WO2019166374A1 - Vorrichtung zur herstellung eines formkörpers - Google Patents

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suction
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Definitions

  • the invention relates to a device for producing a shaped article by layering of powdery, in particular metallic or ceramic material in a process space, with
  • an irradiation device for irradiating the material powder layer currently respectively topmost on the support in a cross-sectional area of the shaped body assigned to this layer with a radiation, in particular focused laser radiation, which brings the material powder in this cross-sectional area by heating to fuse or possibly sintering,
  • a leveling and smoothing device for preparing a respective subsequently to be irradiated material powder layer on the support, wherein the leveling and smoothing device has at least one motorized smoothing slide for leveling and leveling a respective amount of material powder on the support to form a material powder layer, and with
  • a suction device which has a suction nozzle device for the extraction of process smoke from the process space
  • Suction nozzle in the movement in the suction operation is operable while the
  • Irradiation device for irradiation of each currently on the
  • Carrier-prepared material powder layer is active.
  • the invention relates in particular to the field of selective laser melting and is based both on the method and on the apparatus of a technology, as described, for example, in WO 2010/068327 A1, in DE 199 05 067 A1, in DE 101 12 591 A1, in WO 98/24574 A, in WO 2006/024373 A2, WO 2017/084781 A1 and DE 10 2006 014 835 A1.
  • the article to be manufactured is written in accordance with description data, e.g. CAD data or derived therefrom geometric description data layer by layer of a fine-grained, powdery raw material on the support in the process space by the raw material according to a respective layer associated cross-sectional pattern of the article is solidified or fused by location-selective irradiation.
  • the irradiation is normally carried out by means of laser radiation, the control of a beam deflection device of the irradiation device deflecting the laser beam being effected by means of a control device on the basis of relevant geometric description data of the object to be produced.
  • the control information is usually prepared and provided by a microcomputer.
  • the laser beam records the cross-sectional pattern of the object on the raw material layer of powder currently prepared on top of the carrier, in order to selectively fuse the raw material to the cross-sectional pattern. Thereafter, the preparation of the next material powder layer usually starts on the adjacent last by irradiation selectively and partially fused layer, whereupon then an irradiation process in the manner described above takes place.
  • the article thus arises layer by layer, wherein the successively produced cross-sectional layers of the article are fused together so that they adhere to each other.
  • powder materials various metals and alloys are suitable, including, for example, steel, titanium, gold, tantalum, aluminum, Inconel, etc.
  • ceramic material powder can be used in selective laser melting. Furthermore, with the method of selective laser melting almost all imaginable forms of objects can be produced, whereby it is predestined for the production of complicated shapes, machine elements, prostheses, jewelry, etc.
  • the respective adjustment of the layer level relative to the beam source or to the beam deflection device normally takes place by corresponding lowering of a platform, which forms the carrier on which the object is built up in layers.
  • a protective gas atmosphere e.g. Argon atmosphere
  • the aspirated shielding gas can be fed back into the process chamber, possibly after filtering, in a circuit.
  • process smoke may develop whose condensate initially deposited in the process space in a protective gas atmosphere is highly reactive on subsequent contact with air and tends to spontaneously spontaneously ignite or flame on accumulation of critical amounts.
  • sparking usually also occurs so that molten spatter may land on powdered surfaces that are already contiguous and / or on walls of the process space or on devices located therein and adhere there undesirably as solid particles, provided that no countermeasures are taken.
  • EP 1 839 781 B1 describes an apparatus for the production of objects by layered build-up of pulverulent material, in which measures are taken to avoid the precipitation of flue gas at critical points in the process space. These measures include the passage of inert gas through the process space by means of a protective gas conveying device, which means for generating and maintaining an almost impenetrable for process smoke Having zone in the form of a protective gas flow layer between the construction field and the construction field above the opposite side of the process chamber housing. The process smoke is discharged with protective gas from the process chamber and fed to a filter station, so that the protective gas can be used after filtering if necessary.
  • EP 2 431 113 A1 which shows a suction device and sensors for monitoring the formation of gas in the process space
  • US 2011/0285060 A1 which shows the successive use of several separately movable tools in the context of the formation of a new powder layer
  • a device according to the preamble of claim 1 is known from WO 2014/199150 A1.
  • Object of the present invention is to provide a device of the type mentioned with a flexible flue gas discharge concept.
  • the invention proposes that the at least one movable in the process chamber suction nozzle is coupled for common movement with the smoothing slide, so that the drive means of the suction nozzle is at the same time the drive means of the smoothing slide to its movement.
  • the at least one movable suction nozzle for the common movement with the smoothing slide of the leveling and smoothing coupled direction, so that the drive means of the suction nozzle is also the drive means of the smoothing slide.
  • the suction nozzle and the smoothing slide are coupled to each other via a common frame.
  • the drive means moves this common frame.
  • the smoothing slider is vertically displaceable relative to the common frame by means of a displacement device.
  • the suction nozzle of the suction device can be placed in most cases in each case quite close to the location of the momentary remelting of the powder and thus at the source of the flue gas. This means that the flue gas and also
  • Melt splash immediately after formation can be largely absorbed by the suction nozzle and thus have little opportunity to settle on process space walls or other components in the process room.
  • a collecting plate for molten spatter is coupled to the movable suction nozzle, which projects below the suction nozzle in the immediate vicinity thereof to the outside.
  • the suction nozzle can also suck off molten splashes to and from the collecting tray.
  • the process control device is set up to match the operation of the irradiation device and of the leveling and smoothing device and the suction device such that the respective distance between the suction nozzle active for the process smoke suction and the respective current location of the irradiation of the powder layer is as low as possible and does not exceed a certain maximum value.
  • the maximum value is preferably between 3 and 15 cm.
  • the device according to the invention also comprises a protective gas system which maintains a protective gas circulation through the process space during operation.
  • the suction nozzle may be connected to a protective gas circuit, so that flue gas and, if appropriate, spark condensate with extracted protective gas are removed from the process space and preferably fed to a filter system in order to filter it out.
  • a cyclone filter may be provided to filter out coarse particles.
  • the processes of preparing the respective uppermost material powder layer on the one hand and the locally selective irradiation of the material powder layer and the flue gas aspiration on the other hand separately and successively feasible are separately and successively feasible.
  • the suction nozzle and the smoothing slide when running the construction field on the support perform their functions simultaneously during the movement, namely the suction of the flue gas on the one hand and the leveling and leveling of the powder on the other.
  • the irradiation means may be effective to remelt material powder in the areas of the construction field which has already been leveled immediately before by the leveling and smoothing means. This mode of operation thus allows fast operation of the device with very efficient flue gas removal.
  • the at least one suction nozzle on the smoothing slide is preferably connected via a movably flexible line or telescopic line to an external suction source of the suction device.
  • the suction nozzle has a broad nozzle shape with a width extending at least approximately over the entire width of the construction field transversely to the direction of movement of the suction nozzle.
  • a plurality of smaller nozzle channels may be provided side by side in the wide nozzle. According to a variant of this embodiment, such nozzle channels can be switched on and off individually or in groups separately under the control of the process control device.
  • the suction nozzle is preferably arranged to follow the smoothing slide as it moves over the building field.
  • the suction nozzle is operable even at standstill of the smoothing slide in the suction mode.
  • the smoothing slider can be stopped in a position above the construction field. It can also be parked next to the construction site with the suction nozzle active.
  • the smoothing pusher is configured to move across the building field when moving in a first horizontal direction - and also to level and level a respective amount of powdered material over the last irradiated layer when moving in the direction opposite the first motion across the construction field is operable and that the suction nozzle device is designed so that it is operable in Absaug réelle regardless of the direction of movement of the smoothing slide. This improves the operational flexibility of the device.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the smoothing slide has different smoothing slide elements, namely in the direction of movement of the smoothing slide during leveling and leveling operation sequentially at least one brush element, at least one blade element and at least one rubber-like element, in particular silicone element, with a substantially planar horizontal lower scraping.
  • Such a smoothing slide has proven to work very well.
  • the smoothing slide elements may be in a substantially symmetrical arrangement in each case be provided twice on the smoothing slide, wherein further provided to the at least one suction nozzle at least one further suction nozzle in at least approximately symmetrical arrangement thereto.
  • a powder discharge device for depositing the material powder onto the carrier during the movement of the smoothing slide.
  • the powder dispenser is coupled for co-movement with the smoothing slide and the at least one suction nozzle, so that the drive means of the smoothing slide and the suction nozzle is at the same time the drive means of the powder dispenser for movement thereof.
  • the powder delivery device is preferably coupled to the at least one suction nozzle and the smoothing slide via the common frame.
  • the powder delivery device is preferably displaceable vertically relative to the common frame together with the smoothing slide by means of the displacement device.
  • the aforementioned symmetrical arrangement with double smoothing slide elements and suction nozzles in particular, that the symmetrical arrangement is symmetrical with respect to the powder dispensing device and / or that the powder dispensing device contacts in plan view an axis of symmetry to which the smoothing slide elements provided twice on the smoothing slide are symmetrical and / or that the powder dispenser is centrally located between the smoothing slide elements.
  • suction nozzle device Since the suction nozzle device is normally positioned close to the respective reflow region during the irradiation operation of the device, it is particularly suitable for the arrangement of a
  • Image sensor device e.g. a CCD sensor line or a corresponding camera, which is aligned to record this Umschmelz Studs and thus can be used for analyzing the melting process and / or powder preparation device.
  • This may be e.g. to act as a preferably wireless web camera.
  • An embodiment of the invention provides at least one such image sensor device.
  • the image can be output on a screen monitor. It is also possible to automatically evaluate the image information, for example by means of the process control device, in order to be able to make automatic corrections, if necessary, for example, to readjust the intensity of the radiation source.
  • spectral resolution imaging systems can also be present.
  • the suction device with its suction nozzle device is also suitable as a carrier of radiation sources for heating the material powder, since it is operationally positioned close to the remelting region and therefore radiation sources arranged thereon can irradiate the remelting region from a small distance and thus heat it.
  • radiation sources are preferably supplementary radiation sources, such as high-power infrared radiators.
  • such radiation sources could possibly also be arranged as main radiation sources or even as sole radiation sources for the construction process on the movable suction device or the assembly of suction nozzle device and layer preparation device, for example as radiation source matrices or laser devices.
  • the device has a protective gas injection device which can be moved by motor in the process space and has at least one protective gas injection nozzle.
  • the Schuztgaseinblasvor Vietnamese is coupled to the Saugdüsenvorraum for common movement, so that the at least one Schutzgasblasdüse the Schutzgaseinblasvortechnisch and the at least one suction nozzle of the Saugdüsenvorraum not too large distance from one another.
  • Protective gas extracted from the suction nozzle together with process smoke can thus be wholly or partly replaced by means of the protective gas blowing nozzle in the process space, so that the gas streams generated thereby affect a smallest possible area of the process space housing noticeably.
  • the injected inert gas e.g. Argon
  • the injected inert gas keep process smoke away from certain points in the process area and, in particular, drive it towards the suction nozzle.
  • the aspect of the inert gas injection device which can be moved by a motor, in particular jointly with the suction nozzle device in the process chamber, may be of independent inventive significance.
  • FIG. 1 shows a device for producing articles according to the invention in a schematic sectional representation in a front view looking into the process space, wherein in FIG Leveling and smoothing device is shown in its operating state of the preparation of a new upper material powder layer Ist.
  • FIG. 2 shows in a representation corresponding to FIG.
  • FIG. 3 shows in a representation corresponding to FIG. 1 and FIG. 2 the apparatus for producing objects in a special mode, according to which the preparation of the upper material powder layer, the irradiation of this layer at locations where it is already finished and the aspiration of process smoke takes place simultaneously.
  • FIG. 4 shows, in a schematic perspective illustration, components of a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention in a manner of representation corresponding to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 shows a snapshot of a powder layer preparation step in the context of the manufacture of an article 2 by laminating it from a powder 4, e.g. Titanium powder with a grain of e.g. 10 pm to 60 pm or steel powder of corresponding grain size.
  • a powder 4 e.g. Titanium powder with a grain of e.g. 10 pm to 60 pm or steel powder of corresponding grain size.
  • the structure of the object 2 takes place in a process space 8, which is bounded by the process space housing.
  • a protective gas atmosphere preferably argon
  • a powder layer preparation device 12 with a leveling and smoothing device 13 is used to prepare the respective following material powder layer 7 on the support 14.
  • the powder layer preparation device 12 is shown in FIG. 1 from left to right and from right to left over the entire construction field and thus over the entire carrier 14 away movable. It has centrally a powder discharge reservoir 17 extending transversely to the plane of the drawing over the entire construction field, from which it can deposit material powder for forming a new upper powder layer 7 on the construction field during the movement of the layer preparation device 12.
  • the layer preparation device 12 has three different smoothing slide elements 20, 22, 24 on a smoothing slide 15 in a symmetrical arrangement.
  • the smoothing slide element 20 is a plastic brush.
  • the smoothing slider element 22 is a metallic blade with a lower tip.
  • the smoothing slide element 24 is a silicone cuboid with a bottom planar scraper surface.
  • Layer preparation device 12 can be operated both during its movement from left to right over the construction field and during its movement from right to left over the construction field for preparing an uppermost powder layer 7, the sets of stripping elements 20-24 are used depending on the direction of movement of the layer preparation device 12 ,
  • the layer preparation device 12 moves with the smoothing slide 15 from left to right and is in the process of forming an upper powder layer 7.
  • a support and guide rail for the layer preparation device 12 is marked in FIGS. 1-3.
  • This rail 32 extends horizontally along the back wall of the process space. It also interacts with an electromotive drive device 34 of the layer preparation device 12 in that a drive wheel of this drive device 34 can roll on the rail 32 so as to produce a propulsion of the layer preparation device 12 under the control of the process control device 5.
  • powder layer preparation device 12 As soon as the powder layer preparation device 12 has passed over the carrier 14 and left behind a powder layer 7, excess powder, which has already come out of the powder reservoir 17, can fall into a powder collecting container 46 through an overflow opening 45.
  • the powder delivery reservoir 17 can be closed in advance so that powder located therein can be kept ready for a next powder layer preparation process.
  • FIG. 2 shows the device for producing articles in an operating state in which the powder layer shown in its production in FIG. 1 has already been prepared and now the location-selective irradiation of this powder layer 7 takes place in a cross-sectional region of the article to be produced.
  • an irradiation device 40, 42 is provided which comprises a laser 40 and a controllable beam deflection device (scanner) 42.
  • scanner controllable beam deflection device
  • the suction nozzles 35 are wide nozzles which extend at least substantially over the entire width of the construction field transversely to the plane of the drawing and laterally outside of the smoothing slide elements 20 - 24 have on the frame of the smoothing slide 15 arranged laterally outwardly directed nozzle openings 37. Alternatively, the wide nozzles could be replaced by rows of juxtaposed individual nozzles or contain such.
  • the protective gas extracted by the suction nozzle device 33 from the process space 8 is continuously replaced by an inert gas supply (not shown). This can be done as part of a protective gas filter and recycling process.
  • FIG. 2 it can be seen that the suction nozzle 35 arranged on the left side of the smoothing slide 15 is positioned close to the instantaneous melting point 27, so that it can catch flue gas 31 and any sparks from the point of re-melting.
  • the process control device 5 ensures that the laser beam 29 and the assembly 12, 33 of layer preparation device 12 and suction nozzle device 33 do not overlap each other by correspondingly controlling the beam deflection device 42 and the movement of the assembly 12, 33.
  • the drive device 34 of the powder layer preparation device 12 is at the same time also the drive device of the suction nozzle device 33, since the powder layer preparation device 12 and the suction nozzle device 33 are coupled via a common frame 18, which can be driven by the drive device 34 along the guide rail 32.
  • the collecting plate 47 denotes a respective collecting plate for molten spatter.
  • the collecting plate 47 is attached to the bottom of the respective suction nozzle 35, so that it protrudes beyond the edge of the suction nozzle 35 to the outside. It extends at a very small distance of eg 0.5 mm - 2 mm above the powder bed. It has been shown that such collecting trays are very good for Collecting of molten splatter, which are moved by the suction of the suction nozzle 35 in the direction in question.
  • a respective image sensor device e.g. a wireless web camera, which is arranged on the assembly 12, 33 near the nozzle opening 37 - and directed to the construction field, so that so that the respective remelting region 27 can be observed (melt pool analysis). Also, the quality of the powder layer 7 during its production can be monitored in this way.
  • the support 14 can be lowered by the thickness dimension of the next material powder layer, so that the powder layer preparation device 12 can then prepare a next uppermost material powder layer 7, if necessary during the return journey from the right end to left end of the process space 8.
  • the smoothing slider 15 is vertically displaceable by a small amount by means of a displacement device (not shown). In the powder layer preparation according to FIG. 1, it is in its lowered position. In the irradiation process according to FIG. 2, it is in its raised position.
  • FIG. 3 shows a special mode in which the device for producing objects is in an operating state in which it simultaneously prepares the uppermost powder layer 7, irradiates the layer in places where it is already ready, with the laser beam 29 in a location-selective manner and close to it each Strahlauf Economicstician 27 process smoke 31 and possibly sparking sucked by the suction nozzle device 33.
  • FIG. 3 also shows a situation in which the layer preparation device 12 moves with the smoothing slide 15 from left to right.
  • the irradiation device 40, 42 has already begun with the location-selective irradiation of the upper material powder layer 7 and there remelted the powder 4 in accordance with the geometry specifications of the molded article 2.
  • the powder layer preparation process and the selective irradiation of the uppermost layer 7, including the extraction of process smoke and molten spatter, can thus be carried out simultaneously in the special mode of the device.
  • FIG. 4 shows individual components of a further exemplary embodiment of the invention in a perspective illustration with a view obliquely from above onto the construction field.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 4 likewise comprises a motor-movable subassembly 112, 133 made of powder-layer preparation device 112 and suction nozzle device 133.
  • FIG. 4 shows this subassembly in an oblique view from above and behind. 142a-142d, four different irradiation subsystems are indicated with a respective beam deflector in FIG.
  • Each of these subsystems 142a-142d directs its own laser beam 129a, 129b, 129c, and 129d, respectively, to the controlled field powder of a previously prepared topmost powder layer in accordance with Geometriebepavingswill the article to be manufactured or possibly the objects to be produced, if several objects simultaneously should be made to remelt.
  • the irradiation subsystems can be operated individually, in groups or all together simultaneously depending on the control by the process control device. This allows the time-saving editing of even large construction fields. Also, the suction nozzles on both sides of the assembly 112, 133, can be operated simultaneously.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention in a representation according to the representation of Figures 1-3.
  • Components and elements of the embodiment of Figure 5, the components or elements of the embodiments according to the figures 1-3 correspond objectively or functionally substantially are in FIG. 5 with correspondingly identical reference numerals and the following lowercase letter a, so that in the following, essentially the differences between the exemplary embodiment according to FIG. 5 and the preceding exemplary embodiments of FIGS. 1-3 can be discussed, in order to explain the exemplary embodiment according to FIG.
  • FIG. 5 shows a snapshot of the device according to the invention in an operating state of the location-selective irradiation of the powder layer 7a, which has already been prepared beforehand by means of the powder layer preparation device 12a.
  • the powder layer preparation device 12a is located in FIG. 5 in a parking state to the right of the construction field.
  • the instantaneous impact point of the laser beam 29a, and thus the powder remelt point, is located. There, the remelting of the material powder 4a takes place momentarily. For capturing at least a majority of the resulting flue gas 31 a and any sparks or
  • Melt spatter serves the suction nozzle device 33a, which has suction nozzles 35a with suction nozzle openings 37a.
  • FIG. 5 it is indicated that the suction nozzle device 33a is currently moving to the right.
  • the suction nozzle 35a disposed on the left side of the suction nozzle device 33a is currently positioned near the remelting point 27a, so that it Flue gas 31 a and any sparks can optimally intercept.
  • the process controller 5a ensures that the laser beam 29a and the suction nozzle device 33a do not overlap each other by controlling the beam deflector 42a and the movement of the suction nozzle device 33a, respectively.
  • FIG. 5 An advantageous feature of the embodiment according to FIG. 5 is a protective gas injection device 50 which is movable with the suction nozzle device 33a.
  • FIG. 5 shows the preferred embodiment according to which the protective gas injection device 50 is coupled to the suction nozzle device 33a for common movement.
  • the inert gas injection device 50 may also have its own means of control controllable by the control device 5a and thus be independently movable.
  • the inert gas injection device 50 has two inert gas blowing nozzles 52, by means of which protective gas 54 can be introduced into the process chamber 8a.
  • This protective gas can replace all or part of the by means of the suction nozzle 33a each with process smoke 31 a extracted inert gas.
  • a shielding gas injection device may be coupled together with a suction nozzle device and a layer preparation device for joint movement.
  • Suitable inert gas is, in particular, a noble gas, for example argon.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schichtweisen Umschmelzen von Werkstoffpulver zu einem Formkörper (2) in einem Prozessraum (8). Die Vorrichtung weist einen Träger (14) für den Schichtaufbau auf sowie eine Bestrahlungseinrichtung (40, 42) zum Bestrahlen des Pulvers entsprechend den herzustellenden Formkörperschichten (7) zugeordneten Querschnittsbereichen des Formkörpers (2). Eine Pulverschichtennivellier- und Glättungseinrichtung (13) mit einem Glättungsschieber (15) zur Einebnung einer jeweiligen Menge an Werkstoffpulver auf dem Träger (14) ist vorhanden sowie eine Absaugeinrichtung mit einer Saugdüse (35) zur Absaugung von Prozessrauch. Die Saugdüse (35) ist in dem Prozessraum (8) motorisch bewegbar.Sie ist mit dem Glättungsschieber (15) zur gemeinsamen Bewegung gekoppelt und während der gemeinsamen Bewegung im Saugbetrieb betreibbar, wobei die Bestrahlungseinrichtung (40, 42) zur Bestrahlung des Pulvers aktiv ist.

Description

Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigen, insbesondere metallischem oder keramischem Werkstoff in einem Prozessraum, mit
- einer Prozesssteuereinrichtung,
- einem T räger für den Schichtaufbau,
- einer Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung der jeweils aktuell zuoberst auf dem Träger präparierten Werkstoffpulverschicht in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich des Formkörpers mit einer Strahlung, insbesondere fokussierten Laserstrahlung, die das Werkstoffpulver in diesem Querschnittsbereich durch Erhitzen zum Verschmelzen oder ggf. zum Versintern bringt,
- einer Nivellier- und Glättungseinrichtung zur Präparierung einer jeweils nachfolgend zu bestrahlenden Werkstoffpulverschicht auf dem Träger, wobei die Nivellier- und Glättungseinrichtung wenigstens einen motorisch bewegbaren Glättungsschieber zur Einebnung und Nivellierung einer jeweiligen Menge an Werkstoffpulver auf dem Träger zur Bildung einer Werkstoffpulverschicht aufweist, und mit
- einer Absaugeinrichtung, die eine Saugdüsenvorrichtung zur Absaugung von Prozessrauch aus dem Prozessraum aufweist,
wobei zumindest eine Saugdüse der Saugdüsenvorrichtung mittels einer
Antriebseinrichtung in dem Prozessraum bewegbar ist und wobei die
Saugdüse bei der Bewegung im Saugbetrieb betreibbar ist, während die
Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung der jeweiligen aktuell auf dem
Träger präparierten Werkstoffpulverschicht aktiv ist. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Gebiet des selektiven La- serschmelzens und geht sowohl verfahrensmäßig als auch vorrichtungsmäßig von einer Technologie aus, wie sie z.B. in der WO 2010/068327 A1 , in der DE 199 05 067 A1 , in der DE 101 12 591 A1 , in der WO 98/24574 A, in der WO 2006/024373 A2, der WO 2017/084781 A1 und der DE 10 2006 014 835 A1 beschrieben ist.
Unter den Begriffen selektives Laserschmelzen, selektives Pulverschmelzen, selektives Lasersintern und dgl., sind in jüngerer Zeit leistungsfähige Methoden zur Herstellung von Gegenständen auch komplizierterer Geometrie bekannt geworden, wobei diese häufig unter dem Begriff„Rapid Prototyping“ oder„Rapid Manufacturing“ oder„3-D-Druck“ zusammengefassten Methoden im Wesentlichen auf folgendem Prinzip basieren:
Der herzustellende Gegenstand wird nach Maßgabe von Beschreibungsdaten, z.B. CAD-Daten bzw. von davon abgeleiteten geometrischen Beschreibungsdaten schichtweise aus einem feinkörnigen, pulvrigen Rohmaterial auf dem Träger im Prozessraum aufgebaut, indem das Rohmaterial entsprechend einem der jeweiligen Schicht zugeordneten Querschnittsmuster des Gegenstandes durch ortsselektives Bestrahlen verfestigt bzw. verschmolzen wird. Das Bestrahlen erfolgt normalerweise mittels Laserstrahlung, wobei die Steuerung einer den Laserstrahl ablenkenden Strahlablenkeinrichtung der Bestrahlungseinrichtung mittels einer Steuereinrichtung auf der Basis betreffender geometrischer Beschreibungsdaten des herzustellenden Gegenstandes erfolgt. Die Steuerinformationen werden üblicherweise von einem Mikrocomputer aufbereitet und bereitgestellt.
Der Laserstrahl zeichnet auf der aktuell zuoberst auf dem Träger präparierten Rohmaterialschicht aus Pulver das dieser Schicht zugeordnete Querschnittsmuster des Gegenstandes, um das Rohmaterial dem Querschnitts- muster entsprechend selektiv zu verschmelzen. Danach beginnt dann üblicherweise die Präparation der nächsten Werkstoffpulverschicht auf der zu- letzt durch Bestrahlung selektiv und bereichsweise verschmolzenen Schicht, woraufhin dann wieder ein Bestrahlungsvorgang in der vorstehend erläuterten Weise erfolgt. Der Gegenstand entsteht somit Schicht für Schicht, wobei die aufeinanderfolgend hergestellten Querschnittsschichten des Gegenstandes so miteinander verschmolzen werden, dass sie aneinander haften. Als Pulvermaterialien kommen diverse Metalle und Legierungen infrage, darunter z.B. Stahl, Titan, Gold, Tantal, Aluminium, Inconel usw.. Auch keramisches Werkstoffpulver kann beim selektiven Laserschmelzen eingesetzt werden. Ferner sind mit der Methode des selektiven Laserschmelzens nahezu alle erdenklichen Formen von Gegenständen herstellbar, wodurch sie für die Herstellung von komplizierten Formen, Maschinenelementen, Prothesen, Schmuckstücken usw. prädestiniert ist.
Die jeweilige Einstellung des Schichtniveaus relativ zur Strahlquelle bzw. zur Strahlablenkeinrichtung erfolgt normalerweise durch entsprechendes Absenken einer Plattform, welche den Träger bildet, auf der der Gegenstand schichtweise aufgebaut wird. Beim selektiven Laserschmelzen erfolgt das Bestrahlen des eingesetzten Werkstoffpulvers üblicherweise unter Schutzgasatmosphäre, z.B. Argon-Atmosphäre, insbesondere um Oxidationseffekte zu unterdrücken. Es ist bekannt, den Prozessraum während der Durchführung des Verfahrens des selektiven Laserschmelzens kontinuierlich mit Schutzgas zu spülen, indem an einer Seite des Prozessraums Schutzgas eingelassen wird, welches an der gegenüberliegenden Prozessraumgehäuseseite wieder moderat abgesaugt wird. Das abgesaugte Schutzgas kann in einem Kreislauf dem Prozessraum ggf. nach Filterung wieder zugeführt werden.
Beim Umschmelzen des Werkstoffpulvers durch Bestrahlen entsteht je nach den Betriebsbedingungen mehr oder weniger Prozessrauch durch Verdampfungseffekte. Bei betreffenden Vorrichtungen des Standes der Technik steigt der Prozessrauch im Prozessraum auf und schlägt sich zumindest teilweise an den Prozessrauminnenwänden, insbesondere an der Prozessraumdecke und sonstigen im Prozessraum befindlichen Flächen als Kondensat nieder. Der Prozessraum und darin befindliche Installationen werden somit durch Kondensatabscheidung nach und nach mehr verschmutzt. Dies betrifft auch Komponenten der Bestrahlungseinrichtung, wie etwa Fenster, Linsen oder dgl.. Die Verschmutzung einer solchen Komponente der Bestrahlungseinrichtung führt dazu, dass ein Teil der Strahlung von dem Kondensatmaterial absorbiert wird und somit nicht für das Umschmelzen des Werkstoffpulvers zur Verfügung steht. Dabei können überdies unerwünschte Erhitzungseffekte an der betreffenden Komponente der optischen Bestrahlungseinrichtung durch Absorption auftreten. Auch kann Rauchgas im Strahlengang des Laserstrahls diesen in ungünstiger Weise streuen bzw. absorbieren.
Bei der Umschmelzung bestimmter Werkstoffpulver, insbesondere bei der Umschmelzung von Titanpulver, kann Prozessrauch entstehen, dessen im Prozessraum zunächst in Schutzgasatmosphäre abgeschiedenes Kondensat bei nachfolgendem Kontakt mit Luft hochreaktiv ist und bei Ansammlung kritischer Mengen zur spontanen Selbstentzündung bzw. Flammbildung neigt.
Beim Umschmelzen des Werkstoffpulvers entsteht üblicherweise auch Funkenflug, so dass Schmelzspritzer ggf. auf bereits zu zusammenhängenden Flächenbereichen umgeschmolzenen Pulvers und/oder auf Wänden des Prozessraumes oder auf darin befindlichen Geräten landen und dort als Festpartikel in unerwünschter weise anhaften können, sofern keine Gegenmaßnahmen getroffen werden.
In der EP 1 839 781 B1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem Werkstoff beschrieben, bei welcher Maßnahmen zur Vermeidung des Niederschlags von Rauchgas an kritischen Stellen im Prozessraum getroffen sind. Diese Maßnahmen umfassen das Durchleiten von Schutzgas durch den Prozessraum mittels einer Schutzgasfördereinrichtung, welche Mittel zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer für Prozessrauch nahezu undurchdringlichen Trenn- zone in Form einer Schutzgasströmungsschicht zwischen dem Baufeld und der dem Baufeld oben gegenüberliegenden Seite des Prozessraumgehäuses aufweist. Der Prozessrauch wird mit Schutzgas aus dem Prozessraum ausgeleitet und einer Filterstation zugeführt, so dass das Schutzgas nach Filterung ggf. weiterbenutzt werden kann.
Zum technischen Flintergrund gehören ebenfalls die EP 2 431 113 A1 , die eine Saugvorrichtung und Sensoren zur Überwachung der Gasbildung im Prozessraum zeigt, und die US 2011/0285060 A1 , die die aufeinanderfolgende Nutzung von mehreren separat bewegbaren Werkzeugen im Rahmen der Ausbildung einer neuen Pulverschicht zeigt.
Eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der WO 2014/199150 A1 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einem flexiblen Rauchgasableitungskonzept bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die zumindest eine im Prozessraum bewegbare Saugdüse zur gemeinsamen Bewegung mit dem Glättungsschieber gekoppelt ist, so dass die Antriebseinrichtung der Saugdüse zugleich die Antriebseinrichtung des Glättungsschiebers zu dessen Bewegung ist.
Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine bewegbare Saugdüse zur gemein- samen Bewegung mit dem Glättungsschieber der Nivellier- und Glättungsein- richtung gekoppelt, so dass die Antriebseinrichtung der Saugdüse zugleich die Antriebseinrichtung des Glättungsschiebers ist.
Bevorzugt sind die Saugdüse und der Glättungsschieber über einen gemeinsamen Rahmen aneinander gekoppelt. Vorzugsweise bewegt die Antriebseinrichtung diesen gemeinsamen Rahmen. Ferner ist hierbei noch die Weiterbildung möglich, dass der Glättungsschieber mittels einer Verschiebeeinrichtung vertikal relativ zum gemeinsamen Rahmen verschiebbar ist.
Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Saugdüse der Absaugeinrichtung in den meisten Fällen jeweils recht nahe an den Ort des momentanen Umschmelzens des Pulvers und somit an der Quelle des Rauchgases platziert werden. Dies bedeutet, dass das Rauchgas und auch
Schmelzspritzer sogleich nach Entstehung weitgehend durch die Saugdüse abgefangen werden können und somit kaum Möglichkeiten haben, sich an Prozessraumwänden oder sonstigen Komponenten im Prozessraum abzusetzen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist mit der bewegbaren Saugdüse ein Auffangblech für Schmelzspritzer gekoppelt, welches unterhalb der Saugdüse in unmittelbarer Nähe dazu nach außen absteht. Die Saugdüse kann in vielen Fällen auch Schmelzspritzer zu dem Auffangblech hin und von diesem absaugen.
Die Prozesssteuereinrichtung ist in einem bevorzugten Prozesssteuermodus dazu eingerichtet, die Arbeitsweise der Bestrahlungseinrichtung sowie der Nivellier- und Glättungseinrichtung und der Absaugeinrichtung so aufeinander abzustimmen, dass der jeweilige Abstand zwischen der zur Prozessrauchabsaugung aktiven Saugdüse und dem jeweiligen aktuellen Ort der Bestrahlung der Pulverschicht möglichst gering ist und einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet. Der Maximalwert liegt vorzugsweise zwischen 3 und 15 cm. Vorzugsweise umfasst auch die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Schutzgassystem, welches einen Schutzgaskreislauf durch den Prozessraum hindurch während des Betriebs aufrechterhält. Die Saugdüse kann an einen Schutzgaskreislauf angeschlossen sein, so dass Rauchgas und ggf. Funkenflugkondensat mit abgesaugtem Schutzgas aus dem Prozessraum heraus - und vorzugsweise einem Filtersystem zugeführt wird, um es auszufiltern. Ein Zyklonfilter kann vorgesehen sein, um Grobteile auszufiltern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Vorgänge des Präpa- rierens der jeweiligen obersten Werkstoffpulverschicht einerseits und des ortsselektiven Bestrahlens der Werkstoffpulverschicht sowie des Rauchgas- absaugens andererseits gesondert und nacheinander durchführbar.
Gemäß einer Variante der Erfindung können die Saugdüse und der Glättungsschieber beim Überstreichen des Baufeldes auf dem Träger ihre Funktionen simultan während der Bewegung ausführen, nämlich das Rauchgas absaugen einerseits und das Ebnen und Nivellieren des Pulvers andererseits. Währenddessen kann die Bestrahlungseinrichtung wirksam sein, um Werkstoffpulver in den Bereichen des Baufeldes umzuschmelzen, welches bereits unmittelbar vorher von der Nivellier- und Glättungseinrichtung eingeebnet wurde. Diese Betriebsweise erlaubt somit schnelles Arbeiten der Vorrichtung bei sehr effizienter Rauchgasabführung.
Die wenigstens eine Saugdüse an dem Glättungsschieber ist vorzugsweise über eine bewegbar flexible Leitung oder Teleskopleitung mit einer äußeren Saugquelle der Absaugeinrichtung verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Variante hat die Saugdüse eine Breitdüsenform mit einer sich zumindest näherungsweise über die gesamte Breite des Baufeldes quer zur Bewegungsrichtung der Saugdüse erstreckenden Breite. Gemäß einer Ausführungsform können in der Breitdüse mehrere kleinere Düsenkanäle nebeneinander vorgesehen sein. Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform können solche Düsenkanäle einzeln oder in Gruppen gesondert unter Kontrolle der Prozesssteuereinrichtung ein- und ausgeschaltet werden.
Die Saugdüse ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie dem Glättungsschieber bei dessen Bewegung über das Baufeld folgt.
Vorzugsweise ist die Saugdüse auch bei Stillstand des Glättungsschiebers im Saugbetrieb betreibbar. Dabei kann der Glättungsschieber in einer Position über dem Baufeld angehalten sein. Auch kann er bei aktiver Saugdüse seitlich neben dem Baufeld geparkt sein.
Vorzugsweise ist der Glättungsschieber so gestaltet, dass er bei Bewegung in einer ersten horizontalen Richtung über das Baufeld hinweg - und auch bei Bewegung in der der ersten Bewegung entgegengesetzten Richtung über das Baufeld hinweg zur Einebnung und Nivellierung einer jeweiligen Menge an Werkstoffpulver über der zuletzt bestrahlten Schicht betreibbar ist und dass auch die Saugdüsenvorrichtung so gestaltet ist, dass sie im Absaugbetrieb unabhängig von der Bewegungsrichtung des Glättungsschiebers betreibbar ist. Hierdurch wird die Betriebsflexibilität der Vorrichtung verbessert.
Eine weiterhin bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Glättungsschieber verschiedene Glättungsschieberelemente aufweist, nämlich in Bewegungsrichtung des Glättungsschiebers beim Einebnungs- und Nivellierbetrieb aufeinanderfolgend wenigstens ein Bürstenelement, wenigstens ein Klingenelement und wenigstens ein gummiartiges Element, insbesondere Silikonelement, mit im Wesentlichen ebener horizontaler unterer Abstreiffläche. Ein solcher Glättungsschieber hat sich als sehr gut funktionierend erwiesen. Insbesondere können die Glättungsschieberelemente in einer im Wesentlichen symmetrischen Anordnung jeweils doppelt am Glättungsschieber vorgesehen sein, wobei ferner zu der wenigstens einen Saugdüse wenigstens eine weitere Saugdüse in zumindest näherungsweise symmetrischer Anordnung dazu vorgesehen ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung des Glättungsschiebers und der Saugdüsenanordnung wird erreicht, dass bei den Hin- und Herfahrten des Glättungsschiebers gleiche Bedingungen für den Einebnungsprozess und im Wesentlichen auch für den Absaugprozess eingehalten werden können.
Vorzugsweise befindet sich zentral zwischen den Glättungsschieberelementen eine Pulverabgabeeinrichtung zur Ablage des Werkstoffpulvers auf den Träger während der Bewegung des Glättungsschiebers.
Vorzugsweise ist die Pulverabgabeeinrichtung zur gemeinsamen Bewegung mit dem Glättungsschieber und der mindestens einen Saugdüse gekoppelt, so dass die Antriebseinrichtung des Glättungsschiebers und der Saugdüse zugleich die Antriebseinrichtung der Pulverabgabeeinrichtung zu deren Bewegung ist.
Im Falle eines gemeinsamen Rahmens von Saugdüse und Glättungsschieber ist bevorzugt die Pulverabgabeeinrichtung mit der mindestens einen Saugdüse und dem Glättungsschieber über den gemeinsamen Rahmen gekoppelt.
Im Falle der relativen vertikalen Verschiebbarkeit des Glättungsschiebers mittels der Verschiebeeinrichtung ist bevorzugt die Pulverabgabeeinrichtung zusammen mit dem Glättungsschieber mittels der Verschiebeeinrichtung vertikal relativ zum gemeinsamen Rahmen verschiebbar.
Allgemein ist bei Kopplung der Pulverabgabeeinrichtung mit dem Glättungsschieber und Saugdüse zur gemeinsamen Bewegung mit dem Glättungs- schieber und der mindestens einen Saugdüse die zuvor genannte symmetrische Anordnung mit doppelt Glättungsschieberelementen und Saugdüsen bevorzugt, insbesondere dass die symmetrische Anordnung symmetrisch zur Pulverabgabeeinrichtung ist und/oder dass die Pulverabgabeeinrichtung in Draufsicht eine Symmetrieachse berührt, zu der die doppelt am Glättungsschieber vorgesehenen Glättungsschieberelemente symmetrisch sind und/oder dass die Pulverabgabeeinrichtung zentral zwischen den Glättungsschieberelementen ist.
Da die Saugdüsenvorrichtung während des Bestrahlungsbetriebs der Vorrichtung normalerweise nahe an dem jeweiligen Umschmelzbereich positioniert ist, eignet sie sich in besonderer Weise für die Anordnung einer
Bildsensoreinrichtung, z.B. einer CCD-Sensorzeile oder einer entsprechenden Kamera, die zur Bildaufnahme dieses Umschmelzbereichs ausgerichtet ist und somit zur Analyse des Schmelzvorgangs oder/und Pulverpräparie- rungsvorrichtung genutzt werden kann. Dabei kann es sich z.B. um eine vorzugsweise drahtlose Web-Kamera handeln. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht wenigstens eine solche Bildsensoreinrichtung vor. Das Bild kann auf einem Bildschirmmonitor ausgegeben werden. Auch besteht die Möglichkeit die Bildinformationen beispielsweise mittels der Prozesssteuereinrichtung automatisch auszuwerten, um bei Bedarf ggf. automatische Korrekturen vornehmen zu können, etwa die Intensität der Strahlungsquelle nachzustellen. Hierzu können auch spektralauflösende Bildgebungssysteme vorhanden sein.
Darauf hinzuweisen ist ferner, dass die Absaugeinrichtung mit ihrer Saugdüsenvorrichtung auch als Träger von Strahlungsquellen zum Aufheizen des Werkstoffpulvers geeignet ist, da sie betriebsmäßig nahe an dem Umschmelzbereich positioniert ist und somit daran angeordnete Strahlungsquellen aus geringer Entfernung den Umschmelzbereich bestrahlen und somit erwärmen können. Bei diesen Strahlungsquellen handelt es sich vorzugsweise um Zusatzstrahlungsquellen, wie etwa Hochleistungsinfrarotstrahler. In einer weiteren Ausbaustufe könnten solche Strahlungsquellen ggf. auch als Hauptstrahlungsquellen oder gar als einzige Strahlungsquellen für den Bauprozess an der bewegbaren Absaugeinrichtung bzw. der Baugruppe aus Saugdüsenvorrichtung und Schichtenpräparierungseinrichtung angeordnet sein, etwa als Strahlungsquellenmatritzen oder Lasereinrichtungen.
Eine interessante Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine im Prozessraum motorisch bewegbare Schutzgaseinblasvorrichtung mit wenigstens einer Schutzgaseinblasdüse aufweist. Vorzugsweise ist die Schuztgaseinblasvorrichtung mit der Saugdüsenvorrichtung zur gemeinsamen Bewegung gekoppelt, so dass die wenigstens eine Schutzgasblasdüse der Schutzgaseinblasvorrichtung und die wenigstens eine Saugdüse der Saugdüsenvorrichtung einen nicht zu großen Abstand zueinander haben.
Von der Saugdüse zusammen mit Prozessrauch abgesaugtes Schutzgas kann somit ganz oder teilweise mittels der Schutzgasblasdüse in dem Prozessraum ersetzt werden, so dass die dabei erzeugten Gasströme einen möglichst kleinen Bereich des Prozessraumgehäuses merklich betreffen.
Ferner kann das eingeblasene Schutzgas, z.B. Argon, Prozessrauch von bestimmten Stellen des Prozessraums fernhalten und insbesondere zu der Saugdüse hin treiben.
Dem Aspekt der insbesondere gemeinsam mit der Saugdüsenvorrichtung im Prozessraum motorisch bewegbaren Schutzgaseinblasvorrichtung kann selbständige erfinderische Bedeutung zukommen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung in Vorderansicht mit Blick in den Prozessraum, wobei in Figur 1 die Nivellier- und Glättungseinrichtung in ihrem Betriebszustand der Präparierung einer neuen oberen Werkstoffpulverschicht dargestellt Ist. Figur 2 zeigt in einer der Figur 1 entsprechenden Darstellungsweise die
Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen in einem Betriebszustand, in dem die zuvor präparierte oberste Werkstoffpulverschicht ortsselektiv bestrahlt wird und eine Prozessrauchabsaugung stattfindet.
Figur 3 zeigt in einer der Figur 1 bzw. Figur 2 entsprechenden Darstellungsweise die Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen in einer Sonderbetriebsart, gemäß welcher das Präparieren der oberen Werkstoffpulverschicht, das Bestrahlen dieser Schicht an Stellen, an denen sie bereits fertig ist und das Absaugen von Prozessrauch simultan stattfindet.
Figur 4 zeigt in einer schematischen Perspektivdarstellung Komponenten eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Figur 5 zeigt in einer Darstellungsweise entsprechend den Figuren 1 bis 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Erläuterungsskizze gemäß Figur 1 zeigt eine Momentaufnahme eines Pulverschichtenpräparationsschrittes im Rahmen der Herstellung eines Gegenstandes 2 durch schichtweises Aufbauen aus einem Pulver 4, z.B. Titanpulver mit einer Körnung von z.B. 10 pm bis 60 pm oder Stahlpulver entsprechender Körnung. Der Aufbau des Gegenstandes 2 erfolgt in einem Prozessraum 8, welcher von dem Prozessraumgehäuse begrenzt ist. In dem Pro- zessraum 8 herrscht Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise Argon-
Atmosphäre, unter Aufrechterhaltung eines Schutzgaskreislaufs (nicht gezeigt) durch den Prozessraum 8. Das schichtweise Aufbauen des Gegen- standes 2 erfolgt auf einer Trägerplattform 14, welche mittels einer Vertikalantriebseinheit gesteuert vertikal bewegbar und in verschiedenen Vertikaleinstellungen positionierbar ist. Eine Pulverschichtenpräparierungseinrich- tung 12 mit einer Nivellier- und Glättungseinrichtung 13 dient zur Präparie- rung der jeweils folgenden Werkstoffpulverschicht 7 auf dem Träger 14. Die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung 12 ist in Figur 1 von links nach rechts und von rechts nach links über das gesamte Baufeld und somit über den gesamten Träger 14 hinweg verfahrbar. Sie weist zentral ein sich quer zur Zeichenebene über das gesamte Baufeld erstreckendes Pulverabgabereservoir 17 auf, aus welchem sie Werkstoffpulver zur Bildung einer neuen oberen Pulverschicht 7 auf dem Baufeld während der Bewegung der Schich- tenpräparierungseinrichtung 12 ablegen kann. Links und rechts neben dem Pulverabgabereservoir 17 weist die Schichtenpräparierungseinrichtung 12 an einem Glättungsschieber 15 in einer symmetrischen Anordnung jeweils drei verschiedene Glättungsschieberelemente 20, 22, 24 auf. Das Glättungsschieberelement 20 ist eine Kunststoffbürste. Das Glättungsschieberelement 22 ist eine metallische Klinge mit unterer Spitze. Das Glättungsschieberelement 24 ist ein Silikonquader mit unten ebener Abstreiffläche. Während eines Pulverbeschichtungsvorgangs kommen jeweils die drei Beschichtungselemente 20, 22, 24 zur Wirkung, welche dem Pulverabgabereservoir 17 in Bewegungsrichtung des Glättungsschiebers 15 folgen. Sie sorgen für eine gleichmäßige geglättete ebene Werkstoffpulveroberfläche der in Entstehung befindlichen neuen oberen Pulverschicht 7 auf dem Träger 14. Da die
Schichtenpräparierungseinrichtung 12 sowohl bei ihrer Bewegung von links nach rechts über das Baufeld als auch bei ihrer Bewegung von rechts nach links über das Baufeld zur Präparierung einer obersten Pulverschicht 7 betreibbar ist, kommen die Sätze von Abstreifelementen 20 - 24 je nach Bewegungsrichtung der Schichtenpräparierungseinrichtung 12 zum Einsatz.
In der Darstellung gemäß Figur 1 bewegt sich die Schichtenpräparierungs- einrichtung 12 mit dem Glättungsschieber 15 von links nach rechts und sie ist dabei, eine obere Pulverschicht 7 zu bilden. Mit 32 ist in den Figuren 1 - 3 eine Stütz- und Führungsschiene für die Schichtenpräparierungseinrichtung 12 markiert. Diese Schiene 32 erstreckt sich horizontal längs der Rückwand des Prozessraums. Sie wirkt auch mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung 34 der Schichtenpräparie- rungseinrichtung 12 zusammen, indem sich ein Antriebsrad dieser Antriebseinrichtung 34 an der Schiene 32 abwälzen kann, um so einen Vortrieb der Schichtenpräparierungseinrichtung 12 unter Kontrolle der Prozesssteuereinrichtung 5 zu erzeugen.
Sobald die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung 12 über den Träger 14 hinweggefahren ist und eine Pulverschicht 7 hinterlassen hat, kann überschüssiges Pulver, welches bereits aus dem Pulverreservoir 17 herausgekommen ist, durch eine Überlauföffnung 45 in einen Pulversammelbehälter 46 fallen. Das Pulverabgabereservoir 17 kann zuvor geschlossen werden, so dass darin befindliches Pulver für einen nächsten Pulverschichtenpräparie- rungsvorgang bereitgehalten werden kann.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen in einem Betriebszustand, in welchem die bei ihrer Herstellung in Figur 1 dargestellte Pulverschicht bereits fertig präpariert ist und nunmehr das ortsselektive Bestrahlen dieser Pulverschicht 7 in einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsbereich des herzustellenden Gegenstandes erfolgt. Hierzu ist eine Bestrahlungseinrichtung 40, 42 vorgesehen, welche einen Laser 40 und eine steuerbare Strahlablenkungseinrichtung (Scanner) 42 umfasst. Mittels der Bestrahlungseinrichtung 40, 42 ist jeder Punkt auf dem Baufeld nach Maßgabe der Steuerung durch die Prozesssteuereinrichtung 5 für den Laserstrahl 29 der Bestrahlungseinrichtung 40, 42 erreichbar. Bei 27 befindet sich der momentane Auftreffpunkt des Laserstrahls 29 und somit der Pulverum- schmelzpunkt. Dort findet das Umschmelzen des Werkstoffpulvers 4 momen tan statt. Dabei entsteht üblicherweise Rauchgas 31 und ggf. Funkenflug. Zum Einfangen zumindest eines Großteils dieses Rauchgases 31 und etwai- ger Funken bzw. Schmelzspritzer dient eine Saugdüsenvorrichtung 33 mit zwei an einem Rahmen 18 des Glättungsschiebers 15 angeordneten Saugdüsen 35. Die Saugdüsen 35 sind Breitdüsen, welche sich zumindest im Wesentlichen über die gesamte Breite des Baufeldes quer zur Zeichenblattebene erstrecken und seitlich außen von den Glättungsschieberelementen 20 - 24 am Rahmen des Glättungsschiebers 15 angeordnete seitlich nach außen gerichtete Düsenöffnungen 37 aufweisen. Alternativ könnten die Breitdüsen auch durch Reihen nebeneinander angeordneter einzelner Düsen ersetzt sein oder solche enthalten. Das von der Saugdüsenvorrichtung 33 aus dem Prozessraum 8 mit abgesaugte Schutzgas wird über eine (nicht gezeigte) Schutzgaszuführung laufend ersetzt. Dies kann im Rahmen eines Schutzgasfilter- und Recyclingprozesses geschehen.
In Figur 2 ist erkennbar, dass die auf der linken Seite des Glättungsschiebers 15 angeordnete Saugdüse 35 nahe der momentanen Umschmelzstelle 27 positioniert ist, damit sie Rauchgas 31 und etwaige Funken vom Umschmelzort abfangen kann. Die Prozesssteuereinrichtung 5 sorgt dafür, dass der Laserstrahl 29 und die Baugruppe 12, 33 aus Schichtenpräparierungsein- richtung 12 und Saugdüsenvorrichtung 33 einander nicht überschneiden, indem sie die Strahlablenkeinrichtung 42 und die Bewegung der Baugruppe 12, 33 entsprechend steuert. Die Antriebseinrichtung 34 der Pulverschich- tenpräparierungseinrichtung 12 ist zugleich auch die Antriebseinrichtung der Saugdüsenvorrichtung 33, da die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung 12 und die Saugdüsenvorrichtung 33 über einen gemeinsamen Rahmen 18 gekoppelt sind, welcher von der Antriebseinrichtung 34 längs der Führungsschiene 32 angetrieben werden kann.
Mit 47 ist ein jeweiliges Auffangblech für Schmelzspritzer gekennzeichnet. Das Auffangblech 47 ist unten an der jeweiligen Saugdüse 35 befestigt, so dass es über den Rand der Saugdüse 35 hinaus nach außen absteht. Es erstreckt sich mit sehr geringem Abstand von z.B. 0,5 mm - 2 mm über dem Pulverbett. Es hat sich gezeigt, dass derartige Auffangbleche sehr gut zum Aufsammeln von Schmelzspritzern geeignet sind, die durch den Sog der Saugdüse 35 in die betreffende Richtung bewegt werden.
Mit 48 ist eine jeweilige Bildsensoreinrichtung, z.B. eine drahtlose Web- Kamera gekennzeichnet, die an der Baugruppe 12, 33 nahe der Düsenöffnung 37 angeordnet - und auf das Baufeld gerichtet ist, so dass damit der jeweilige Umschmelzbereich 27 beobachtet werden kann (Schmelzpoolanalyse). Auch kann die Qualität der Pulverschicht 7 bei deren Herstellung auf diese Weise überwacht werden.
Nachdem der Arbeitsschritt des Bestrahlens der Werkstoffpulverschicht 7 erfolgt ist, kann der Träger 14 um das Dickenmaß der nächstfolgenden Werkstoffpulverschicht abgesenkt werden, so dass dann die Pulverschich- tenpräparierungseinrichtung 12 eine nächste oberste Werkstoffpulverschicht 7 präparieren kann, dies ggf. bei der Rückfahrt vom rechten Ende zum linken Ende des Prozessraums 8.
Der Glättungsschieber 15 ist mittels einer (nicht gezeigten) Verschiebeeinrichtung vertikal um einen kleinen Betrag gesteuert verschiebbar. Bei der Pulverschichtenpräparierung gemäß Figur 1 ist er in seiner abgesenkten Stellung. Bei dem Bestrahlungsvorgang gemäß Figur 2 ist er in seiner angehobenen Stellung.
Figur 3 zeigt einen Sondermodus, bei dem die Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen in einem Betriebszustand ist, in dem sie simultan die oberste Pulverschicht 7 präpariert, die Schicht an Stellen, an der sie bereits fertig ist, ortsselektiv mit dem Laserstrahl 29 bestrahlt und nahe dem jeweiligen Strahlauftreffpunkt 27 Prozessrauch 31 und ggf. Funkenflug mittels der Saugdüsenvorrichtung 33 absaugt. In Figur 3 ist auch eine Situation gezeigt, in der sich die Schichtenpräparierungseinrichtung 12 mit dem Glättungs- schieber 15 von links nach rechts bewegt. ln einem hinteren Bereich 25, den die Schichtenpräparierungseinrichtung 12 mit ihrem Glättungsschieber 15 bereits passiert hat, hat die Bestrahlungseinrichtung 40, 42 bereits mit der ortsselektiven Bestrahlung der oberen Werkstoffpulverschicht 7 begonnen und dort das Pulver 4 nach Maßgabe der Geometrievorgaben des Formkörpers 2 insoweit umgeschmolzen. Der Pulver- schichtenpräparierungsprozess und das selektive Bestrahlen der obersten Schicht 7 einschließlich der Absaugung von Prozessrauch und Schmelzspritzern können somit in dem Sondermodus der Vorrichtung simultan erfolgen.
In Figur 4 sind einzelne Komponenten eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung mit Sicht von schräg oben auf das Baufeld gezeigt. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 umfasst wie das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel ebenfalls eine motorisch bewegbare Baugruppe 112, 133 aus Pulverschichtenpräparierungsein- richtung 112 und Saugdüsenvorrichtung 133. Figur 4 zeigt diese Baugruppe in einer Schrägansicht von oben und hinten. Mit 142a - 142d sind vier verschiedene Bestrahlungssubsysteme mit einer jeweiligen Strahlablenkeinrichtung in Figur 4 gekennzeichnet. Jedes dieser Subsysteme 142a - 142d richtet einen eigenen Laserstrahl 129a, 129b, 129c bzw. 129d auf das Baufeld, um in gesteuerter Weise Pulver einer zuvor präparierten obersten Werkstoffpulverschicht nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des herzustellenden Gegenstandes oder ggf. der herzustellenden Gegenstände, sofern simultan mehrere Gegenstände hergestellt werden sollen, umzuschmelzen. Die Bestrahlungssubsysteme können einzeln, in Gruppen oder alle gemeinsam simultan je nach Ansteuerung durch die Prozesssteuereinrichtung betrieben werden. Dies erlaubt das zeitsparende Bearbeiten auch großer Baufelder. Auch können die Saugdüsen beiderseits der Baugruppe 112, 133, simultan betrieben werden.
Der Betrieb des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4 kann grundsätzlich entsprechend dem zuvor bereits für das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung erläuterten Betrieb erfolgen, wobei jedoch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 die Steuerung das Vorhandensein mehrerer Laserstrahlen zu berücksichtigen hat.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellungsweise entsprechend der Darstellungsweise der Figuren 1 - 3. Komponenten und Elemente des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 5, die Komponenten bzw. Elementen der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1 - 3 gegenständlich oder funktional im Wesentlichen entsprechen, sind in Figur 5 mit entsprechend gleichen Bezugszahlen und dem nachgestellten Kleinbuchstaben a gekennzeichnet, so dass im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 5 zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 - 3 eingegangen werden kann, um das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 zu erläutern.
Besonderheit des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 5 ist, dass die Saugdüsenvorrichtung 33a und die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung 12a voneinander separiert sind. Figur 5 zeigt eine Momentaufnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Betriebszustand des ortsselektiven Bestrahlens der Pulverschicht 7a, die bereits vorher mittels der Pulverschich- tenpräparierungseinrichtung 12a präpariert worden ist. Die Pulverschichten- präparierungseinrichtung 12a befindet sich in Figur 5 in einem Parkzustand rechts neben dem Baufeld.
Bei 27a befindet sich der momentane Auftreffpunkt des Laserstrahls 29a und somit der Pulverumschmelzpunkt. Dort findet das Umschmelzen des Werkstoffpulvers 4a momentan statt. Zum Einfangen zumindest eines Großteils des dabei entstehenden Rauchgases 31 a und etwaiger Funken bzw.
Schmelzspritzer dient die Saugdüsenvorrichtung 33a, welche Saugdüsen 35a mit Saugdüsenöffnungen 37a aufweist. In Figur 5 ist angedeutet, dass sich die Saugdüsenvorrichtung 33a momentan nach rechts bewegt. Die auf der linken Seite der Saugdüsenvorrichtung 33a angeordnete Saugdüse 35a ist momentan nahe der Umschmelzstelle 27a positioniert, so dass sie Rauchgas 31 a und etwaige Funken optimal abfangen kann. Die Prozesssteuereinrichtung 5a sorgt dafür, dass der Laserstrahl 29a und die Saugdüsenvorrichtung 33a einander nicht überschneiden, indem sie die Strahlablenkeinrichtung 42a und die Bewegung der Saugdüsenvorrichtung 33a entsprechend steuert.
Eine vorteilhafte Besonderheit des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 5 ist eine mit der Saugdüsenvorrichtung 33a bewegbare Schutzgaseinblasvorrichtung 50. In Figur 5 ist die bevorzugte Ausführungsform gezeigt, gemäß welcher die Schutzgaseinblasvorrichtung 50 mit der Saugdüsenvorrichtung 33a zur gemeinsamen Bewegung gekoppelt ist. In abgewandelten Ausführungsformen kann jedoch die Schutzgaseinblasvorrichtung 50 auch eigene mittels der Steuereinrichtung 5a steuerbare Antriebsmittel aufweisen und somit eigenständig bewegbar sein.
Die Schutzgaseinblasvorrichtung 50 weist zwei Schutzgasblasdüsen 52 auf, mittels welcher Schutzgas 54 in den Prozessraum 8a einführbar ist. Dieses Schutzgas kann ganz oder teilweise das mittels der Saugdüsenvorrichtung 33a jeweils mit Prozessrauch 31 a abgesaugte Schutzgas ersetzen. Es können jedoch auch noch weitere Schutzgaszuführungen, insbesondere stationäre Schutzgaszuführungen zum Prozessraum 8a vorgesehen sein. Dies gilt auch für Schutzgasableitungen.
In der Situation gemäß Figur 5 ist die linke, dem Strahlauftreffpunkt 27a unmittelbar benachbarte Sausdüse 35a aktiv, um Prozessrauch 31 a und ggf. Schmelzspritzer abzusaugen. Gleichzeitig ist die rechte Schutzgasblasdüse 52 der Schutzgaseinblasvorrichtung 50 momentan aktiv, um Schutzgas in Richtung zu der aktiven Saugdüse 35a zu blasen. Auf diese Weise kann Rauchgas tendenziell daran gehindert werden, in den Bereich unterhalb der Baugruppe aus Saugdüsenvorrichtung 33a und Schutzgaseinblasvorrichtung 50 zu gelangen. Die Düsen 35a und 52 sind mittels der Steuereinrichtung 5a steuerbar, so dass je nach gewünschter Betriebsart eine, zwei, drei oder alle Düsen 35a, 52 eingeschaltet sein können. Es sei an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, dass Kombinationen der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1 - 5 möglich sind. So kann eine Schutzgaseinblasvorrichtung beispielsweise zusammen mit einer Saugdüsenvorrichtung und einer Schichtenpräparierungsvorrichtung zur gemeinsamen Bewegung gekoppelt sein.
In dem vereinfachten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist nicht gesondert dargestellt, dass die Baugruppen 33a, 50 einerseits und 12a andererseits an in einer Umschleusstelle aneinander vorbei können, so dass die Schichten- präparierungseinrichtung 12a stets vor der Baugruppe aus Absaugvorrich- tung 33a und Schutzgaseinblasvorrichtung 50 ungeachtet der Bewegungsrichtung im Prozessraum 8a aktiv werden kann. Als Schutzgas kommt insbesondere ein Edelgas infrage, beispielsweise Argon.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers (2) durch schichtwei- ses Aufbauen aus pulverförmigem, insbesondere metallischem oder keramischem Werkstoff (4) in einem Prozessraum (8), mit
- einer Prozesssteuereinrichtung (5),
- einem Träger (14) für den Schichtaufbau,
- einer Bestrahlungseinrichtung (40, 42) zur Bestrahlung der jeweils ak- tuell zuoberst auf dem Träger (14) präparierten Werkstoffpulverschicht
(7) in einem dieser Schicht (7) zugeordneten Querschnittsbereich des Formkörpers (2) mit einer Strahlung (29), insbesondere fokussierten Laserstrahlung, die das Werkstoffpulver (4) in diesem Querschnittsbereich durch Erhitzen zum Verschmelzen oder ggf. zum Versintern bringt,
- einer Nivellier- und Glättungseinrichtung (13) zur Präparierung einer jeweils nachfolgend zu bestrahlenden Werkstoffpulverschicht (7) auf dem Träger (14), wobei die Nivellier- und Glättungseinrichtung (13) wenigstens einen motorisch bewegbaren Glättungsschieber (15) zur Einebnung und Nivellierung einer jeweiligen Menge an Werkstoffpulver (4) auf dem Träger (14) zur Bildung einer Werkstoffpulverschicht (7) aufweist, und mit
- einer Absaugeinrichtung, die eine Saugdüsenvorrichtung (33) zur Absaugung von Prozessrauch aus dem Prozessraum (8) aufweist, wobei zumindest eine Saugdüse (35) der Saugdüsenvorrichtung (33) mittels einer Antriebseinrichtung (34) in dem Prozessraum (8) bewegbar ist und wobei die Saugdüse (35) bei der Bewegung im Saugbetrieb betreibbar ist, während die Bestrahlungseinrichtung (40, 42) zur Bestrahlung der jeweiligen aktuell auf dem Träger (14) präparierten Werkstoffpulverschicht (7) aktiv ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine im Prozessraum (8) bewegbare Saugdüse (35) zur gemeinsamen Bewegung mit dem Glättungsschieber (15) gekoppelt ist, so dass die Antriebseinrichtung (34) der Saugdüse (35) zugleich die Antriebseinrichtung des Glättungsschiebers (15) zu dessen Bewegung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine im Prozessraum (8) bewegbare Saugdüse (35) und der Glättungsschieber (15) über einen gemeinsamen Rahmen (18) gekoppelt sind, wobei bevorzugt die Antriebseinrichtung (34) den gemeinsamen Rahmen (18) antreibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Glättungsschieber (15) mittels einer Verschiebeeinrichtung vertikal relativ zum gemeinsamen Rahmen (18) verschiebbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Prozesssteuereinrichtung (5) in einem Prozesssteuermodus dazu eingerichtet ist, die Arbeitsweise der Bestrahlungseinrichtung (40, 42) und der Absaugeinrichtung so aufeinander abzustimmen, dass der jeweilige Abstand zwischen der zur Prozessrauchabsaugung aktiven Saugdüse (35) und dem jeweiligen aktuellen Ort (27) der Bestrahlung der Pulverschicht (7) möglichst gering ist und einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Saugdüse (35) über eine bewegbar flexible Leitung (36) oder/und eine Teleskopleitung mit einer äußeren Saugquelle der Absaugeinrichtung verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die wenigstens eine Saugdüse (35) eine Breitdü- senform mit einer der Breite des Trägers (14) zumindest näherungsweise entsprechenden Breite aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüse (35) so angeordnet ist, dass sie dem Glättungsschieber (15) bei dessen Bewegung über den Träger (14) zur Einebnung und Nivellierung einer jeweiligen Menge von Werkstoffpulver (4) über der zuletzt bestrahlten Schicht hinweg folgt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüse (35) auch bei Stillstand des Glättungsschiebers (15) im Saugbetrieb betreibbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Glättungsschieber (15) so gestaltet ist, dass er bei Bewegung in einer ersten horizontalen Richtung über den Träger hinweg - und auch bei Bewegung in der der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung über den Träger (14) hinweg zur Einebnung und Nivellierung einer jeweiligen Menge an Werkstoffpulver (4) betreibbar ist, und dass auch die Saugdüsenvorrichtung (33) so gestaltet ist, dass sie im Absaugbetrieb unabhängig von der Bewegungsrichtung des Glättungsschiebers (15) betreibbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Glättungsschieber (15) verschiedene Glättungsschieberelemente (20, 22, 24) aufweist, nämlich in Bewegungsrichtung des Glättungsschiebers (15) beim Einebnungs- und Nivellierbetrieb aufeinanderfolgend wenigstens ein Bürstenelement (20), wenigstens ein Klingenelement (22) und wenigstens ein gummiartiges Element (24) mit im Wesentlichen ebener horizontaler unterer Ab- streiffläche.
1 1 .Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättungsschieberelemente (20, 22, 24) in einer zumindest im Wesentlichen symmetrischen Anordnung jeweils doppelt am Glättungsschieber (15) vorgesehen sind und dass zu der wenigstens einen Saugdüse (35) wenigstens eine weitere Saugdüse (35) in zumindest im Wesentlichen symmetrischer Anordnung dazu vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pulverabgabeeinrichtung (17) zur gemeinsamen Bewegung mit dem Glättungsschieber (15) und der mindestens einen Saugdüse (35) gekoppelt ist, so dass die Antriebseinrichtung (34) des Glättungsschiebers (15) und der Saugdüse (35) zugleich die Antriebseinrichtung der Pulverabgabeeinrichtung (17) zu deren Bewegung ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12 in seinem direkten oder indirekten
Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverabgabeeinrichtung (17) mit der mindestens einen Saugdüse (35) und dem Glättungsschieber (15) über den gemeinsamen Rahmen (18) gekoppelt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 in seinem direkten oder indirekten
Rückbezug auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pul- verabgabeeinrrichtung (17) zusammen mit dem Glättungsschieber mittels der Verschiebeeinrichtung vertikal relativ zum gemeinsamen Rahmen (18) verschiebbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14 in seinem direkten oder indirekten Rückbezug auf Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrische Anordnung symmetrisch zur Pulverabgabeeinrich- tung (17) ist und/oder dass die Pulverabgabeeinrichtung (17) in Drauf- sicht eine Symmetrieachse berührt, zu der die doppelt am Glättungsschieber (15) vorgesehenen Glättungsschieberelemente (20, 22, 24) symmetrisch sind, und/oder dass die Pulverabgabeeinrichtung (17) zentral zwischen den Glättungsschieberelementen (20, 22, 24) ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre in dem Prozessraum (8) aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der bewegbaren Saugdüse (35) ein Auffangblech (47) für Schmelzspritzer gekoppelt ist, welches unterhalb der Saugdüse (35) über diese hinaus nach außen absteht.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung (40, 42) mehrere mittels der Prozesssteuereinrichtung (5) steuerbare Bestrahlungssubsysteme (142a - 142d) umfasst, die simultan betreibbar sind, um an verschiedenen Stellen der jeweils aktuell zu bestrahlenden Werkstoffpulverschicht (7) Werkstoffpulver ortsselektiv umzuschmelzen.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildsensoreinrichtung (48) nahe der Saugdüsenvorrichtung (33) angeordnet und mit dieser bewegbar ist, wobei die Bildsensoreinrichtung (48) dazu betreibbar ist, den jeweiligen Umschmelzbereich (27) bildmäßig zu erfassen.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlungsheizeinrichtung nahe der Saugdüsenvorrichtung (33) angeordnet und mit dieser bewegbar ist, wobei die Strahlungsheizeinrichtung dazu betreibbar ist das Werkstoffpulver (4) am jeweiligen Umschmelzbereich (27) zu erhitzen.
21.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass sie ferner eine im Prozessraum 8a motorisch be- wegbare Schutzgaseinblasvorrichtung (50) mit wenigstens einer Schutzgasblasdüse (52) aufweist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgaseinblasvorrichtung (50) mit der Saugdüsenvorrichtung (33a) zur gemeinsamen Bewegung gekoppelt ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schutzgasblasdüse (52) zu der mindestens einen Saugdüse (31a) der Saugdüsenvorrichtung (33a) hin orientiert ist.
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