auf zeitlich aufeinanderfolgenden Scanlinien befinden, insbesondere auf zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Scanlinien befinden, festgelegt wird. In particular, such an approach makes it possible to adapt the energy input parameters to the actual requirements for optimum consolidation of the building material even within a scan line. In this case, the neighboring sites are preferably other sites marked for solidification which lie on a temporally subsequent second scan line. Ultimately, all that matters is that the amount of energy to be entered at the exit point or the neighboring point is determined as a function of the time interval between these two points, which are located on temporally successive scan lines, in particular on temporally consecutive scan lines.
Bevorzugt wird bei der soeben beschriebenen Variante des Verfahrens die jeweilige Nachbarstelle auf der zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Abmessung rund um jenen Punkt auf der zweiten Scanlinie gewählt, an dem ein an der Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie errichtetes Lot die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie schneidet. Preferably, in the variant of the method just described, the respective adjacent location on the temporally subsequent second scan line is selected within a range of a predetermined dimension around that point on the second scan line at which a solder built at the exit location on the first scan line is second consecutive Scan line intersects.
Welche Stelle auf einer zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie als Nachbar-Stelle zu einer Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie herangezogen wird, ist zunächst dem Belieben des Fachmanns unterstellt. Vorteilhaft wird man eine Stelle auf der nachfolgenden zweiten Scanlinie als Nachbar- Stelle heranziehen, die möglichst nahe an der Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie liegt. Das soeben beschriebene bevorzugte Vorgehen gibt hier eine Anleitung, welche Stelle auf der zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie als Nachbar-Stelle vorzugsweise auszuwählen ist. Which point is used on a temporally subsequent second scan line as a neighbor point to a starting point on the first scan line is initially assumed to the discretion of the expert. Advantageously, one will use a location on the subsequent second scan line as a neighboring point, which is located as close as possible to the exit point on the first scan line. The preferred procedure just described here provides guidance on which location on the temporally subsequent second scan line is to be selected as neighbor location.
Bevorzugt beträgt die soeben erwähnte vorbestimmte Abmessung 40%, noch bevorzugter 20%, noch weiter bevorzugt 10% des Abstands zwischen der Ausgangsstelle und dem Punkt auf der zweiten Scanlinie, an dem ein an der Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie errichtetes Lot die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie schneidet. Preferably, the just-mentioned predetermined dimension is 40%, more preferably 20%, even more preferably 10% of the distance between the exit point and the point on the second scan line, at which a solder built at the exit point on the first scan line intersects the temporally subsequent second scan line.
Natürlich würde theoretisch die ideale für das Verfahren zu verwendende Nachbarstelle am Schnittpunkt des Lots mit der zweiten Scanlinie liegen. In der Praxis hat es sich jedoch herausgestellt, dass es bereits vorteilhaft ist, wenn die Nachbarstelle innerhalb eines Bereichs auf der zweiten Scanlinie liegt, dessen Ausdehnung vom Abstand zwischen der Ausgangsstelle und dem Schnittpunkt des Lots mit der zweiten Stelle abhängt. Of course, theoretically, the ideal neighbor location to use for the method would be at the intersection of the solder with the second scan line. In practice, however, it has been found that it is already advantageous if the neighboring point lies within an area on the second scan line whose extension depends on the distance between the starting point and the intersection of the solder with the second position.
Bevorzugt werden bei der Variante des Verfahrens für unterschiedliche zeitliche Abstände unterschiedliche einzutragende Strahlungsenergiemengen pro Flächeneinheit an den zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen und/oder den jeweiligen Nachbar-Stellen spezifiziert. In the variant of the method, for different time intervals, different amounts of radiation energy to be entered per unit area are preferably specified at the at least two different output locations and / or the respective neighboring locations.
Bevorzugt wird der einzutragende Energiebetrag dadurch angepasst, dass die Energiedichte in dem Strahlbündel, also die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit, angepasst wird. Bei einer flächigen Ausdehnung des Strahlbündels am Auftreffort auf das Aufbaumaterial wird normalerweise die Energiedichte als Mittelwert über die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit herangezogen, indem z.B. die in dem Strahlbündel befindliche Energiemenge durch die Fläche des Auftrefforts der Strahlung auf das Aufbaumaterial geteilt wird. Preferably, the amount of energy to be entered is adjusted by adjusting the energy density in the beam, that is to say the radiation energy per unit area. In the case of a planar expansion of the beam at the point of impact on the building material, the energy density is normally used as the mean value of the radiation energy per unit area, for example by using e.g. the amount of energy in the beam is divided by the area of the point of impact of the radiation on the building material.
Noch weiter bevorzugt fällt dabei die spezifizierte einzutragende Strahlungsenergiemenge pro Flächeneinheit monoton mit den ermittelten zeitlichen Abständen und wird insbesondere umso geringer spezifiziert, je kürzer der zeitliche Abstand ist. Still more preferably, the specified amount of radiant energy to be input per unit area monotonically coincides with the determined time intervals and is in particular specified the lower the shorter the time interval.
Je kürzer der zeitliche Abstand zwischen zwei Stellen ist, desto größeren Einfluss wird die Bestrahlung der einen Stelle auf die andere Stelle haben. Wenn daher die Bestrahlung der Nachbar-Stelle schon kurze Zeit nach jener der Ausgangsstelle stattfinden soll, dann wird an der Nachbar-Stelle noch viel Restwärme im Aufbaumaterial vorhanden sein. Daher ist es vorteilhaft, die einzutragende Strahlungsenergiemenge pro Flächeneinheit geringer zu wählen. W 201 The shorter the time interval between two points, the greater the influence will be the irradiation of one point to the other point. Therefore, if the irradiation of the neighboring site is to take place a short time after that of the exit point, then at the neighboring site much residual heat in the building material will be present. Therefore, it is advantageous to choose the amount of radiation energy to be entered per unit area smaller. W 201
14 14
Umgekehrt ist eine länger zurückliegende Bestrahlung der Ausgangsstelle an der Nachbar- Stelle weniger stark erkennbar (z.B. anhand einer nicht so großen Temperaturerhöhung). Die pro Flächeneinheit einzutragende Strahlungsenergiemenge wird dementsprechend höher zu spezifizieren sein. Conversely, a longer exposure of the exit site at the neighboring site is less noticeable (e.g., by a not so great increase in temperature). The amount of radiation energy to be entered per unit area will accordingly have to be specified higher.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsweise der Variante des Verfahrens werden für unterschiedliche zeitliche Abstände unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten eines Energiestrahlbündels an den zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen und/oder den jeweiligen Nachbar- Stellen spezifiziert. In a further preferred embodiment of the variant of the method, different movement speeds of an energy beam are specified for different time intervals at the at least two different output locations and / or the respective neighboring locations.
Bei dieser Ausführungsweise wird die an einer Stelle einzutragende Energiemenge durch eine Abänderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahlbündels angepasst. Durch die schnellere Bewegung des Energiestrahlbündels über das Aufbaumaterial wird weniger Energie eingetragen, da die Bestrahlungszeit kürzer ist, selbst wenn die Energiedichte des Energiestrahlbündels sich nicht ändert. Dabei wird aber eine Abänderung der Bewegungsgeschwindigkeit dazu führen, dass sich die einzelnen Stellen zugeordneten Verfestigungszeitpunkte infolge der Abänderung der Bewegungsgeschwindigkeit ändern werden. Ein Abändern der Bewegungsgeschwindigkeit wird daher Hand in Hand gehen mit einer Neuberechnung der Verfestigungszeitpunkte bzw. der ihnen zugeordneten Zeitabschnitte für die noch nicht verfestigten Stellen ab dem Zeitpunkt, an dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahlbündels verändert wird. In this embodiment, the amount of energy to be entered at one point is adjusted by a change in the speed of movement of the energy beam. Due to the faster movement of the energy beam over the building material less energy is entered because the irradiation time is shorter, even if the energy density of the energy beam does not change. In this case, however, a change in the movement speed will lead to the solidification points associated with the individual points being changed as a result of the change in the movement speed. A change in the movement speed will therefore go hand in hand with a recalculation of the solidification times or the time periods assigned to them for the not yet solidified points from the time at which the movement speed of the energy beam is changed.
Bei der soeben beschriebenen Ausführungsweise nimmt bevorzugt die spezifizierte Bewegungsgeschwindigkeit eines Energiestrahlbündels mit abnehmendem zeitlichem Abstand monoton zu und wird insbesondere umso höher spezifiziert, je kürzer der zeitliche Abstand ist. In the embodiment just described, the specified movement speed of an energy beam bundle preferably increases monotonically as the time interval decreases, and in particular, the higher the shorter the time interval, the higher the specified movement speed.
Je geringer der zeitliche Abstand zwischen zwei zu verfestigenden Stellen ist, desto größer ist die gegenseitige Beeinflussung, wenn eine der beiden Stellen vor der anderen bestrahlt wird. Da bei kurzen zeitlichen Abständen noch die von der Nachbarstelle bzw. der Ausgangsstelle eingetragene Energie bei der Verfestigung ausgenutzt werden kann, wird bei dieser Variante für die später zu verfestigende Stelle eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit gewählt, um den einzutragenden Energiebetrag zu verringern. The shorter the time interval between two sites to be solidified, the greater is the mutual influence when one of the two sites is irradiated in front of the other. Since, at short time intervals, the energy introduced by the neighboring point or the output point can be utilized in the solidification, in this variant a higher speed of movement is chosen for the point to be consolidated later in order to reduce the amount of energy to be entered.
Bevorzugt werden die erste Scanlinie und die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie im Wesentlichen parallel nebeneinander verlaufen. Dies ist die übliche Vorgehensweise beim Hat- chen. Preferably, the first scan line and the temporally subsequent second scan line are substantially parallel next to each other. This is the usual approach to behaving.
Bei einer besonderen Ausführungsweise der Variante des Verfahrens verläuft die zumindest eine erste Scanlinie oder die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie entlang eines Abschnitts der Kontur eines Objektquerschnitts. Die erste und die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie müssen nicht zwingend beide im Inneren eines Objektquerschnitts verlaufen. Die zeitliche Nähe der Bestrahlung zweier verschiedener Stellen eines Objektquerschnitts ist auch an der Kontur eines Objektquerschnitts von Belang, wo normalerweise eine Scanlinie entlang eines Abschnitts der Kontur des Objektquerschnitts verläuft. Entsprechend kann bei dieser besonderen Ausführungsweise der Variante des Vorgehens auch die zeitliche Beeinflussung zwischen einer Scanlinie im Inneren eines Objektquerschnitts und einer Scanlinie an der Kontur des Objektquerschnitts berücksichtigt werden. In a particular embodiment of the variant of the method, the at least one first scan line or the temporally subsequent second scan line runs along a section of the contour of an object cross section. The first and the temporally subsequent second scan line do not necessarily have to run both inside an object cross-section. The temporal proximity of the irradiation of two different locations of an object cross section is also relevant to the contour of an object cross section, where normally a scan line runs along a section of the contour of the object cross section. Accordingly, in this particular embodiment of the variant of the procedure, the temporal influence between a scan line in the interior of an object cross section and a scan line on the contour of the object cross section can also be taken into account.
Bevorzugt wird bei der Variante des Verfahrens in dem Schichtdatensatz, auf den im ersten Schritt Sl zugegriffen wurde, eine Abtastung der Stellen des zumindest einen Teilbereichs des Objektquerschnitts unter Zuhilfenahme von aneinandergrenzenden, bevorzugt rechteckigen oder quadratischen, Belichtungsbereichen spezifiziert, wobei in einem Belichtungsbereich bei der Abtastung des Aufbaumaterials mit Energiestrahlung ein Energiestrahlbündel in parallelen Scanlinien über das Aufbaumaterial in dem Teilbereich bewegt wird. In the variant of the method in the shift data record which was accessed in the first step S 1, scanning of the locations of the at least one subarea of the object cross section is preferably specified with the aid of adjoining, preferably rectangular or square, exposure areas, wherein in an exposure area during the scanning of the building material with energy radiation, an energy beam is moved in parallel scanning lines over the building material in the partial area.
Durch die Zuordnung von Belichtungsbereichen kann innerhalb eines Teilbereichs des Objektquerschnitts das Aufbaumaterial mit Scanlinien gleicher Länge abgetastet werden, indem zum Beispiel die Scanlinien alle parallel zu einer Seite eines rechteckigen Belichtungsbereichs ausgerichtet sind. Für den Fall, dass die Ausdehnung eines Objektabschnitts kleiner als die resultierende konstante Scanlinienlänge ist, ist natürlich dieser Abschnitt mit kürzeren Scanli- nien zur Verfestigung des Aufbaumaterials in diesem Abschnitt abzutasten. Wenn das Aufbaumaterial innerhalb eines Objektquerschnitts unter Zuhilfenahme von, bevorzugt rechtek- kigen oder quadratischen, Belichtungsbereichen abgetastet wird, dann kann beispielsweise das Verfahren der Bestimmung von zeitlichen Abständen zwischen unterschiedlichen zu bestrahlenden Stellen jeweils für einen Belichtungsbereich durchgeführt werden. Insbesondere bei einer rechteckigen oder quadratischen Form des Belichtungsbereichs und parallel zu einer Seite solch eines Belichtungsbereichs verlaufenden Scanlinien ist in diesem Falle die Bestimmung der zeitlichen Abstände zwischen Stellen besonders einfach, indem z.B. der zeitliche Abstand jeweils zwischen zwei Punkten auf benachbarten Scanlinien bestimmt wird, die den im Wesentlichen gleichen Abstand zu einer senkrecht zu den Scanlinien liegenden Seite des Belichtungsbereichs aufweisen. Insbesondere ist es auch möglich, mit jedem Beginn der Abtastung einer neuen Scanlinie eine neue zeitliche Zuweisung (z.B. von Zeitabschnitten) zu den Stellen auf dieser Abtastlinie einzuführen (eine "Lokalzeit"), welche auch noch für die Abtastung der darauffolgenden Scanlinie gilt, indem die Stellen der darauffolgenden Scanlinie mit "Zeitstempeln" versehen werden, die sich auf den Beginn der Abtastung der zeitlich vorangegangenen Scanlinie beziehen. Mit anderen Worten werden die Verfestigungszeitpunkte für die Stellen auf der darauffolgenden Scanlinie bezogen auf den Zeitnullpunkt bei Beginn der Abtastung der vorangehenden Scanlinie festgelegt. Alternativ oder zusätzlich zu dem soeben beschriebenen Vorgehen können zeitliche Abstände auch zwischen zu bestrahlenden Stellen bestimmt werden, die in unterschiedlichen Belichtungsbereichen liegen. Auf diese Weise kann insbesondere dort wo Belichtungsbereiche aneinandergrenzen für eine homogenere Verfestigung gesorgt werden, da die Beeinflussung der Temperatur einer zu verfestigenden Stelle durch Verfestigungsvorgänge im benachbarten Belichtungsbereich berücksichtigt werden kann. By assigning exposure areas, within a subarea of the object cross section, the construction material can be scanned with scan lines of the same length, for example by aligning the scan lines all parallel to one side of a rectangular exposure area. In the event that the extent of an object section is smaller than the resulting constant scan line length, of course, this section with shorter scan line is to solidify the build-up material in this section. If the building material is scanned within an object cross-section with the aid of preferably rectangular or square exposure areas, then the method of determining time intervals between different locations to be irradiated can be carried out, in each case, for an exposure area. In particular, in the case of a rectangular or square shape of the exposure area and scan lines running parallel to one side of such an exposure area, the determination of the time intervals between locations is particularly simple in this case, for example by determining the time interval between two points on adjacent scan lines which the have substantially the same distance to a lying perpendicular to the scan lines side of the exposure area. In particular, it is also possible to introduce a new temporal assignment (eg of time segments) to the points on this scan line (a "local time") with each start of the scan of a new scan line, which also applies to the scanning of the subsequent scan line by the In the following scan line, "timestamps" which refer to the beginning of the scan of the chronologically preceding scan line are provided. In other words, the solidification times for the locations on the subsequent scan line with respect to the time zero point are set at the beginning of the scan of the preceding scan line. As an alternative or in addition to the procedure just described, time intervals can also be determined between points to be irradiated, which lie in different exposure ranges. In this way, in particular where exposure areas adjoin one another, a more homogeneous solidification can be ensured, since the influence of the temperature of a site to be solidified can be taken into account by solidification processes in the adjacent exposure area.
Bevorzugt wird in einem Schichtdatensatz, auf den im ersten Schritt Sl zugegriffen wurde, eine Abtastung der Stellen des zumindest einen Teilbereichs des Objektquerschnitts mittels eines einzigen Energiestrahlbündels spezifiziert. Das Verfahren lässt sich insbesondere dann auf besonders einfache Weise realisieren, wenn die Verfestigung innerhalb zumindest eines Teilbereichs des Objektsquerschnitts lediglich mit einem einzigen Energiestrahlbündel geschieht, da dann lediglich die einzutragende Energie für lediglich ein Energiestrahlbündel zu spezifizieren ist. Preferably, a scan of the locations of the at least one subregion of the object cross section by means of a single energy beam bundle is specified in a layer data record which was accessed in the first step S1. The method can be realized in a particularly simple manner, in particular, if the solidification takes place within at least one subarea of the object cross section with only a single energy beam bundle, since then only the energy to be entered for only one energy beam bundle is to be specified.
Ein erfindungsgemäßes generatives Schichtbauverfahren zur Herstellung mindestens eines dreidimensionalen Objekts, wobei in dem generativen Schichtbauverfahren das zumindest eine Objekt hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung gemäß einem Satz von Energieeintragsparametern mit Energiestrahlung abgetastet werden, beinhaltet ein erfindungsgemäßes computergestütztes Verfahren zur Bereitstellung von Steuerdaten. A generative layer construction method according to the invention for producing at least one three-dimensional object, wherein in the generative layer construction method the at least one object is produced by applying a building material layer-by-layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer corresponding to the cross-section of the object therein Layer by scanning these locations by means of an energy input device according to a set of energy input parameters with energy radiation, includes a computer-assisted method according to the invention for the provision of control data.
Mittels des erfindungsgemäßen generativen Schichtbauverfahrens lassen sich Objekte sehr präzise realisieren. By means of the generative layer construction method according to the invention, objects can be realized very precisely.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels der Energieeintragseinrichtung gemäß einem Satz von Energieeintragsparametern mit Energiestrahlung abgetastet werden, weist eine Datenzugriffseinheit auf, die ausgelegt ist zum Zugriff auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen, wobei ein Schichtdatensatz jeweils ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist, wobei in dem Datenmodell einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials in der entsprechenden Schicht stattfinden soll. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit, die ausgelegt ist, in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle, an der eine Verfestigung stattfinden soll, den zeitlichen Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen gekennzeichneten Stelle in der Anzahl von Schichtdatensätzen zu bestimmen, eine Schichtdatensatz- Abänderungseinheit, die ausgelegt ist, den Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle und/oder den Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit von der Größe des zeitlichen Abstands zu spezifizieren, und eine Schichtdatensatz-Bereitstellungseinheit, die ausgelegt ist, durch die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit abgeänderte Schichtdatensätze als Steuerdaten für die Herstellung des dreidimensionalen Objektsmittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitzustellen. A device according to the invention for providing control data for a generative layer building apparatus for producing a three-dimensional object, wherein the object is produced by means of the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer, the cross section of the object in that layer by scanning these locations with energy radiation by means of the energy input device according to a set of energy input parameters, comprises a data access unit adapted to access a number of layer data sets, one layer data set each having one data model during manufacture having selectively build-up material layer, wherein in the data model an object cross-section corresponding locations are marked, in which a solidification of the Aufbaubaum erials should take place in the appropriate shift. The device according to the invention is characterized by a time difference determination unit which is designed in at least one data model of a shift data set at at least one output point at which solidification is to take place, to determine the time interval between the time of sampling of said output point and the time of scanning of another identified location in the number of shift data sets, a shift data record modification unit, which is adapted to specify the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location and / or the value of an energy input parameter for the sampling of the other identified location as a function of the size of the time interval, and a slice data set provision unit which is designed layer data sets modified by the layer data set modification unit to provide control data for the production of the three-dimensional object by means of the generative layer construction device.
Die Bereitstellung von im dritten Schritt abgeänderten Schichtdatensätzen für die Herstellung des dreidimensionalen Objekts kann auch so aussehen, dass die Schichtdatensatz- Bereitstellungseinheit selbst den abgeänderten Schichtdatensatz in einen Steuerdatensatz für die generative Schichtbauvorrichtung integriert. Bereitstellen umfasst aber auch ein Weiterleiten eines oder mehrerer Schichtdatensätze an eine Datenverarbeitungsvorrichtung, welche den oder die Schichtdatensätze einen Steuerdatensatz integriert, oder ein direktes Weiterleiten an eine generative Schichtbauvorrichtung. Insbesondere ist es möglich, während eines Herstellvorgangs in der generativen Schichtbauvorrichtung dieser Vorrichtung dynamisch Schichtdatensätze für noch herzustellende Objektquerschnitte zur Verfügung zu stellen. The provision of layered data sets modified in the third step for the production of the three-dimensional object can also be such that the layer data record preparation unit itself integrates the modified layer data record into a control data record for the generative layer construction device. However, provision also includes forwarding one or more layer data sets to a data processing device which integrates the one or more layer data sets into a control data record, or a direct forwarding to a generative layer construction device. In particular, it is possible to dynamically provide shift data sets for object cross sections still to be produced during a production process in the generative layer construction device of this device.
Eine erfindungsgemäße generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energieeintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten auf. Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm weist Programmcodemittel auf, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung von Steuerdaten auszuführen, wenn das Computerprogramm mittels eines Datenprozessors, insbesondere eines mit einer generativen Schichtbauvorrichtung zusammenwirkenden Datenprozessors, ausgeführt wird. "Zusammenwirken" heißt hierbei, dass der Datenprozessor entweder in die generative Schichtbauvorrichtung integriert ist oder mit ihr Daten austauschen kann. Die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung von Steuerdaten sowie der zugehörigen Vorrichtung mittels Software ermöglicht eine einfache Installierbarkeit auf verschiedenen EDV-Systemen an verschiedenen Orten (beispielsweise beim Ersteller des Designs des Objekts oder aber beim Betreiber der generativen Schichtbauvorrichtung). A generative layer building apparatus according to the invention for producing a three-dimensional object, wherein the object is produced by the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer associated with the cross section of the object in that layer in that these points are scanned by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values with energy radiation, has an inventive device for providing control data. A computer program according to the invention has program code means for carrying out all the steps of a method according to the invention for providing control data when the computer program is executed by means of a data processor, in particular a data processor cooperating with a generative layer construction device. "Interaction" means here that the data processor is either integrated into the generative layer construction device or can exchange data with it. The implementation of the inventive method for providing control data and the associated device by means of software allows easy installation on different computer systems at different locations (for example, the creator of the design of the object or the operator of the generative layer building apparatus).
In einer erfindungsgemäßen computerlesbaren Speichervorrichtung ist das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert. Die Speichervorrichtung kann ein portables Speichermedium sein, insbesondere aber auch ein in einer generativen Schichtbauvorrichtung oder der Energieeintragseinrichtung vorhandener Speicher sein. In a computer-readable storage device according to the invention, the computer program according to the invention is stored. The storage device may be a portable storage medium, but in particular may also be a memory present in a generative layer construction device or the energy input device.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer beispielhaften Vorrichtung zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 shows a schematic, partially sectional view of an exemplary apparatus for generatively producing a three-dimensional object according to an embodiment of the invention,
Fig. 2 zeigt schematisch die Vorgehensweise, wenn ein zu verfestigender Objektquerschnitt unter Zuhilfenahme von Belichtungsbereichen abgetastet wird, 2 schematically shows the procedure when an object cross-section to be solidified is scanned with the aid of exposure areas,
Fig. 3a und 3b zeigen jeweils eine schematische Draufsicht auf einen Bereich eines Objektquerschnitts zur Veranschaulichung einer möglichen Vorgehensweise gemäß der Erfindung, W 3a and 3b each show a schematic plan view of a region of an object cross-section to illustrate a possible procedure according to the invention, W
20 20
Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Bereich eines Objektquerschnitts zur Veranschaulichung einer weiteren möglichen Vorgehensweise gemäß derFIG. 4 shows a schematic plan view of a region of an object cross-section to illustrate a further possible procedure according to FIG
Erfindung, Invention,
Fig. 5 veranschaulicht den Ablauf eines Verfahrens zur Bereitstellung von Steuerdaten, und 5 illustrates the flow of a method for providing control data, and
Fig. 6 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten. Fig. 6 shows the schematic structure of an apparatus for providing control data.
Für eine Beschreibung der Erfindung soll zunächst nachfolgend am Beispiel einer Lasersinteroder -Schmelzvorrichtung eine erfindungsgemäße generative Schichtbauvorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden. For a description of the invention, a generative layer construction device according to the invention will first be described below, using the example of a laser sintering melting device, with reference to FIG. 1.
Zum Aufbauen eines Objekts 2 enthält die Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1 eine Prozesskammer oder Baukammer 3 mit einer Kammerwandung 4. In der Prozesskammer 3 ist ein nach oben offener Baubehälter 5 mit einer Behälterwandung 6 angeordnet. Durch die obere Öffnung des Baubehälters 5 ist eine Arbeitsebene 7 definiert, wobei der innerhalb der Öffnung liegende Bereich der Arbeitsebene 7, der zum Aufbau des Objekts 2 verwendet werden kann, als Baufeld 8 bezeichnet wird. To build up an object 2, the laser sintering or laser melting device 1 contains a process chamber or construction chamber 3 with a chamber wall 4. In the process chamber 3, an upwardly open building container 5 with a container wall 6 is arranged. A working plane 7 is defined by the upper opening of the construction container 5, wherein the area of the working plane 7 which lies within the opening and which can be used to construct the object 2 is referred to as construction field 8.
In dem Baubehälter 5 ist ein in einer vertikalen Richtung V bewegbarer Träger 10 angeordnet, an dem eine Grundplatte 11 angebracht ist, die den Behälter 5 nach unten abschließt und damit dessen Boden bildet. Die Grundplatte 11 kann eine getrennt von dem Träger 10 gebildete Platte sein, die an dem Träger 10 befestigt ist, oder sie kann integral mit dem Träger 10 ausgebildet sein. Je nach verwendetem Pulver und Prozess kann auf der Grundplatte 11 noch eine Bauplattform 12 als Bauunterlage angebracht sein, auf der das Objekt 2 aufgebaut wird. Das Objekt 2 kann aber auch auf der Grundplatte 11 selber aufgebaut werden, die dann als Bauunterlage dient. In Fig. 1 ist das in dem Behälter 5 auf der Bauplattform 12 zu bildende Objekt 2 unterhalb der Arbeitsebene 7 in einem Zwischenzustand dargestellt mit mehreren verfestigten Schichten, umgeben von unverfestigt gebliebenem Aufbaumaterial 13. In the building container 5 a movable in a vertical direction V carrier 10 is arranged, on which a base plate 11 is mounted, which closes the container 5 down and thus forms its bottom. The base plate 11 may be a plate formed separately from the carrier 10, which is fixed to the carrier 10, or it may be formed integrally with the carrier 10. Depending on the powder and process used, a building platform 12 can still be mounted on the base plate 11 as a construction base on which the object 2 is built up. The object 2 can also be built on the base plate 11 itself, which then serves as a construction document. In Fig. 1 is to be formed in the container 5 on the building platform 12 Object 2 below the working level 7 in an intermediate state shown with several solidified layers, surrounded by unresolved remained building material 13th
Die Lasersinter- oder -Schmelzvorrichtung 1 enthält weiterhin einen Vorratsbehälter 14 für ein Aufbaumaterial 15, in diesem Beispiel ein durch elektromagnetische Strahlung verfestigbares Pulver, und einen in einer horizontalen Richtung H bewegbaren Beschichter 16 zum Aufbringen des Aufbaumaterials 15 innerhalb des Baufelds 8. Optional kann in der Prozesskammer 3 eine Heizvorrichtung, z.B. eine Strahlungsheizung 17 angeordnet sein, die zum Beheizen des aufgebrachten Aufbaumaterials dient. Als Strahlungsheizung 17 kann beispielsweise ein Infrarotstrahler vorgesehen sein. The laser sintering or melting apparatus 1 further comprises a reservoir 14 for a building material 15, in this example an electromagnetic radiation solidifiable powder, and a coater 16 movable in a horizontal direction H for applying the building material 15 within the construction field 8 the process chamber 3 a heating device, eg a radiant heater 17 may be arranged, which serves to heat the applied building material. As radiant heater 17, for example, an infrared radiator can be provided.
Die beispielhafte generative Schichtbauvorrichtung 1 enthält ferner eine Belichtungsvorrichtung 20 mit einem Laser 21, der einen Laserstrahl 22 erzeugt, der über eine Umlenkvorrichtung 23 umgelenkt wird und durch eine Fokussiervorrichtung 24 über ein Einkoppelfenster 25, das an der Oberseite der Prozesskammer 3 in der Kammerwandung 4 angebracht ist, auf die Arbeitsebene 7 fokussiert wird. The exemplary generative layer building apparatus 1 further comprises an exposure device 20 with a laser 21, which generates a laser beam 22, which is deflected by a deflection device 23 and by a focusing device 24 via a coupling window 25, which is attached to the top of the process chamber 3 in the chamber wall 4 is focused on the working level 7.
Weiter enthält die Lasersintervorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 29, über die die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung 1 in koordinierter Weise zum Durchführen des Bauprozesses gesteuert werden. Alternativ kann die Steuereinrichtung auch teilweise oder ganz außerhalb der Vorrichtung angebracht sein. Die Steuereinrichtung kann eine CPU enthalten, deren Betrieb durch ein Computerprogramm (Software) gesteuert wird. Das Computerprogramm kann getrennt von der Vorrichtung auf einem Speichermedium gespeichert sein, von dem aus es (z.B. über ein Netzwerk) in die Vorrichtung, insbesondere in die Steuereinrichtung geladen werden kann. Furthermore, the laser sintering device 1 includes a control device 29, via which the individual components of the device 1 are controlled in a coordinated manner for carrying out the building process. Alternatively, the control device may also be mounted partially or completely outside the device. The controller may include a CPU whose operation is controlled by a computer program (software). The computer program can be stored separately from the device on a storage medium from which it can be loaded (for example via a network) into the device, in particular into the control device.
Im Betrieb wird durch die Steuereinrichtung 29 der Träger 10 Schicht für Schicht abgesenkt, der Beschichter 16 zum Auftrag einer neuen Pulverschicht angesteuert und die Umlenkvorrichtung 23 und gegebenenfalls auch der Laser 21 und/oder die Fokussiervorrichtung 24 an- gesteuert zum Verfestigen der jeweiligen Schicht an den dem jeweiligen Objekt entsprechenden Stellen mittels des Lasers durch Abtasten dieser Stellen mit dem Laser. During operation, the carrier 10 is lowered layer by layer by the control device 29, the coater 16 is actuated to apply a new powder layer and the deflection device 23 and optionally also the laser 21 and / or the focusing device 24 are activated. controlled to solidify the respective layer at the locations corresponding to the respective object by means of the laser by scanning these locations with the laser.
Beim Lasersintern oder Laserschmelzen kann eine Belichtungsvorrichtung beispielsweise einen oder mehrere Gas- oder Festkörperlaser oder jede andere Art von Laser wie z.B. Laserdioden, insbesondere VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) oder VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), oder eine Zeile dieser Laser umfassen. Der in Fig. 1 gezeigte spezifische Aufbau einer Lasersinter- oder -Schmelzvorrichtung ist daher für die vorliegende Erfindung nur beispielhaft und kann natürlich auch abgewandelt werden, insbesondere bei Verwendung einer anderen Belichtungsvorrichtung als der gezeigten. Um kenntlich zu machen, dass die Gestalt der Strahlungsauftrefffläche auf dem Aufbaumaterial nicht notwendigerweise annähernd punktförmig, sondern auch flächig sein kann, wird im folgenden auch oftmals der Begriff "Strahlbündel" synonym zu "Strahl" verwendet. For example, in laser sintering or laser melting, an exposure apparatus may include one or more gas or solid state lasers, or any other type of laser, such as a laser. Laser diodes, in particular Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs) or Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers (VECSELs), or a line of these lasers. The specific structure of a laser sintering or melting apparatus shown in Fig. 1 is therefore exemplary only for the present invention and can of course be modified, especially when using a different exposure device than the one shown. To make it clear that the shape of the radiation incident surface on the building material may not necessarily be approximately punctiform, but also flat, the term "beam" is often used in the following synonymous with "beam".
Alle im weiteren Verlauf gemachten Ausführungen gelten nicht nur für Lasersinter- oder - Schmelzvorrichtungen, sondern auch für anders geartete generative Schichtbauvorrichtungen, bei denen Wärmeenergie in Form von Strahlung in das Aufbaumaterial eingetragen wird. All statements made in the further course apply not only to laser sintering or melting devices, but also to other types of generative layer construction devices in which heat energy in the form of radiation is introduced into the construction material.
In der soeben beispielhaft beschriebenen generativen Schichtbauvorrichtung geht ein Herstellvorgang so vonstatten, dass die Steuereinheit 29 einen Steuerdatensatz (oft auch als Steuerbefehlssatz bezeichnet) abarbeitet. Das erfindungsgemäße Vorgehen wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 6 beschrieben. In the generative layer construction device just described by way of example, a production process proceeds in such a way that the control unit 29 processes a control data record (often also referred to as a control instruction set). The procedure according to the invention will be described below by way of example with reference to FIGS. 2 to 6.
Wie in Fig. 6 gezeigt, enthält eine Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung eine Datenzugriffseinheit 101, eine Zeitdifferenz- Ermittlungseinheit 102, eine Schichtdatensatz-Abänderungseinheit 103 und eine Schichtdatensatz-Bereitstellungseinheit 104. Die Funktionsweise der Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Die Fig. 2 bis 4 dienen dabei der weiteren Veranschaulichung. In der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung greift zunächst die Datenzugriffseinheit 101 auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen zu, von denen jeder ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist. In dem in Fig. 5 gezeigten Verfahrensablauf ist dies der Schritt Sl. In jedem Datenmodell sind einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen der Schicht gekennzeichnet, an denen Aufbaumaterial verfestigt werden soll. Zur besseren Veranschaulichung des Vorgehens sei hier beispielhaft angenommen, dass in dem Datenmodell gekennzeichnet ist, wie ein Energiestrahlbündel (z.B. ein Laserstrahl) in mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Scanlinien über den Objektquerschnitt zur Verfestigung desselben zu bewegen ist. As shown in FIG. 6, a generative layer construction control data providing apparatus 100 includes a data access unit 101, a time difference detection unit 102, a layer data set modification unit 103, and a layer data record preparation unit 104. The operation of the control data providing apparatus 100 will be described with reference to FIG. 5. Figs. 2 to 4 serve to further illustrate. In the generative layer construction control data providing apparatus 100 shown in FIG. 6, first, the data access unit 101 accesses a number of layer data sets, each of which has a data model of a building material layer to be selectively solidified during fabrication. In the process sequence shown in FIG. 5, this is step S1. In each data model, locations of the layer to which building material is to be solidified are marked corresponding to an object cross-section. For a better illustration of the procedure, it is assumed here by way of example that in the data model it is indicated how an energy beam (eg a laser beam) is to be moved over the object cross-section in several temporally successive scan lines in order to solidify it.
In einem in Fig. 5 gezeigten Schritt S2 wird durch die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102 in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle PI, an der eine Verfestigung stattfinden soll, der zeitliche Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle PI und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen Stelle Nl, die in dem Datenmodell als zu verfestigende Stelle gekennzeichnet ist, bestimmt. Die genaue Vorgehensweise wird beispielhaft an Fig. 3a erläutert. In a step S2 shown in FIG. 5, in at least one data model of a shift data set at at least one output point PI at which solidification is to take place, the time difference between the time of sampling of this output point PI and the time of the Scanning another location Nl, which is identified in the data model as a point to be solidified determined. The exact procedure is explained by way of example in FIG. 3a.
Fig. 3a zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich eines zu verfestigenden Objektquerschnitts, speziell zwei nebeneinander liegende Scanlinien 54a und 54b, entlang derer das Energiestrahlbündel, im folgenden auch oftmals als Laserstrahl bezeichnet, beim Abtasten des Aufbaumaterials zu bewegen ist. Es werde hier angenommen, dass in dem Datenmodell nicht nur die zeitliche Reihenfolge, in der der Laserstrahl über das Aufbaumaterial zu bewegen ist, spezifiziert ist, sondern ebenfalls bereits auf einer vorgegebenen Zeitskala die Zeitpunkte spezifiziert sind, an denen der Laserstrahl an zu verfestigenden Stellen der Aufbaumaterialschicht auf das Aufbaumaterial auftrifft. In Fig. 3a sieht eine derartige Zuordnung zu einer Zeitskala beispielhaft so aus, dass den unterschiedlichen Stellen auf einer Scanlinie unterschiedliche Zeitabschnitte 154 zugeordnet sind. Die Richtung, in der die Scanlinien 54a und 54b durchlaufen werden, ist in Fig. 3a durch Pfeile gekennzeichnet. Die Scanlinie 54a wird also zunächst an ihrem in der zeichnerischen Darstellung oberen Ende durchlaufen. Diesem Bereich der Scanlinie ist ein erster Zeitabschnitt 154 zugeordnet, der mit der Ziffer "1" rechts neben der Scanlinie 54a veranschaulicht ist. Mit dem Voranschreiten bei der Abtastung der Scanlinie werden den weiteren Stellen auf der Scanlinie ein zweiter bis fünfzehnter Zeitabschnitt (wiederum durch die Ziffern "2" bis "15" veranschaulicht) zugeordnet, so dass die Scanlinie 54a nach fünfzehn Zeitabschnitten vollständig abgetastet ist. 3a shows a plan view of a partial region of an object cross-section to be solidified, specifically two adjacent scan lines 54a and 54b, along which the energy beam, also referred to below as laser beam, is to be moved during scanning of the building material. It is assumed here that in the data model not only the time order in which the laser beam is to be moved over the building material is specified but also the times at which the laser beam is to be solidified at a predetermined time scale are also specified Building material layer impinges on the building material. In FIG. 3 a, such an assignment to a time scale provides, by way of example, such that different time intervals 154 are assigned to the different locations on a scan line. The direction in which the scan lines 54a and 54b are traversed is indicated by arrows in FIG. 3a. The scan line 54a is thus initially passed through at its upper end in the drawing representation. Associated with this region of the scan line is a first time segment 154, which is illustrated by the numeral "1" to the right of the scan line 54a. As the scanning line is advanced, further portions on the scan line are assigned a second to fifteenth period (again represented by the numerals "2" to "15") so that the scan line 54a is completely scanned after fifteen time periods.
Ein Zeitabschnitt 154 ist, wie man in Fig. 3a erkennt, mehreren Stellen auf einer Scanlinie zugeordnet und zwar jeweils den Stellen zwischen in Fig. 3a gestrichelt dargestellten horizontalen Linien 154h. Die Zeitdauer, innerhalb der ein Zeitabschnitt 154 durchlaufen wird, kann so gewählt werden, dass sie der tatsächlichen Zeitdauer entspricht, die während des Herstellungsvorgangs des Objekts der Laserstrahl zum Durchlaufen des entsprechenden Bereichs der Scanlinie benötigt. Bevorzugt werden die Zeitabschnitte 154 so gewählt, dass die ihnen zugeordneten Zeitdauern alle gleich sind. Dies vereinfacht das Vorgehen. As can be seen in FIG. 3 a, a time interval 154 is assigned to a plurality of locations on a scan line, and in each case to the locations between horizontal lines 154 h, shown dashed in FIG. 3 a. The amount of time that passes through a period 154 may be selected to correspond to the actual amount of time required for the laser beam to pass through the corresponding portion of the scan line during the manufacturing process of the object. Preferably, the time periods 154 are chosen so that the time periods associated with them are all the same. This simplifies the procedure.
Man erkennt in Fig. 3a, dass auch der Scanlinie 54b Zeitabschnitte 154 zugeordnet sind, nämlich ein siebzehnter bis einunddreißigster Zeitabschnitt (die Nummerierung der Zeitabschnitte soll auf die zeitliche Reihenfolge, in der sie durchlaufen werden, hindeuten). Es ist daher offensichtlich, dass die Scanlinie 54b zeitlich nach der Scanlinie 54a durchlaufen werden soll. Man erkennt an der Pfeilspitze der Scanlinie 54a einen gestrichelten bogenförmigen Pfeil 154s, der einen Versatz des Laserstrahls ohne Belichtung, also eine Sprungstelle, veranschaulicht. Neben der Sprungstelle 154s ist mit der Ziffer "2" gekennzeichnet, dass für den Versatz des Laserstrahls zwei Zeitabschnitte benötigt werden. Daher startet auch die Belichtung der Scanlinie 54b mit dem siebzehnten Zeitabschnitt. It can be seen in FIG. 3a that the scan line 54b is also allocated time segments 154, namely a seventeenth to thirty-first period of time (the numbering of the time segments should indicate the chronological order in which they are run). It is therefore obvious that the scan line 54b should be timed after the scan line 54a. It can be seen at the arrowhead of the scan line 54a a dashed arcuate arrow 154s, which illustrates an offset of the laser beam without exposure, so a jump point. In addition to the discontinuity 154s, the numeral "2" indicates that two time segments are required for the offset of the laser beam. Therefore, the exposure of the scan line 54b also starts at the seventeenth time period.
Falls in einem Datenmodell entweder noch keine Information über die zeitliche Reihenfolge, in der die Stellen eines Objektquerschnitts zu verfestigen sind, enthalten ist oder aber keine Zeitskala für die Abtastung der Stellen des Objektquerschnitts vorgegeben ist, so können die- se Informationen vor Durchführung des Verfahrens dem Datensatz hinzugefügt werden oder aber die Vorrichtung 100 selbst, insbesondere die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102, fügt diese Informationen dem Datenmodell eines Schichtdatensatzes hinzu. If in a data model either no information about the time sequence in which the locations of an object cross section are to be solidified is contained or if no time scale for the scanning of the locations of the object cross section is specified, then If the information is added to the data record before the method is carried out or the device 100 itself, in particular the time difference determination unit 102, adds this information to the data model of a shift data record.
Im Beispiel der Fig. 3a ermittelt nun die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102 die Zeitdifferenz 155 zwischen einem Abschnitt auf der ersten Scanlinie 54a und einem Abschnitt auf der Scanlinie 54b. Im Beispiel ist auf der Scanlinie 54a eine Ausgangsstelle PI gekennzeichnet, der, zusammen mit anderen Stellen, der elfte Zeitabschnitt für eine Belichtung zugeordnet ist und auf der zweiten Scanlinie 54b ist eine Stelle Nl gekennzeichnet, der, zusammen mit anderen Stellen, der einundzwanzigste Zeitabschnitt für eine Belichtung zugeordnet ist. Die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102 ermittelt nun für die Stellen PI und Nl eine zeitliche Differenz von zehn Abschnitten, die zwischen den Belichtungen der beiden Stellen liegt. Bevorzugt wird solch eine zeitliche Differenz für alle Zeitabschnitte ermittelt, die auf den beiden zueinander parallelen Scanlinien 54a und 54b einander gegenüberliegen. Die entsprechenden Ergebnisse sind als Ziffern in der Mitte zwischen beiden Scanlinien dargestellt (Bezugszeichen 155), wobei der Zahlwert jeweils die zeitliche Differenz zwischen den Belichtungszeitpunkten auf der ersten Scanlinie 54a und der zweiten Scanlinie 54b angibt. In the example of FIG. 3a, the time difference determination unit 102 determines the time difference 155 between a section on the first scan line 54a and a section on the scan line 54b. In the example, an exit point PI is marked on the scan line 54a, which, together with other locations, is assigned the eleventh time period for an exposure, and on the second scan line 54b a location N1 is marked, which, together with other locations, the twenty-first time interval for an exposure is assigned. The time difference determination unit 102 now determines, for the locations PI and Nl, a time difference of ten sections, which lies between the exposures of the two locations. Such a temporal difference is preferably determined for all time segments which lie opposite one another on the two mutually parallel scan lines 54a and 54b. The corresponding results are shown as numbers in the middle between both scan lines (reference numeral 155), the numerical value indicating the time difference between the exposure times on the first scan line 54a and the second scan line 54b.
In einem in Fig. 5 gezeigten dritten Schritt S3 ändert die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit 103 nun entweder einen Energieeintragsparameter für die Abtastung der ersten Scanlinie 54a und/oder der zweiten Scanlinie 54b. Das Ausmaß der Abänderung des/der Energieeintragsparameter/s hängt dabei vom Wert der Zeitdifferenz 155 ab. Wie man in Fig. 3a erkennt, ist die Zeitdifferenz gerade an der Sprungstelle 154s sehr klein. Dort werden also die im fünfzehnten Zeitabschnitt belichteten Stellen auf der Scanlinie 54a und die im siebzehnten Zeitabschnitt belichteten Stellen auf der Scanlinie 54b unmittelbar nacheinander belichtet. Entsprechend wird die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit in dem Datenmodell spezifizieren, dass entweder die ursprünglich vorgesehene Energiedichte des Laserstrahls bei der Abtastung der Scanlinie 54a und/oder die Energiedichte (Strahlenergie pro Flächeneinheit) bei der Abtastung der Scanlinie 54b mit dem Laserstrahl erniedrigt werden, da beim Abtasten der Stellen im siebzehnten Zeitabschnitt noch sehr viel Restwärme vorhanden ist, die von der Abtastung entlang der ersten Scanlinie 54a im fünfzehnten Zeitabschnitt herrührt. Andererseits erkennt man, dass z. B. die Zeitdifferenz 155 zwischen dem ersten Zeitabschnitt und dem einunddreißigsten Zeitabschnitt dreißig Zeitabschnitte beträgt, so dass nur mehr eine geringe oder zu vernachlässigende Restenergiemenge, die von der Verfestigung im ersten Zeitabschnitt herrührt, bei der Verfestigung im einunddreißigsten Zeitabschnitt vorhanden ist. An den entsprechenden Stellen der ersten Scanlinie 54a und/oder zweiten Scanlinie 54b wird daher die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit 103 die Energiedichte entweder nur geringfügig oder gar nicht gegenüber der ursprünglich vorgesehenen Energiedichte absenken. In a third step S3 shown in FIG. 5, the layer data set modification unit 103 now either changes an energy input parameter for the scanning of the first scan line 54a and / or the second scan line 54b. The extent of the modification of the energy input parameter (s) depends on the value of the time difference 155. As can be seen in Fig. 3a, the time difference is very small, especially at the jump point 154s. There, therefore, the areas exposed in the fifteenth period on the scan line 54a and the areas exposed in the seventeenth period are exposed on the scan line 54b immediately after one another. Accordingly, the layer data set modification unit in the data model will specify that either the originally intended energy density of the laser beam in scanning the scan line 54a and / or the energy density (beam energy per unit area) is lowered with the scanning of the scan line 54b with the laser beam since in scanning the places in the seventeenth period still very much residual heat is present, the sampling along the first scan line 54a in the fifteenth period. On the other hand, one recognizes that z. For example, the time difference 155 between the first time period and the thirty-first time period is thirty time periods, so that only a small or negligible amount of residual energy resulting from the solidification in the first time period is present in the thirty-first time period upon solidification. At the corresponding points of the first scan line 54a and / or the second scan line 54b, therefore, the slice data modification unit 103 will lower the energy density only slightly or not at all in relation to the originally intended energy density.
Die ursprünglich vorgesehene Energiedichte des Energiestrahlbündels ("Norm-Energiedichte") basiert in der Regel auf Erfahrungswerten für die für eine Herstellung eingesetzte generative Schichtbauvorrichtung und ein verwendetes Aufbaumaterial. Auch hinsichtlich der Gestalt und Größe der herzustellenden Objekte weiß der Fachmann im voraus, welche Energiedichte bevorzugt an einer Stelle eines Objektquerschnitts zu wählen ist. Gegebenenfalls können zu verwendende Werte für die Norm-Energiedichte auch im Rahmen von Vorversuchen ermittelt werden. The originally intended energy density of the energy beam bundle ("standard energy density") is generally based on empirical values for the generative layer building apparatus used for production and a building material used. Also with regard to the shape and size of the objects to be produced, the person skilled in the art knows in advance which energy density is to be selected preferably at a location of an object cross section. If necessary, values to be used for the standard energy density can also be determined during preliminary tests.
Eine Veränderung der Energiedichte des Energiestrahlbündels kann beispielsweise durch Verringern der Leistung der Laserquelle oder Elektronenstrahlquelle bewerkstelligt werden, durch eine geänderte Ansteuerung der Strahlungsenergiequelle, beispielsweise eine Änderung der Laserpulsbreite bei einem gepulsten Laser, etc. A change in the energy density of the energy beam bundle can be accomplished, for example, by reducing the power of the laser source or electron beam source, by changing the control of the radiation energy source, for example a change in the laser pulse width in a pulsed laser, etc.
In einem in Fig. 5 gezeigten Schritt S4 wird schließlich durch die Schichtdatensatz- Bereitstellungseinheit 104 der im Schritt S3 abgeänderte Schichtdatensatz für die Herstellung mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt, beispielsweise für die Integration in einen Steuerbefehlssatz derselben. Finally, in a step S4 shown in FIG. 5, the layer data record providing unit 104 finally provides the layer data set modified in step S3 for production by means of the generative layer building apparatus, for example for integration into a control instruction set thereof.
Nachfolgend werden Abwandlungen des soeben beschriebenen Vorgehens beschrieben. Fig. 3a zeigt als Beispiel den Idealfall, in dem zwei Scanlinien gleich lang und parallel zueinander sind und exakt einander gegenüberliegen. Dieser Idealfall liegt vor, wenn ein rechteckiger oder quadratischer Objektquerschnitt verfestigt wird und die Scanlinien parallel zu einer der Seiten des Rechtecks bzw. Quadrats liegen. Des Weiteren ist dieser Idealfall aber von Bedeutung für Verfestigungsstrategien, bei denen einem zu verfestigenden Objektquerschnitt oder zumindest einem Teilbereich desselben mehrere Belichtungsbereiche zugeordnet werden. Solch ein Vorgehen ist schematisch in Fig. 2 veranschaulicht, die beispielhaft einen rechteckigen Objektquerschnitt 50 zeigt. Der Objektquerschnitt 50 in Fig. 2 besteht aus einem Innenbereich 52 und einer Konturlinie 51. Während die Konturlinie 51 gewöhnlich durch Abfahren der Kontur des Objektquerschnitts mittels eines Verfestigungsstrahlbündels verfestigt wird, wird der Innenbereich 52 Belichtungsbereich für Belichtungsbereich abgetastet. In Fig. 2 sind lediglich zwei Belichtungsbereiche 53 dargestellt, die im Beispiel eine rechteckige Form aufweisen. Der gesamte Innenbereich 52 kann mit solchen Belichtungsbereichen 53 überdeckt werden, auch wenn aus Gründen der Anschaulichkeit lediglich zwei Belichtungsbereiche 53 gezeigt sind. Hereinafter, modifications of the procedure just described will be described. Fig. 3a shows as an example the ideal case in which two scan lines are the same length and parallel to each other and exactly opposite each other. This ideal case is when a rectangular or square object cross-section is solidified and the scan lines are parallel to one of the sides of the rectangle or square. Furthermore, this ideal case is important for hardening strategies in which a plurality of exposure areas are assigned to an object cross-section to be solidified or at least a sub-area thereof. Such a procedure is schematically illustrated in FIG. 2, which shows by way of example a rectangular object cross section 50. The object cross section 50 in FIG. 2 consists of an inner region 52 and a contour line 51. While the contour line 51 is usually solidified by traversing the contour of the object cross section by means of a solidification beam, the inner region 52 exposure region for the exposure region is scanned. In Fig. 2, only two exposure areas 53 are shown, which have a rectangular shape in the example. The entire inner area 52 can be covered with such exposure areas 53, even if, for reasons of clarity, only two exposure areas 53 are shown.
Zur Verfestigung des Aufbaumaterials innerhalb eines Belichtungsbereichs 53 wird das Energiestrahlbündel (z.B. ein Laserstrahl) in im Wesentlichen parallel zueinander liegenden Scanlinien 54 über das Aufbaumaterial bewegt. Beispielsweise würde in Fig. 2 jeder der beiden Belichtungsbereiche 53 Scanlinie für Scanlinie von links nach rechts abgetastet, wobei zwei benachbarte Scanlinien jeweils in entgegengesetzten Richtungen abgefahren werden. Es sei noch der Vollständigkeit halber hinzugefügt, dass, falls ein Belichtungsbereich 53 den Innenbereich 52 an dessen Rand überragt, natürlich nur das Aufbaumaterial im Belichtungsbereich 53, das auch innerhalb des Innenbereichs 52 liegt, abgetastet und verfestigt wird. To solidify the build material within an exposure area 53, the energy beam (e.g., a laser beam) is moved across the build material in scan lines 54 substantially parallel to each other. For example, in FIG. 2, each of the two exposure areas 53 would be scan-scanned line by line from left to right, with two adjacent scan lines respectively being traversed in opposite directions. For the sake of completeness, it is added that if an exposure area 53 projects beyond the interior area 52 at its edge, of course only the building material in the exposure area 53, which is also inside the interior area 52, is scanned and solidified.
Man erkennt, dass bei der in Fig. 2 veranschaulichten Verfestigungsstrategie der in Fig. 3a gezeigte Beispielsfall die Regel ist. Mittels des erfindungsgemäßen Vorgehens kann also gerade beim Vorgehen gemäß der in Fig. 2 gezeigten Belichtungsstrategie dafür gesorgt werden, dass unterschiedliche Temperaturverhältnisse vor der Verfestigung, die an unterschiedlichen Stellen einer Scanlinie vorliegen können, kompensiert werden können. Insbesondere können W It will be appreciated that in the consolidation strategy illustrated in FIG. 2, the example case shown in FIG. 3a is the rule. By means of the procedure according to the invention, it is therefore possible to ensure, especially in the course of the procedure according to the exposure strategy shown in FIG. 2, that different temperature conditions before solidification, which can be present at different points of a scan line, can be compensated. In particular, you can W
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Überhitzungsvorgänge nahe den Sprungstellen des Laserstrahls beim jeweiligen Übergang zur nächsten Scanlinie verhindert werden. Overheating operations near the discontinuities of the laser beam at the respective transition to the next scan line can be prevented.
Fig. 3b veranschaulicht das Vorgehen, wenn Scanlinien unterschiedliche Längen aufweisen und einander nicht exakt gegenüberliegen. Zu solch einer Konstellation kann es bei komplexen, nicht rechteckigen Objektquerschnitten kommen oder aber in Fällen, in denen in Fig. 2 ein Belichtungsbereich 53 über einen nicht rechteckigen Objektquerschnitt hinausragt. 3b illustrates the procedure when scan lines have different lengths and are not exactly opposite each other. Such a constellation can occur in the case of complex, non-rectangular object cross sections or in cases in which, in FIG. 2, an exposure area 53 projects beyond a non-rectangular object cross section.
Das Vorgehen in Fig. 3b ist ähnlich jenem von Fig. 3a. Wiederum werden einzelnen Abschnitten einer Scanlinie Zeitabschnitte 154 zugeordnet. Im Beispiel der Fig. 3b wird die Scanlinie 56a vor der Scanlinie 56b und diese vor der Scanlinie 56c abgetastet. Entsprechend werden, analog dem Vorgehen in Fig. 3a, der Scanlinie 56a der erste bis zehnte Zeitabschnitt zugeordnet. Beim Übergang von der Scanlinie 56a zur Scanlinie 56b muss das Verfestigungsstrahlbündel über einen längeren Streckenabschnitt bewegt werden als in Fig. 3a. Für den Sprung werden daher drei Zeitabschnitte benötigt, so dass der Scanlinie 56b der dreizehnte bis zwanzigste Zeitabschnitt zugeordnet werden und, nach einem weiteren Übergangssprung zur Scanlinie 56c dieser der zweiundzwanzigste bis fünfundzwanzigste Zeitabschnitt zugeordnet werden. Wie man anhand der in Fig. 3b dargestellten Zeitdifferenzen 155 erkennt, werden diese jeweils an jenen Stellen ermittelt, an denen Bereiche unterschiedlicher Scanlinien einander gegenüberliegen, also Stellen, bei denen ein auf einer Scanlinie errichtetes Lot eine benachbarte Scanlinie schneidet. The procedure in Fig. 3b is similar to that of Fig. 3a. Again, individual sections of a scan line are assigned time sections 154. In the example of FIG. 3b, the scan line 56a is scanned in front of the scan line 56b and this in front of the scan line 56c. Accordingly, analogously to the procedure in FIG. 3 a, the scan line 56 a is assigned the first to the tenth time segment. In the transition from the scan line 56a to the scan line 56b, the solidification beam must be moved over a longer distance than in Fig. 3a. Therefore, three time periods are required for the jump, so that the scan line 56b is assigned the thirteenth to twentieth time segments and, after another transition jump to the scan line 56c, these are assigned to the twenty-second to twenty-fifth time segments. As can be seen on the basis of the time differences 155 shown in FIG. 3b, these are respectively determined at those points at which areas of different scan lines lie opposite one another, ie points at which a solder built on a scan line intersects an adjacent scan line.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel mit acht Scanlinien 57a, 57b, 57c, 57d, 57e, 57f, 57g und 57h. Das Vorgehen in dem Beispiel von Fig. 4 ist analog jenem in den Fig. 3a und 3b. Anhand von Fig. 4 kann jedoch näher auf eine Zeitskala eingegangen werden, die den Verfestigungszeitpunkten der einzelnen Stellen auf den Scanlinien zugeordnet ist. Man erkennt anhand von Fig. 4, dass nicht zwingend eine allgemeine Zeitskala eingeführt werden muss, auf der jeder zu verfestigenden Stelle eines Objektquerschnitts ein Zeitpunkt zugeordnet wird bzw. jede Stelle einem Zeitabschnitt zugeordnet wird. Vielmehr erkennt man in Fig. 4, dass es auch möglich ist, jeweils für zwei benachbarte Scanlinien eine lokale Zeitskala einzuführen, bezüglich derer bei- spielsweise die Zeitdifferenz-Bestimmungseinheit 102 den einzelnen Stellen auf den Scanlinien Zeitabschnitte 154 zuordnet. Beispielsweise werden den Stellen der Scanlinie 57b jeweils zwei unterschiedliche Zeitabschnitte zugeordnet: ein Zeitabschnitt 157a in Bezug auf die zeitlich vorangegangene Scanlinie 57a und ein Zeitabschnitt 157c in Bezug auf die zeitlich nachfolgende Scanlinie 57c. Es wird also jeweils zwei benachbarten Scanlinien eine Zeitskala zugeordnet. Neben der Scanlinie 57b sind jene Zeitabschnitte 157a, die sich auf die vorangegangene Scanlinie 57a beziehen, auf der zu der Scanlinie 57a zeigenden Seite dargestellt und jene Zeitabschnitte 157c, die sich auf die Scanlinie 57c beziehen, sind auf der zur Scanlinie 57c zeigenden Seite dargestellt. Für die übrigen Scanlinien gilt Analoges. 4 shows an example with eight scan lines 57a, 57b, 57c, 57d, 57e, 57f, 57g and 57h. The procedure in the example of Fig. 4 is analogous to that in Figs. 3a and 3b. With reference to FIG. 4, however, a time scale can be entered which is assigned to the solidification times of the individual points on the scan lines. It can be seen with reference to FIG. 4 that a general time scale does not necessarily have to be introduced, on which each time point to be solidified of an object cross-section is assigned a time or each point is assigned to a time interval. Rather, it can be seen in FIG. 4 that it is also possible to introduce a local time scale for two adjacent scan lines, with respect to which For example, the time difference determination unit 102 assigns time sections 154 to the individual locations on the scan lines. For example, the locations of the scan line 57b are each assigned two different time periods: a time interval 157a with respect to the temporally preceding scan line 57a and a time interval 157c with respect to the temporally subsequent scan line 57c. Thus, in each case two adjacent scan lines are assigned a time scale. Beside the scan line 57b, those time portions 157a relating to the preceding scan line 57a are shown on the side facing the scan line 57a, and those time portions 157c relating to the scan line 57c are shown on the side facing the scan line 57c. The rest of the scan lines are analogous.
In Fig. 4 erkennt man, dass Zeitdifferenzen jeweils nur zwischen Stellen auf zueinander benachbarten Scanlinien bestimmt werden. Je nachdem, wie groß der Abstand zwischen den einzelnen Scanlinien ist, könnte aber auch noch ein Einfluss der übernächsten Scanlinie vorhanden sein. Entsprechend wäre es möglich, nicht nur den zeitlichen Abstand des vierten Zeitabschnitts der Scanlinie 57a zum achtundzwanzigsten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57b zu bestimmen, sondern ebenfalls den zeitlichen Abstand zwischen dem vierten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57a und dem sechzehnten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57c. Mit anderen Worten, man könnte die Energiedichte der Strahlung, die auf die dem vierten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57a zugeordneten Stellen auftreffen soll, von zwei unterschiedlichen Zeitdifferenzen abhängig machen. Offensichtlich würde dabei die Zeitdifferenz zur Scanlinie 57b stärker berücksichtigt werden, beispielsweise durch einen unterschiedlichen Wichtungsfaktor, als die Zeitdifferenz zu den Stellen des sechzehnten Zeitabschnitts auf der Scanlinie 57c. FIG. 4 shows that time differences are respectively determined only between locations on mutually adjacent scan lines. Depending on how large the distance between the individual scan lines, but could also be an influence of the next but one scan line available. Accordingly, it would be possible to determine not only the time interval of the fourth time portion of the scan line 57a to the twenty-eighth time period on the scan line 57b but also the time interval between the fourth time period on the scan line 57a and the sixteenth time period on the scan line 57c. In other words, one could make the energy density of the radiation to be incident on the locations assigned to the fourth time segment on the scan line 57a dependent on two different time differences. Obviously, the time difference to the scan line 57b would be considered more strongly, for example, by a different weighting factor than the time difference to the locations of the sixteenth time segment on the scan line 57c.
Weiterhin ist es natürlich auch möglich, mehrere Zeitdifferenzen zwischen einer Stelle auf einer ersten Scanlinie und mehreren Stellen auf einer anderen zweiten Scanlinie in die Festlegung des Energieeintrags auf der ersten Scanlinie einfließen zu lassen. Beispielsweise könnte man also zur Bemessung des Energieeintrags an den Stellen im vierten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57a die Zeitdifferenzen zu dem sechsundzwanzigsten, siebenundzwanzigsten, achtundzwanzigsten und neunundzwanzigsten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57b einfließen lassen. Das erfindungsgemäße Vorgehen ist nicht auf parallel zueinander liegende Scanlinien beschränkt. Beispielsweise kann es eine Beeinflussung des Verfestigungsverhaltens in der oberen linken Ecke des Innenbereichs 52 in Fig. 2 geben, wenn kurz vor der Abtastung der Scanlinie 54 ganz links die Kontur 51 abgetastet wurde und daher beide Abtastvorgänge zeitlich nah beieinander liegen. In solch einem Falle ist es vorteilhaft, die Zeitdifferenz zwischen der Abtastung von Stellen der Scanlinie 54 ganz links und der Abtastung der Konturlinie in der oberen linken Ecke des Querschnitts 50 in Fig. 2 einfließen zu lassen in die einzutragende Energie an den Stellen der Scanlinie 54 (unter der Annahme, dass diese nach der Konturlinie 51 verfestigt wird). Furthermore, it is of course also possible to incorporate several time differences between a point on a first scan line and a plurality of points on another second scan line in the definition of the energy input on the first scan line. For example, to calculate the energy input at the locations in the fourth time period on the scan line 57a, one could include the time differences at the twenty-sixth, twenty-seventh, twenty-eighth, and twenty-ninth time periods on the scan line 57b. The procedure according to the invention is not limited to scanning lines lying parallel to one another. For example, there may be an influence on the solidification behavior in the upper left corner of the inner region 52 in FIG. 2 if the contour 51 was scanned shortly before the scanning of the scan line 54 on the far left and therefore both scanning processes are temporally close to each other. In such a case, it is advantageous to let the time difference between the scanning of points of the scan line 54 at the far left and the scanning of the contour line in the upper left corner of the cross section 50 in FIG. 2 flow into the energy to be entered at the locations of the scan line 54 (assuming that it is solidified after contour line 51).
Weiterhin müssen Zeitdifferenzen nicht notwendigerweise zwischen Stellen innerhalb eines Objektquerschnitts bestimmt werden zur Festlegung der einzutragenden Energie. In Fig. 1 ist das herzustellende Objekt 2 in einem Zwischenzustand gezeigt, in dem bereits verfestigte Objektquerschnitte zu sehen sind. Wenn in Fig. 1 der oberste Objektquerschnitt verfestigt wird, dann kann es vorkommen, dass der unmittelbar darunter liegende Objektquerschnitt, der kurz zuvor verfestigt wurde, noch sehr viel Wärmeenergie enthält, die an den obersten zu verfestigenden Objektquerschnitt abgegeben wird. Entsprechend kann es sinnvoll sein, eine Zeitdifferenz zwischen der Verfestigung einer Stelle in der obersten Schicht und einer Stelle in einer darunter liegenden Schicht, beispielsweise der unmittelbar darunter liegenden Stelle in der unmittelbar darunter liegenden Schicht, zu bestimmen und auf dieser Grundlage die einzutragende Energie in der obersten Schicht zu bemessen. Je nach Aufbaumaterial und Typ von Schichtbauvorrichtung könnte auch noch ein Einfluss von Stellen in Schichten unterhalb der unmittelbar darunter liegenden Schicht vorhanden sein. Entsprechend wäre es möglich, nicht nur die Zeitdifferenz zu einer Stelle in der unmittelbar darunter liegenden Schicht zu berücksichtigen, sondern ebenfalls einen oder mehrere zeitliche Abstände zu Stellen in einer oder mehreren weiteren Schichten unterhalb der unmittelbar darunter liegenden Schicht. Furthermore, time differences do not necessarily have to be determined between locations within an object's cross-section to determine the energy to be entered. In Fig. 1, the object to be produced 2 is shown in an intermediate state in which already solidified object cross-sections can be seen. In FIG. 1, when the uppermost object cross-section is solidified, it may happen that the immediately below object cross-section, which has just been solidified, still contains a great deal of heat energy, which is emitted to the uppermost object cross-section to be solidified. Accordingly, it may be useful to determine a time difference between the solidification of a location in the uppermost layer and a location in an underlying layer, for example, the immediately underlying location in the immediately underlying layer and on this basis the energy to be entered in the top layer. Depending on the building material and the type of layering device, there could also be an influence of places in layers below the layer immediately below. Accordingly, it would be possible to consider not only the time difference to a location in the immediately underlying layer, but also one or more temporal distances to locations in one or more further layers below the immediately underlying layer.
Bei den Beispielen der Fig. 3 und 4 wurden jeweils mehrere zu verfestigende Stellen ein und demselben Zeitabschnitt zugeordnet. Natürlich könnte man auch jeder zu verfestigenden Stel- le einen individuellen Zeitabschnitt zuordnen, jedoch würde dies das Datenvolumen des Datenmodells einer Schicht sehr stark vergrößern. Ebenso kann das gezeigte Vorgehen abgeändert werden, wenn zur Änderung des Energieeintrags nicht die Energiedichte der Strahlung/des Strahls abgeändert wird, sondern die Abtastgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, mit der das Strahlbündel über das Aufbaumaterial bewegt wird. In diesem Fall muss die Zuordnung von abzutastenden Stellen zu Abtastzeiten/Zeitabschnitten dynamisch erfolgen, da bei sich ändernder Abtastgeschwindigkeit, beispielsweise einer Erhöhung der Abtastgeschwindigkeit, innerhalb der Zeitdauer eines Norm-Zeitabschnitts, wie er in den Fig. 3 und 4 jeweils zwischen zwei horizontalen Linien 154h gezeigt ist, die Anzahl der solch einem Zeitabschnitt zuzuordnenden Stellen auf einer Scanlinie anwächst. Mit anderen Worten, wenn bei dem Verfahren die Abtastgeschwindigkeit verändert wird, so sollte nach der Veränderung der Abtastgeschwindigkeit eine Neuzuordnung von Zeitabschnitten zu abzutastenden Stellen und eine Neuermittlung von Zeitabständen bzw. Zeitdifferenzen für die noch abzutastenden Stellen erfolgen. In the examples of FIGS. 3 and 4, a plurality of sites to be consolidated were assigned one and the same time period in each case. Of course, one could also Assigning le to an individual period of time, however, would greatly increase the data volume of the data model of a layer. Likewise, the procedure shown can be modified if the energy density of the radiation / beam is not changed to change the energy input, but the scanning speed, ie the speed with which the beam is moved over the building material. In this case, the assignment of points to be scanned at sampling times / periods must be done dynamically because with changing scanning speed, for example an increase in the scanning speed, within the time period of a standard time segment, as in each case between two horizontal lines in FIGS. 3 and 4 154h, the number of locations to be assigned to such a period increases on a scan line. In other words, in the method, when the scanning speed is changed, after the change of the scanning speed, a reassignment of time periods to scanned positions and a new determination of time intervals should be made for the positions to be scanned.
Es sei noch erwähnt, dass natürlich nicht alle Zeitabschnitte gleich lang sein müssen. Allerdings ist ein gleicher Zeitabschnitt bzw. Norm-Zeitabschnitt von Vorteil, da bei der Berechnung von Zeitdifferenzen die für einen Norm-Zeitabschnitt benötigte Abtastdauer als Zeiteinheit angesehen werden kann und der Berechnung der Zeitdifferenzen zugrunde gelegt werden kann, wie es auch bei der Erläuterung zu Fig. 3 und 4 geschah. It should be mentioned that of course not all periods have to be the same length. However, an identical time interval or standard time period is advantageous, since in the calculation of time differences, the sampling time required for a standard time period can be regarded as a time unit and the calculation of the time differences can be used as the basis for the explanation of FIG 3 and 4 happened.
Abschließend sei noch erwähnt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung nicht nur allein durch Softwarekomponenten, sondern auch allein durch Hardware-Komponenten oder Mischungen aus Hard- und Software realisiert sein kann. In der vorliegenden Anmeldung erwähnte Schnittstellen müssen insbesondere nicht zwangsläufig als Hardware-Komponenten ausgebildet sein, sondern können auch als Softwaremodule realisiert sein, beispielsweise, wenn die darüber eingespeisten bzw. ausgegebenen Daten von bereits auf dem gleichen Gerät realisierten anderen Komponenten übernommen werden können oder an eine andere Komponente nur softwaremäßig übergeben werden müssen. Ebenso könnten die Schnittstellen aus Hardware- und Software-Komponenten bestehen, wie zum Beispiel einer Standard-Hardware- Schnittstelle, die durch Software für den konkreten Einsatzzweck speziell konfiguriert wird. Außerdem können mehrere Schnittstellen auch in einer gemeinsamen Schnittstelle, beispielsweise einer Input-Output-Schnittstelle, zusammengefasst sein. Finally, it should be mentioned that a device 100 according to the invention for providing control data for a generative layer construction device can be realized not only by software components but also solely by hardware components or mixtures of hardware and software. In particular, interfaces mentioned in the present application do not necessarily have to be designed as hardware components, but can also be realized as software modules, for example, if the data fed in or output therefrom can be taken over by other components already realized on the same device or to a user other components only have to be transferred by software. Similarly, the interfaces could be hardware and software components, such as a standard hardware interface specifically configured by software for the specific application. In addition, several interfaces can also be combined in a common interface, for example an input-output interface.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Computergestütztes Verfahren zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energieeintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, A computer-aided method for providing control data to a generative layer building apparatus for producing a three-dimensional object, wherein the object is manufactured by the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer belonging to the Are cross-sectioned of the object in that layer by scanning these locations with energy radiation by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values,
wobei in einem ersten Schritt (Sl) auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen zugegriffen wird, wobei ein Schichtdatensatz jeweils ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist und in dem Datenmodell einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials (15) in der entsprechenden Schicht stattfinden soll  wherein in a first step (S1) a number of layer data sets are accessed, wherein a layer data set each has a data model of a build material layer to be selectively solidified during production and in the data model an object cross section corresponding locations are identified, at which a solidification of the building material (15 ) should take place in the appropriate layer
dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt (S2) in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle (PI), an der eine Verfestigung stattfinden soll, der zeitliche Abstand (155) zwischen dem Zeitpunkt (154) der Abtastung dieser Ausgangsstelle (PI) und dem Zeitpunkt (154) der Abtastung einer anderen gekennzeichneten Stelle (Nl) in der Anzahl von Schichtdatensätzen, bevorzugt einer anderen gekennzeichneten Stelle (Nl) in dem Schichtdatensatz, bestimmt wird,  characterized in that in a second step (S2) in at least one data model of a layer data set at at least one output point (PI) at which a solidification is to take place, the time interval (155) between the time (154) of sampling this output point (PI ) and the time (154) of scanning another designated location (Nl) in the number of shift records, preferably another designated location (Nl) in the shift record,
in einem dritten Schritt (S3) die Anzahl von Schichtdatensätzen dergestalt abgeändert wird, dass der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle (PI) und/oder der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle (Nl) in Abhängigkeit von der Größe ihres zeitlichen Ab- stands spezifiziert wird und in einem vierten Schritt (S4) die im dritten Schritt abgeänderten Schichtdatensätze als Steuerdaten für die Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt werden. in a third step (S3) the number of layer data records is modified such that the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output location (PI) and / or the value of an energy input parameter for the sampling of the other identified location (N1) is dependent on the size of their time interval is specified and in a fourth step (S4), the layer data sets modified in the third step are provided as control data for the production of the three-dimensional object by means of the generative layer construction device.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im dritten Schritt (S3) der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle (PI) und/oder der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle (Nl) in Abhängigkeit von der Größe des räumlichen Abstands zwischen diesen und/oder in Abhängigkeit von der Art und der Beschaffenheit des Aufbaumaterials an einer dieser Stellen spezifiziert werden. 2. Method according to claim 1, wherein in the third step (S3) the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output point (PI) and / or the value of an energy input parameter for the sampling of the other marked point (N1) in dependence on the Size of the spatial distance between these and / or depending on the nature and condition of the building material to be specified at one of these locations.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Zeit, innerhalb derer den Querschnitten des Objekts in den Schichten zugeordnete Stellen mit Energiestrahlung abgetastet werden, in, bevorzugt gleich große, Zeitabschnitte unterteilt wird und ein zeitlicher Abstand zwischen den den Stellen jeweils zugeordneten Zeitabschnitten bestimmt wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the time within which the cross sections of the object in the layers associated points are scanned with energy radiation is divided into, preferably equal, time segments and a time interval between the respective periods associated with the sites is determined.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem, insbesondere wenn der anderen gekennzeichneten Stelle (Nl) ein späterer Zeitabschnitt zugeordnet ist als der mindestens einen Ausgangs- Stelle (PI), im dritten Schritt (S3) der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle (Nl) in Abhängigkeit vom Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle (PI) festgelegt wird und/oder, 4. The method of claim 3, wherein, in particular when the other designated point (Nl) is assigned a later period than the at least one output point (PI), in the third step (S3) the value of an energy input parameter for the scanning of the other marked point (Nl) is determined as a function of the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output point (PI) and / or
insbesondere wenn der mindestens einen Ausgangs-Stelle (PI) ein späterer Zeitabschnitt zugeordnet ist als der anderen gekennzeichneten Stelle (Nl),im dritten Schritt (S3) der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle (PI) in Abhängigkeit vom Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle (N l) festgelegt wird. in particular if the at least one output point (PI) is assigned a later time interval than the other marked point (N1), in the third step (S3) the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output point (PI) as a function of the value Energieeintragsparameters for scanning the other designated location (N l) is determined.
5. Computergestütztes Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem im ersten Schritt (Sl) auf einen Schichtdatensatz zugegriffen wird, in dem eine Abtastung der Stellen zumindest eines Teilbereichs des Objektquerschnitts mit mindestens einem Energiestrahlbündel spezifiziert ist, indem für die Bewegung des mindestens einen Energiestrahlbündels zeitlich aufeinanderfolgende Scanlinien spezifiziert sind, 5. Computer-aided method according to one of the preceding claims, wherein in the first step (S1), a slice data set is accessed in which a sampling of the locations of at least one subregion of the object cross section is specified with at least one energy beam bundle by specifying temporally successive scan lines for the movement of the at least one energy beam bundle,
in dem zweiten Schritt (S2) für zumindest eine erste Scanlinie, bevorzugt alle Scanlinien, an mindestens zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen (PI, P2) auf dieser ersten Scanlinie der zeitliche Abstand (155) zwischen dem Zeitpunkt (154) der Abtastung dieser Ausgangsstelle (PI, P2) und dem Zeitpunkt (154) der Abtastung einer Nachbar-Stelle (N l, N2) dieser Stelle auf einer zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie bestimmt wird,  in the second step (S2) for at least one first scan line, preferably all scan lines, at at least two different output locations (PI, P2) on this first scan line the time interval (155) between the time (154) of sampling this output location (PI, P2) and the time (154) of the sampling of a neighboring location (N l, N2) of this location is determined on a temporally subsequent second scan line,
in dem dritten Schritt (S3) der Schichtdatensatz dergestalt abgeändert wird, dass für unterschiedliche zeitliche Abstände unterschiedliche Werte eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen (PI, P2) und/oder unterschiedliche Werte eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der jeweiligen Nachbar-Stellen (Nl, N2) spezifiziert werden, und  in the third step (S3), the shift data record is modified in such a way that different values of an energy input parameter for the sampling of the at least two different output locations (PI, P2) and / or different values of an energy input parameter for the sampling of the respective neighbor locations are used for different time intervals (Nl, N2), and
in dem vierten Schritt (S4) der im dritten Schritt abgeänderte Schichtdatensatz für die Steuerung der Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt wird.  in the fourth step (S4), the layer data record modified in the third step is provided for controlling the production of the three-dimensional object by means of the generative layer construction device.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die jeweilige Nachbarstelle (Nl, N2) auf der zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Abmessung rund um jenen Punkt (PP) auf der zweiten Scanlinie gewählt wird, an dem ein an der Ausgang-Stelle (PI, P2) auf der ersten Scanlinie errichtetes Lot die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie schneidet. 6. The method of claim 5, wherein the respective neighboring point (Nl, N2) is selected on the temporally subsequent second scan line within a range of a predetermined dimension around that point (PP) on the second scan line on which a at the output Place (PI, P2) plotted on the first scan line plots the second consecutive scan line.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die vorbestimmte Abmessung 40%, bevorzugt 20%, noch weiter bevorzugt 10%, des Abstands zwischen der Ausgangsstelle und dem Punkt (PP) auf der zweiten Scanlinie beträgt, an dem ein an der Ausgangsstelle (PI, P2) auf der ersten Scanlinie errichtetes Lot die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie schneidet. A method according to claim 6, wherein the predetermined dimension is 40%, preferably 20%, more preferably 10%, of the distance between the exit point and the point (PP) on the second scan line, at which point at the exit point (PI , P2) Lot built on the first scan line intersects the temporally subsequent second scan line.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem für unterschiedliche zeitliche Abstände (155) unterschiedliche einzutragende Strahlungsenergiemengen pro Flächeneinheit an den zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen (PI, P2) und/oder den jeweiligen Nachbar-Stellen (Nl, N2) spezifiziert werden. 8. The method according to any one of claims 5 to 7, wherein for different time intervals (155) specify different amounts of radiation energy to be entered per unit area at the at least two different output locations (PI, P2) and / or the respective neighboring locations (Nl, N2) become.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die spezifizierte einzutragende Strahlungsenergiemenge pro Flächeneinheit monoton mit den ermittelten zeitlichen Abständen (155) fällt, insbesondere umso geringer spezifiziert wird, je kürzer der zeitliche Abstand ist. 9. The method of claim 8, wherein the specified amount of radiation energy to be entered per unit area monotonically with the determined time intervals (155) falls, in particular the smaller the specified, the shorter the time interval is.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem für unterschiedliche zeitliche Abstände (155) unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten eines Energiestrahlbündels an den zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen (PI, P2) und/oder den jeweiligen Nachbar-Stellen (N l, N2) spezifiziert werden. 10. The method according to any one of claims 5 to 9, wherein for different time intervals (155) different movement speeds of an energy beam bundle at the at least two different output points (PI, P2) and / or the respective neighboring sites (N l, N2) specified become.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die spezifizierte Bewegungsgeschwindigkeit eines Energiestrahlbündels mit abnehmendem zeitlichem Abstand monoton ansteigt, insbesondere umso höher spezifiziert wird, je kürzer der zeitliche Abstand ist. 11. The method of claim 10, wherein the specified movement speed of an energy beam monotonically increases with decreasing time interval, in particular the higher the specified, the shorter the time interval is.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem die zumindest eine erste Scanlinie oder die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie entlang eines Abschnitts der Kontur eines Objektquerschnitts verläuft. 12. The method according to any one of claims 5 to 11, wherein the at least one first scan line or the temporally subsequent second scan line extends along a portion of the contour of an object cross-section.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem in dem Schichtdatensatz, auf den im ersten Schritt (Sl) zugegriffen wurde, eine Abtastung der Stellen des zumindest einen Teilbereichs des Objektquerschnitts unter Zuhilfenahme von aneinandergrenzenden, bevorzugt rechteckigen oder quadratischen, Belichtungsbereichen spezifiziert ist, wobei in einem Belichtungsbereich bei der Abtastung des Aufbaumaterials mit Energiestrahlung ein Energiestrahlbündel in parallelen Scanlinien über das Aufbaumaterial in dem Teilbereich bewegt wird. 13. Method according to one of claims 5 to 12, in which in the slice data set accessed in the first step (S1), a scanning of the locations of the at least one partial area of the object cross section is specified with the aid of adjacent, preferably rectangular or square, exposure areas wherein, in an exposure area in the scanning of the building material with energy radiation, an energy beam is moved in parallel scanning lines over the building material in the partial area.
14. Generatives Schichtbauverfahren zur Herstellung mindestens eines dreidimensionalen Objekts, wobei in dem generativen Schichtbauverfahren das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energie- eintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, wobei das generative Schichtbauverfahren ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 beinhaltet. 14. A generative layer construction method for producing at least one three-dimensional object, wherein in the generative layer construction method the object is produced by the generative layer construction apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer corresponding to the cross section of the object in this layer are assigned by scanning these locations by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values with energy radiation, wherein the generative layer construction method includes a method according to one of claims 1 to 13.
15. Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energie- eintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, 15. A device for providing control data for a generative layer building apparatus for producing a three-dimensional object, wherein the object is produced by the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer that the cross section of the object in that layer are scanned by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values with energy radiation,
wobei die Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten aufweist: wherein the device for providing control data comprises:
eine Datenzugriffseinheit (101) die ausgelegt ist zum Zugriff auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen, wobei ein Schichtdatensatz jeweils ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist, wobei in dem Datenmodell einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials (15) in der entsprechenden Schicht stattfinden soll,  a data access unit (101) which is designed to access a number of layer data sets, wherein a layer data set each has a data model of a build material layer to be selectively solidified during production, wherein in the data model an area corresponding to an object cross section is identified by which solidification of the building material ( 15) in the appropriate layer,
gekennzeichnet durch eine Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit (102), die ausgelegt ist, in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle (PI), an der eine Verfestigung stattfinden soll, den zeitlichen Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle (PI) und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen gekennzeichneten Stelle (Nl) in der Anzahl von Schichtdatensätzen zu bestimmen,  characterized by a time difference determination unit (102) which is adapted to at least one output point (PI) at least one data model of a shift data set, at which a solidification takes place, the time interval between the time of sampling this output point (PI) and the Determine the time of sampling of another designated location (Nl) in the number of shift records
eine Schichtdatensatz-Abänderungseinheit (103), die ausgelegt ist, den Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle (PI) und/oder den Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekenn- zeichneten Stelle (Nl) in Abhängigkeit von der Größe des zeitlichen Abstands zu spezifizieren, und a layer data set modification unit (103) which is designed to determine the value of an energy input parameter for the sampling of the at least one output point (PI) and / or the value of an energy input parameter for the sampling of the other specified position (Nl) depending on the size of the time interval to specify, and
eine Schichtdatensatz-Bereitstellungseinheit (104), die ausgelegt ist, durch die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit (103) abgeänderte Schichtdatensätze als Steuerdaten für die Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitzustellen.  a slice data set providing unit (104) configured to provide slice records modified by the slice data set modification unit (103) as control data for producing the three-dimensional object by the generative slice building apparatus.
16. Generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energieeintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, wobei die generative Schichtbauvorrichtung eine Vorrichtung nach Anspruch 15 aufweist. 16. Generative layer building apparatus for producing a three-dimensional object, wherein the object is produced by the generative layer building apparatus by applying a building material layer by layer and solidifying the building material by supplying radiant energy to locations in each layer associated with the cross section of the object in that layer in that these locations are scanned by means of an energy input device based on a set of energy input parameter values with energy radiation, wherein the generative layer construction device comprises an apparatus according to claim 15.
17. Computerprogramm, mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn das Computerprogramm mittels eines Datenprozessors, insbesondere eines mit einer generativen Schichtbauvorrichtung zusammenwirkenden Datenprozessors, ausgeführt wird. A computer program comprising program code means for carrying out all the steps of a method according to one of claims 1 to 13, when the computer program is executed by means of a data processor, in particular a data processor interacting with a generative layer construction device.
18. Computerlesbare Speichervorrichtung, auf der das Computerprogramm nach Anspruch 17 gespeichert ist. 18. A computer readable storage device on which the computer program according to claim 17 is stored.
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