WO2022096667A1 - Coating device, central module, and process and apparatus for manufacturing three-dimensional objects by selectively solidifying a building material applied in layers - Google Patents

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WO2022096667A1
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central module
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Kai Etzel
Lukas WITZ
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Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh
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Abstract

The invention relates to a coating device (46) and a central module (33) for a process assisting device (21) in an apparatus for manufacturing three-dimensional objects (12) by selectively solidifying a building material, which is applied in layers, by means of a beam acting on the building material, the coating device (46) comprising two receptacles (83, 84) which run parallel to one another and extend perpendicularly to the moving direction, further comprising a partition (85) between the receptacles (83, 84), wherein a coating tool (87) is stationarily arranged on an underside of the partition (85) in the dispensing direction of the building material. The invention further relates to a process and an apparatus for manufacturing three-dimensional objects.

Description

Beschichtungseinrichtung, Mittenmodul sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials Coating device, middle module and method and device for the production of three-dimensional objects by selective solidification of a layered applied construction material
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungseinrichtung, ein Mittenmodul einer Prozessunterstützung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials, bei dem in zumindest einer Prozesskammer auf eine Aufbau plattform das Aufbaumaterial schichtweise aufgebracht wird und mit einer Strahlungsquelle zumindest ein Strahl zur Verfestigung des Aufbaumaterials erzeugt und über zumindest ein Strahlführungselement auf das Aufbaumaterial in der Aufbauplattform zugeführt wird. Eine Prozessunterstützungsvorrichtung, welche ein Mittenmodul und jeweils dazu ausgerichtet ein Außenmodul aufweist, wobei das Mittenmodul und/oder das Außenmodul entlang der Aufbauplattform verfahrbar ist, erzeugt entlang der Aufbau plattform eine Primärgasströmung, so dass zwischen dem Mittenmodul und dem zumindest einen Außenmodul eine Überströmungsstrecke mit Primärgas gebildet wird. The invention relates to a coating device, a central module of a process support and a method and a device for the production of three-dimensional objects by selective solidification of a layered applied construction material, in which the construction material is applied in layers in at least one process chamber on a construction platform and with a radiation source at least one Beam generated for solidification of the construction material and is fed via at least one beam guidance element to the construction material in the construction platform. A process support device, which has a central module and an outer module aligned with it, with the central module and/or the outer module being movable along the assembly platform, generates a primary gas flow along the assembly platform, so that between the central module and the at least one outer module there is an overflow path with primary gas is formed.
Aus der DE 10 2017 211 657 Al ist eine Vorrichtung zur additiven Herstellung eines Bauteils mit Schutzgasführung sowie ein Verfahren dazu bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine Prozessunterstützungseinrichtung mit einem Mittenmodul und jeweils ein zu dem Mittenmodul ausgerichtetes Außenmodul. Das Mittenmodul ist oberhalb einer Aufbauplatt- form verfahrbar angesteuert. Das Mittenmodul umfasst einen Beschichter, über weichen aus einem Pulverreservoir Aufbaumaterial zugeführt wird, so dass dies während der Verfahrbewegung des Mittenmoduls auf die Aufbauplattform ausgegeben wird. Beidseitig zum Beschichter ist jeweils eine Schutzgasauslasseinrichtung vorgesehen, bei welcher die Schutzgasauslässe in Richtung auf das Außenmodul gerichtet sind. Während des Verfestigens des Aufbaumaterials wird durch eine Vielzahl der Schutzgasauslässe ein Schutzgas ausgegeben und durch das gegenüberliegende Außenmodul abgesaugt. Dieses als Absaugeinrichtung ausgebildete Außenmodul kann zum Mittenmodul synchron verfahrbar angesteuert werden, während mittels eines Laserstrahls im dazwischenliegenden Bereich das Aufbaumaterial verfestigt wird. DE 10 2017 211 657 A1 discloses a device for the additive manufacturing of a component with protective gas flow and a method for this. This device comprises a process support device with a central module and an outer module aligned with the central module. The center module is above a mounting plate form movably controlled. The central module includes a coater, via which construction material is supplied from a powder reservoir so that it is discharged onto the construction platform during the movement of the central module. A protective gas outlet device is provided on both sides of the coater, in which case the protective gas outlets are directed in the direction of the outdoor module. During the hardening of the building material, a protective gas is emitted through a large number of the protective gas outlets and sucked off through the opposite outdoor module. This outer module, which is designed as a suction device, can be controlled so that it can be moved synchronously with the central module, while the building material is solidified in the area in between by means of a laser beam.
Aus der WO 2019/115140 Al ist des Weiteren ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung, zu welcher feststehend ein Mittenmodul und jeweils benachbart am äußeren Ende ein Außenmodul befestigt ist. Das Mittenmodul umfasst einen Beschichter mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Rollen zum Glattstreichen des aufgebrachten Aufbaumaterials. An dem Mittenmodul sind zwei Absaugeinrichtungen vorgesehen, die zum Außenmodul ausgerichtet ist. Während des Zuführens des Laserstrahls auf eine Aufbauplattform zwischen einem Außenmodul und dem Mittenmodul wird ein Prozessgasstrom von dem Außenmodul zu der Absaugeinrichtung am Mittenmodul erzeugt. Das gegenüberliegende Außenmodul ist bezüglich der Zuführung eines Prozessgasstromes abgeschaltet. Furthermore, WO 2019/115140 A1 discloses a method and a device for producing three-dimensional objects by selectively solidifying a construction material applied in layers. This device comprises a receiving device, to which a central module and an outer module are fastened in a fixed manner adjacent to each other at the outer end. The center module includes a coater with two spaced-apart rollers for smoothing the applied build material. Two suction devices are provided on the central module, which are aligned with the outer module. While the laser beam is being fed onto a construction platform between an outer module and the middle module, a flow of process gas is generated from the outer module to the suction device on the middle module. The opposite outdoor module is switched off with regard to the supply of a process gas stream.
Aus der DE 10 2015 222 100 Al ist eine Beschichtungseinrichtung zur Ausgabe eines Aufbaumaterials in einer Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch selektives Verfestigen des schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles bekannt. Diese Beschichtungseinrichtung weist zwei parallel zueinander ausgerichtete Aufnahmen auf, die sich quer zur Verfahrbewegung der Beschichtungseinheit erstrecken. Zwischen den beiden Aufnahmen ist eine Trennwand vorgesehen. An jeder Außenseite der Aufnahme ist ein Beschichtungswerkzeug vorgesehen, um das ausgegebene Aufbaumaterial zu glätten. DE 10 2015 222 100 A1 discloses a coating device for dispensing a construction material in a device for producing three-dimensional objects by selective solidification of the construction material applied in layers by means of a jet acting on the construction material. This coating device has two mutually parallel aligned shots that extend transversely to the movement of the coating unit. A partition wall is provided between the two receptacles. A coating tool is provided on each outside of the receptacle to smooth the dispensed build material.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungseinrichtung, ein Mittenmodul für eine Prozessunterstützungseinrichtung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials vorzuschlagen, durch welches die Produktivität erhöht wird. The invention is therefore based on the object of proposing a coating device, a central module for a process support device and a method and a device for producing three-dimensional objects by selectively solidifying a layered applied construction material, through which productivity is increased.
Diese Aufgabe wird durch eine Beschichtungseinrichtung gelöst, welche zwei Aufnahmen aufweist, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei die Erstreckungsrichtung senkrecht zur Verfahrrichtung ausgerichtet ist und mit einer zwischen den beiden Aufnahmen vorgesehenen Trennwand, wobei die Trennwand in Ausgaberichtung des Aufbaumaterials weisend ein feststehend daran angeordnetes Beschichterwerkzeug aufweist. Diese Beschichtungseinrichtung weist den Vorteil auf, dass der Aufbau vereinfacht ist, indem lediglich ein Beschichterwerkzeug vorgesehen ist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass jeweils in Verfahrrichtung der Beschichtungseinrichtung gesehen, die vorauseilende Aufnahme mit Aufbaumaterial befüllbar ist, so dass das gegenüber der befüllten Aufnahme nacheilende Beschichterwerkzeug eine Glättung des auf die Aufbauplattform ausgegebenen Aufbaumaterials vornehmen kann. This object is achieved by a coating device which has two receptacles which extend parallel to one another, the direction of extension being aligned perpendicularly to the direction of travel and with a partition wall provided between the two receptacles, the partition wall pointing in the dispensing direction of the building material and a coating tool fixedly arranged on it having. This coating device has the advantage that the structure is simplified in that only one coating tool is provided. Provision is preferably made for the preceding receptacle to be filled with construction material, viewed in the direction of travel of the coating device, so that the coating tool that lags behind the filled receptacle can smooth the construction material dispensed onto the construction platform.
Vorteilhafterweise weist zumindest eine, bevorzugt beide der Aufnahmen eine Ausgabeöffnung auf, die frei von Verschlusselementen ist. Anders ausgedrückt weist zumindest eine, bevorzugt beide der Aufnahmen eine Ausgabeöffnung zur Ausgabe von Aufbaumaterial, eine Einfüllöffnung zur Aufnahme des Aufbaumaterials und keine beweglichen Verschlusselemente auf. Mit anderen Worten ist bei zumindest einer der Aufnahmen zwischen deren Einfüllöffnung, durch welche das Aufbaumaterial in die Aufnahme gelangt, und deren Ausgabeöffnung, durch welche das Auf- baumaterial aus der Aufnahme tritt, kein bewegliches Verschlusselement, wie bspw. Schieber, Klappe oder Rad, vorgesehen. Durch das Weglassen eines beweglichen, bspw. drehbaren, klappbare oder verschiebbaren Verschlusselements wird zu jeder Zeit eine direkte Kommunikation zwischen der Einfüll- und Ausgabeöffnung mittels dem pulverförmigen Aufbaumaterial bereitgestellt. Durch den Entfall eines beweglichen Verschlusselements wird somit eine konstruktiv einfache und damit kostengünstige Lösung ermöglicht, die darüber hinaus wenig anfällig für Verschleiß und Verschmutzung ist und daher einen störungsfreien Betrieb der Beschichtungseinrichtung sicherstellt. Dies hat außerdem den Vorteil, dass beim Aufträgen von Aufbaumaterial keine beweglichen Teile verwendet werden müssen, die zu Vibrationen des Beschichterwerkzeugs und damit einem inhomogenen Aufbaumaterialauftrag führen können, bspw. sogenannten Rattermarken. Des Weiteren kann bevorzugt an oder in der Aufnahme oder den Aufnahmen zugeordnet eine Rüttel- oder Rühreinrichtung vorgesehen sein, um eine Fließfähigkeit des Aufbaumaterials aus der oder den Aufnahmen zu verbessern. Diese sollte bevorzugt nicht während der Aufbaumaterialauftrags oberhalb der Aufbauplattform verwendet werden. Advantageously, at least one, preferably both, of the receptacles has a dispensing opening that is free of closure elements. In other words, at least one, preferably both, of the receptacles has a dispensing opening for dispensing building material, a filling opening for receiving the building material and no movable closure elements. In other words, in at least one of the receptacles between its filling opening, through which the building material gets into the receptacle, and its discharge opening, through which the building material emerges from the receptacle, no movable closure element, such as a slider, flap or wheel, is provided. By omitting a movable, for example rotatable, foldable or displaceable closure element, direct communication between the filling and dispensing opening is provided at all times by means of the powdered building material. Due to the omission of a movable closure element, a structurally simple and therefore cost-effective solution is made possible, which is also less susceptible to wear and dirt and therefore ensures trouble-free operation of the coating device. This also has the advantage that when building material is applied, no moving parts have to be used, which could lead to vibrations in the coating tool and thus to an inhomogeneous application of building material, for example so-called chatter marks. Furthermore, a vibrating or stirring device can preferably be provided on or in the receptacle or receptacles, in order to improve the flowability of the building material from the receptacle or receptacles. This should preferably not be used during the build-up material application above the build platform.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das zumindest eine Beschichterwerkzeug, welches bevorzugt als eine Beschichterlippe ausgebildet ist, sich zumindest entlang der Länge der Aufnahme erstreckt. Dadurch kann ein vollständiges Glätten des aufgebrachten Aufbaumaterials über die gesamte Breite der Aufbauplattform erfolgen. Bevorzugt ist die Beschichterlippe auswechselbar an der Trennwand zwischen den beiden Aufnahmen angeordnet. Provision is preferably made for the at least one coating tool, which is preferably designed as a coating lip, to extend at least along the length of the receptacle. As a result, the applied construction material can be completely smoothed over the entire width of the construction platform. The coater lip is preferably arranged in an exchangeable manner on the partition wall between the two receptacles.
Vorteilhafterweise sind die Aufnahmen der Beschichtungseinrichtung schachtförmig ausgebildet. Dies ermöglicht, dass in einfacher Weise oberhalb der Aufnahmen ein Befüllen mit Aufbaumaterial erfolgen kann und das Aufbaumaterial während einer Verfahrbewegung der Beschichtungseinrichtung schwerkraftbasiert nach unten ausgegeben und dosiert werden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Aufnahmen eine nach unten offene Ausgabeöffnung aufweisen. Diese Ausgabeöffnung ist im Querschnitt für eine dosierte Ausgabe während einer Verfahrbewegung dimensioniert. Dies ermöglicht einen besonders gleichmäßigen Auftrag des Aufbaumaterials, trotz Entfall einer ansteuerbaren Öffnung, beispielsweise durch einen Schieber oder eine Klappe zur Dosierung des Aufbaumaterials. Advantageously, the receptacles of the coating device are shaft-shaped. This enables filling with construction material to be carried out in a simple manner above the receptacles and the construction material to be discharged and dosed downwards based on gravity during a displacement movement of the coating device. Provision is preferably made for the receptacles to have a discharge opening which is open at the bottom. This dispensing opening is dimensioned in cross-section for metered dispensing during a movement. This enables a particularly uniform application of the building material, despite the omission of a controllable opening, for example by a slide or a flap for dosing the building material.
Die Ausgabeöffnung der Aufnahmen der Beschichtungseinrichtung weist bevorzugt einen rechteckförmigen oder schlitzförmigen Querschnitt auf. Bevorzugt weisen die Aufnahmen ausgehend von der Ausgabeöffnung vertikal ausgerichtete Wandabschnitte auf. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die in Längsrichtung der Beschichtungseinrichtung bzw. des Mittenmoduls ausgerichtete Wandabschnitte sich nach oben aufweiten. In beiden Fällen ist ein einfaches Befüllen der Aufnahmen durch Schwerkraft mit dem Aufbaumaterial von oben ermöglicht. The discharge opening of the receptacles of the coating device preferably has a rectangular or slit-shaped cross section. The receptacles preferably have wall sections which are aligned vertically, starting from the dispensing opening. Alternatively, it can also be provided that the wall sections aligned in the longitudinal direction of the coating device or the central module widen upwards. In both cases, the receptacles can be easily filled with the construction material from above by gravity.
Bevorzugt weist die Beschichtungseinrichtung einen rahmenförmigen Grundkörper auf, der die zumindest zwei Aufnahmen aufnimmt und umgibt. Ein solcher rahmenförmiger Grundkörper weist den Vorteil auf, dass weitere Komponenten am rahmenförmigen Grundkörper befestigbar sind, wie beispielsweise ein- oder beidseitig zu den Aufnahmen angeordnete Absaugeinrichtungen. Des Weiteren können alternativ die zumindest zwei Aufnahmen in den rahmenförmigen Grundkörper integriert sein. Dadurch kann ein kompakter Aufbau ausgebildet sein. Gleichzeitig kann dadurch auch eine steife Anordnung der Aufnahmen zueinander erzielt werden. The coating device preferably has a frame-shaped base body which accommodates and surrounds the at least two receptacles. Such a frame-shaped base body has the advantage that further components can be fastened to the frame-shaped base body, such as suction devices arranged on one or both sides of the receptacles. Furthermore, the at least two receptacles can alternatively be integrated into the frame-shaped base body. As a result, a compact structure can be formed. At the same time, a rigid arrangement of the receptacles relative to one another can also be achieved as a result.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die schachtförmigen Aufnahmen der Beschichtungseinrichtung Versteifungsstege umfassen, die sich zwischen den Wandabschnitten erstrecken. Diese Versteifungsstege sind in der Wandstärke relativ dünn ausgebildet, um keine Störkontur zu bilden. Vorteilhafterweise erstrecken sich diese nicht über die gesamte Höhe, sondern sind zu einer Ausgabeöffnung hin beabstandet, so dass ein gleichmäßiger Auftrag des Aufbaumaterials ermöglicht ist. Die Aufnahmen der Beschichtungseinrichtung weisen bevorzugt ein Aufnahmevolumen auf, welches zur Ausgabe des Aufbaumaterials für ein einmaliges Überfahren der Aufbauplattform entspricht. Dies ermöglicht, dass das Aufbauvolumen der Beschichtungseinrichtung kompakt ausgebildet ist und somit geringe bewegte Massen vorliegen. In particular, it is provided that the shaft-shaped receptacles of the coating device include stiffening webs that extend between the wall sections. These stiffening webs are designed to be relatively thin in wall thickness in order not to form any interfering contours. Advantageously, these do not extend over the entire height, but are spaced apart from a dispensing opening, so that the building material can be applied evenly. The receptacles of the coating device preferably have a receptacle volume which corresponds to the release of the construction material for a single traversing of the construction platform. This makes it possible for the construction volume of the coating device to be of compact design and thus for low moving masses to be present.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Mittenmodul für eine Prozessunterstützungseinrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials gelöst, welches zwei Ansaugeinrichtungen umfasst, die mit Abstand zueinander angeordnet und jeweils eine Ansaugöffnung aufweisen, die in entgegengesetzter Richtung zueinander ausgerichtet sind und mit einer Beschichtungseinrichtung, insbesondere nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen, welche zwischen den zwei Ansaugeinrichtungen positioniert ist, wobei die Ansaugeinrichtungen und die Beschichtungseinrichtung gemeinsam verfahrbar sind, wobei die Beschichtungseinrichtung wenigstens zwei zu den Ansaugeinrichtungen ausgerichtete und durch zumindest eine Trennwand getrennte Aufnahmen für das Aufbaumaterial aufweist und zwischen den Aufnahmen zumindest ein Beschichterwerkzeug vorgesehen ist. Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass eine konstruktiv einfache und gewichtsreduzierte Ausgestaltung eines Mittenmoduls geschaffen ist, welches für einen parallelen Beschichtungs- und Belichtungsprozess einsetzbar ist. Durch diese Ausgestaltung des Mittenmoduls kann dieses in zwei Verfahrrichtungen innerhalb der Prozesskammer verfahrbar angesteuert werden und in jeder Verfahrrichtung eine Schicht an Aufbaumaterial für den nachfolgenden Verfestigungsprozess aufbringen und glätten. The object on which the invention is based is also achieved by a central module for a process support device for the production of a three-dimensional object by selective solidification of a layered applied construction material, which comprises two suction devices that are arranged at a distance from one another and each have a suction opening that is aligned in opposite directions to one another and with a coating device, in particular according to one of the above-described embodiments, which is positioned between the two suction devices, the suction devices and the coating device being movable together, the coating device having at least two receptacles for the building material which are aligned with the suction devices and are separated by at least one partition and at least one coater tool is provided between the receptacles. This arrangement has the advantage that a structurally simple and weight-reduced configuration of a center module is created, which can be used for a parallel coating and exposure process. This configuration of the central module means that it can be controlled to be movable in two directions of movement within the process chamber and a layer of build-up material can be applied and smoothed in each direction of movement for the subsequent solidification process.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Aufnahmen der Beschichtereinrichtung sich entlang, vorzugsweise parallel, zu den Absaugrichtungen über deren Länge erstrecken. Sowohl die Absaugeinrichtungen als auch die Aufnahmen erstrecken sich bevorzugt zumindest über die Breite der Aufbauplattform, so dass durch ein einmaliges Überfahren der Aufbauplattform eine vollflächige Schicht aufgetragen werden kann. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Aufnahmen für das Aufbaumaterial und die Absaugeinrichtungen spiegelbildlich zur Trennwand ausgerichtet sind. Dadurch kann in jeder Verfahrrichtung des Mittenmoduls sowohl ein Aufbringen einer zu verfestigenden Schicht des Aufbaumaterials erfolgen. Des Weiteren können Primärgasströme und ggf. Sekundärgasströme, die zusätzlich oberhalb der Prozesskammer in die Prozesskammer zugeführt werden, durch die Absaugeinrichtungen abgesaugt werden, um einen hohen Reinigungsgrad und Spülen der Prozesskammer mit Prozessgas zu ermöglichen. Provision is preferably made for the receptacles of the coating device to extend along, preferably parallel, to the suction directions over their length. Both the suction devices and the receptacles preferably extend at least over the width of the build platform, so that a full-surface layer can be applied by driving over the build platform once. Furthermore, it is preferably provided that the receptacles for the construction material and the suction devices are aligned as mirror images of the partition. As a result, a layer of the construction material to be solidified can be applied in each direction of travel of the central module. Furthermore, primary gas streams and possibly secondary gas streams, which are additionally fed into the process chamber above the process chamber, can be sucked off by the suction devices in order to enable a high degree of cleaning and flushing of the process chamber with process gas.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials gelöst, bei dem eine Prozessunterstützungseinrichtung ein Mittenmodul nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen mit einer Beschichtungseinrichtung nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen aufweist, welches entlang der Aufbau plattform zum Aufträgen von Aufbaumaterial und zum Glätten des aufgetragenen Aufbaumaterials verfahren wird. Ein solches Mittenmodul ermöglicht, dass einerseits ein Aufbringen des Aufbaumaterials bei einem Überfahren der Aufbauplattform ermöglicht wird sowie gleichzeitig die Aufrechterhaltung von Prozessgasströmen zwischen dem oder den Außenmodulen und ggf. einer weiteren Zuführeinrichtung oberhalb der Prozesskammer. The object on which the invention is based is also achieved by a method for producing a three-dimensional object by selectively solidifying a construction material applied in layers, in which a process support device has a central module according to one of the embodiments described above with a coating device according to one of the embodiments described above, which along the structure platform for applying build-up material and for smoothing the applied build-up material. Such a central module enables the construction material to be applied when the construction platform is driven over and process gas flows to be maintained between the outer module or modules and possibly another feed device above the process chamber.
Vorteilhafterweise wird das Mittenmodul zum Befüllen mit Aufbaumaterial abwechselnd in einer linken und rechten Endlage innerhalb der Prozesskammer verfahren und in der Endlage wird zumindest eine Aufnahme mit Aufbaumaterial befüllt. Dies ermöglicht eine Prozesszeitoptimierung, da während des Befüllens der Aufnahme mit dem Aufbaumaterial weiterhin ein Verfestigen des pulverförmigen Aufbaumaterials durch einen Strahl erfolgen kann. Advantageously, the central module is moved alternately into a left and right end position within the process chamber for filling with building material, and at least one receptacle is filled with building material in the end position. This enables the process time to be optimized, since the powdered construction material can continue to be solidified by a jet while the receptacle is being filled with the construction material.
Insbesondere ist vorgesehen, dass nur eine der beiden Aufnahmen von dem in der Endlage positionierten Mittenmodul befüllt wird, wobei für die nachfolgende Verfahrbewegung die vorauseilende Aufnahme der Beschichtungseinrichtung mit Aufbaumaterial befüllt wird. Dies ermöglicht, dass das eine zwischen zwei Aufnahmen vorgesehene Beschichterwerkzeug genügt, da dieses immer bei dieser Befüllstrategie nachlaufend zur Aufnahme positioniert wird. In particular, it is provided that only one of the two recordings is filled by the middle module positioned in the end position, for which subsequent traversing movement, the preceding receptacle of the coating device is filled with building material. This makes it possible for the one coater tool provided between two receptacles to suffice, since this is always positioned following the receptacle with this filling strategy.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Aufnahmen der Beschichtungseinrichtung mit einer Dosiervorrichtung befüllt werden. Diese Dosiervorrichtung kann getrennt zur Beschichtungseinrichtung positioniert sein oder von der Beschichtungseinrichtung oder dem Mittenmodul mitgeführt werden. Furthermore, it is preferably provided that the receptacles of the coating device are filled with a dosing device. This dosing device can be positioned separately from the coating device or carried along by the coating device or the central module.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Dosiervorrichtung einen Ausgabekopf aufweist, der entlang der Aufnahme zum Ausgeben des Aufbaumaterials verfahren wird. Dieser Ausgabekopf kann durch Schwerkraft das Aufbaumaterial in die Aufnahme überführen. Über die Verfahrgeschwindigkeit entlang der Aufnahme wird bevorzugt der Füllgrad bestimmt. Provision is preferably made for the dosing device to have a dispensing head which is moved along the receptacle in order to dispense the building material. This dispensing head can transfer the building material into the receptacle by gravity. The degree of filling is preferably determined via the speed of travel along the recording.
Des Weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass beim einmaligen Überfahren der Aufnahme die erforderliche Menge an Aufbaumaterial in die Aufnahme übergeführt wird. Dies ermöglicht wiederum eine Prozesszeitreduzierung. Furthermore, it is advantageously provided that when the receptacle is passed over once, the required amount of construction material is transferred into the receptacle. This in turn enables a process time reduction.
Zur Ausgabe des Aufbaumaterials durch den Ausgabekopf der Dosiervorrichtung ist an dem Ausgabekopf ein Zwischenspeicher vorgesehen, der zur Ausgabe des Aufbaumaterials mit verfahren wird. For dispensing the building material through the dispensing head of the dosing device, an intermediate store is provided on the dispensing head, which is also moved to dispense the building material.
Des Weiteren kann bevorzugt die Dosiervorrichtung eine Rüttel- oder Rühreinrichtung aufweisen. Diese Rüttel- oder Rühreinrichtung kann an oder im Zwischenspeicher vorgesehen sein. Dadurch kann die Ausgabe beziehungsweise die Fließfähigkeit des Aufbaumaterials vom Zwischenspeicher in den Ausgabekopf verbessert sein. Vorteilhafterweise ist die Größe bzw. das Volumen des Zwischenspeichers derart ausgebildet, dass nach zumindest einem zweimaligen Verfahrweg entlang der Aufnahme der Beschichtungseinrichtung der Zwischenspeicher befüllt wird. Somit kann der Zwischenspeicher von einer ersten Position zum Befüllen der Aufnahme in eine zweite Position quer zur Aufbauplattform bzw. längs zur Aufnahme verfahren werden und dort ruhen, bis das Mittenmodul nach einer Hin- und Herfahrbewegung über die Aufbau plattform wieder in derselben Endlage ist, um daraufhin erneut einen Befüllvorgang vorzunehmen, um wieder in die erste Position bzw. die Ausgangsposition zurückgeführt zu werden. Erst daraufhin erfolgt wiederum eine Befüllung des Zwischenspeichers. Furthermore, the dosing device can preferably have a shaking or stirring device. This shaking or stirring device can be provided on or in the buffer. As a result, the dispensing or the flowability of the building material from the temporary store into the dispensing head can be improved. Advantageously, the size or the volume of the buffer store is designed in such a way that the buffer store is filled after at least two travels along the receptacle of the coating device. Thus, the buffer can be moved from a first position for filling the receptacle to a second position transverse to the assembly platform or along the receptacle and rest there until the central module is back in the same end position after moving back and forth across the assembly platform then carry out a filling process again in order to be returned to the first position or the starting position. Only then is the intermediate memory filled again.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahls gelöst, welcher eine Prozessunterstützungseinrichtung umfasst, welche zur Erzeugung einer Primärgasströmung entlang der Aufbauplattform ein Mittenmodul und jeweils dazu ausgerichtet ein Außenmodul aufweist, wobei das Mittenmodul nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Dies weist den Vorteil auf, dass das Mittenmodul, welches eine Beschichtungseinrichtung nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen umfasst, in einfacher Weise ausgestaltet werden kann, zumal eine Kinematik für ein Beschichterwerkzeug entfallen kann. The object on which the invention is based is also achieved by a device for producing three-dimensional objects by selectively solidifying a build-up material applied in layers by means of a jet acting on the build-up material, which comprises a process support device which, in order to generate a primary gas flow along the build platform, has a central module and in each case to it aligned has an outer module, wherein the middle module is designed according to one of the embodiments described above. This has the advantage that the central module, which includes a coating device according to one of the embodiments described above, can be designed in a simple manner, especially since kinematics for a coating tool can be omitted.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass in einer rechten und linken Endlage in einer Verfahrposition des Mittenmoduls und benachbart zur Aufbauplattform jeweils eine Dosiervorrichtung vorgesehen ist. Somit kann das Befüllen der zumindest eine Aufnahme des Mittenmoduls mit Aufbaumaterial parallel zu einer Belichtungsstrategie zum Verfestigen der zuletzt aufgebrachten Schicht des Aufbaumaterials in der Aufbauplattform durchgeführt werden. Furthermore, it is preferably provided that a dosing device is provided in each case in a right and left end position in a travel position of the center module and adjacent to the assembly platform. The filling of the at least one receptacle of the central module with construction material can thus be carried out in parallel with an exposure strategy for solidifying the last applied layer of construction material in the construction platform.
Das Befüllen der Aufnahmen der Beschichtungseinrichtung erfolgt bevorzugt über eine Dosiereinrichtung. Diese Dosiereinrichtung kann getrennt zur Beschichtungseinrichtung oder Mittenmodul vorgesehen sein. Diese Dosiereinrichtung kann auch durch die Beschichtungseinrichtung bzw das Mittenmodul mitgeführt werden. The receptacles of the coating device are preferably filled via a dosing device. This dosing device can be separated be provided for the coating device or center module. This dosing device can also be carried along by the coating device or the central module.
Die der Prozesskammer zugeordnete Dosiervorrichtung umfasst bevorzugt einen Aufnahmekopf, der entlang einer Längsachse des Mittenmoduls, insbesondere quer zur Verfahrrichtung des Mittenmoduls, oberhalb der Aufnahme des Mittenmoduls verfahrbar ist. Dadurch kann ein einfacher Befüllvorgang erfolgen. The dosing device assigned to the process chamber preferably comprises a receiving head which can be moved along a longitudinal axis of the central module, in particular transversely to the direction of movement of the central module, above the central module's receptacle. This allows for a simple filling process.
Der Ausgabekopf der Dosiervorrichtung trägt bevorzugt einen Zwischenspeicher, der über eine Fördereinrichtung, insbesondere einer feststehend zur Prozesskammer ausgerichteten Fördereinrichtung, mit Aufbaumaterial befüllbar ist. Dadurch kann der mechanische Aufwand für die Befüllung und Dosierung der Aufnahme des Mittenmoduls reduziert werden, da der Ausgabekopf zusammen mit dem Zwischenspeicher oberhalb der Aufnahme verfahren wird, um das Aufbaumaterial durch Schwerkraft in die Aufnahme des darunterliegenden Mittenmoduls überzuführen. The dispensing head of the dosing device preferably carries an intermediate store, which can be filled with building material via a conveyor device, in particular a conveyor device that is fixedly aligned with the process chamber. As a result, the mechanical complexity for filling and dosing the receptacle of the central module can be reduced, since the dispensing head is moved together with the intermediate store above the receptacle in order to transfer the building material by gravity into the receptacle of the central module below.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Ausgabekopf zwischen zwei Endpositionen quer zur Verfahrrichtung entlang einer Führung verfahrbar ist und dass der Ausgabekopf an einer Unterseite eine Dosieröffnung aufweist, die beim Einfahren in die jeweilige Endposition durch eine in der Endposition angeordnete Verschlusseinrichtung schließbar ist. Dadurch ist der Ausgabekopf frei von einer Mechanik ausgebildet. Die Dosieröffnung weist einen konstanten Querschnitt auf, um auf Schwerkraft basierend die Aufnahme zu befüllen. Furthermore, it is preferably provided that the dispensing head can be moved between two end positions transverse to the direction of travel along a guide and that the dispensing head has a dosing opening on its underside, which can be closed by a closure device arranged in the end position when it is moved into the respective end position. As a result, the dispensing head is designed without any mechanics. The dosing opening has a constant cross-section in order to fill the receptacle based on gravity.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Dosiereinrichtung ist vorgesehen, dass der Ausgabekopf entlang einer ortsfesten Führung innerhalb der Prozesskammer verfahrbar ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Führung für die Verfahrbewegung des Ausgabekopfes an der Beschichtungseinrichtung und/oder an der Absaugeinrichtung befestigt ist. In diesem Fall wird der Ausgabekopf und der Zwischenspeicher bei einer Verfahrbewegung des Mittenmoduls bzw. der Beschichtungseinrichtung mitbewegt. According to a first embodiment of the dosing device, it is provided that the dispensing head can be moved along a stationary guide within the process chamber. Alternatively, it can be provided that the guide for the displacement movement of the dispensing head is attached to the coating device and/or to the suction device. In this case, the output head and the buffer at moved along with a movement of the central module or the coating device.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei der mitbewegten Dosiereinrichtung der Ausgabekopf oberhalb der Aufnahme der Beschichtungseinrichtung quer zu deren Längserstreckung zum Befüllen der jeweiligen Aufnahme verfahrbar ist oder dass dieser Ausgabekopf zum Befüllen der jeweiligen Aufnahme der Beschichtungseinrichtung durch eine Schwenkbewegung der jeweiligen Aufnahme zuordenbar ist. It is preferably provided that when the dosing device is moved along, the dispensing head above the receptacle of the coating device can be moved transversely to its longitudinal extension for filling the respective receptacle or that this dispensing head can be assigned to the respective receptacle by a pivoting movement to fill the respective receptacle of the coating device.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Aufnahmevolumen Zwischenspeicher für das Aufbaumaterial, zumindest eine zweifache Befüllmenge der Aufnahme der Beschichtungseinrichtung, umfasst. Somit kann der Ausgabekopf von der ersten in die zweite Endposition übergeführt werden, ohne dass in der zweiten Endposition eine Befüllung erfolgt und wieder zurück in die erste Endposition verfahren werden und entlang jeder Verfahrbewegung die Aufnahme befüllt werden. Provision is preferably made for the holding volume to include intermediate storage for the construction material, at least twice the filling quantity of the holding unit of the coating device. The dispensing head can thus be transferred from the first to the second end position without filling taking place in the second end position and being moved back to the first end position and the receptacle being filled along each movement.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen: The invention and other advantageous embodiments and developments thereof are described and explained in more detail below with reference to the examples shown in the drawings. The features to be found in the description and the drawings can be used according to the invention individually or collectively in any combination. Show it:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials, FIG. 1 shows a schematic side view of a device for producing three-dimensional objects by selectively solidifying a construction material applied in layers,
Figur 2 eine perspektivische Schnittansicht einer Prozesskammer gemäß Figur 1, FIG. 2 shows a perspective sectional view of a process chamber according to FIG. 1,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht auf eine Zuführeinrichtung für einen Sekundärgasstrom, Figur 4 eine schematische Ansicht von unten auf die Zuführeinrichtung für den Sekundärgasstrom, FIG. 3 shows a perspective view of a feed device for a secondary gas flow, FIG. 4 shows a schematic view from below of the feed device for the secondary gas flow,
Figur 5 eine schematische Seitenansicht der Prozesskammer mit einem Primärgasstrom und Sekundärgasstrom, FIG. 5 shows a schematic side view of the process chamber with a primary gas flow and a secondary gas flow,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Mittenmoduls mit einer Dosiervorrichtung, FIG. 6 shows a perspective view of a central module with a dosing device,
Figur 7 eine schematische Seitenansicht einer Prozesskammer gemäß einer alternativen Ausführungsform zu Figur 5 während eines Verfestigens des Aufbaumaterials durch einen Strahl, FIG. 7 shows a schematic side view of a process chamber according to an alternative embodiment to FIG. 5 during solidification of the building material by a jet,
Figur 8 eine schematische Seitenansicht der Prozesskammer in einem weiteren Arbeitsschritt zu Figur 7 für das Herstellen eines dreidimensionalen Objektes, FIG. 8 shows a schematic side view of the process chamber in a further work step to FIG. 7 for the production of a three-dimensional object,
Figur 9 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 8 mit einer alternativen Ausführungsform der Dosiereinrichtung, und FIG. 9 shows a schematic side view of the device according to FIG. 8 with an alternative embodiment of the dosing device, and
Figur 10 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 8 mit einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Dosiervorrichtung. FIG. 10 shows a schematic side view of the device according to FIG. 8 with a further alternative embodiment of the dosing device.
In Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung 11 zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten 12 durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials dargestellt. Diese Vorrichtungen 11 werden auch als 3-D-Drucksysteme, selektive Lasersintermaschinen, selektive Laserschmelzmaschinen oder dergleichen bezeichnet. Die Vorrichtung 11 umfasst ein Gehäuse 14, in dem eine Prozesskammer 16 vorgesehen ist. Die Prozesskammer 16 ist nach außen hin geschlossen. Diese kann über eine nicht näher dargestellte Tür oder einen Sicherheitsverschluss zugänglich sein. In der Prozesskammer 16 ist eine Aufbauplattform 17 vorgesehen, auf der zumindest ein dreidimensionales Objekt 12 schichtweise erzeugt wird. Die Größe der Aufbauplattform 17 bestimmt ein Aufbaufeld für die Herstellung der dreidimensionalen Objekte 12. Die Aufbau plattform 17 ist in der Höhe bzw. in Z- Richtung verfahrbar. Benachbart zur Aufbau plattform 17 sind Überlaufbehälter 19 oder Auffangbehälter vorgesehen, in welche nicht benötigtes oder nicht verfestigtes Aufbaumaterial gesammelt wird. Oberhalb der Aufbauplattform 17 ist in der Prozesskammer 16 eine Prozessunterstützungseinrichtung 21 angeordnet. Diese Prozessunterstützungseinrichtung 21 ist zumindest teilweise in X-Richtung verfahrbar angesteuert. FIG. 1 shows a schematic side view of a device 11 for producing three-dimensional objects 12 by selective solidification of a construction material applied in layers. These devices 11 are also referred to as 3D printing systems, selective laser sintering machines, selective laser melting machines or the like. The device 11 comprises a housing 14 in which a process chamber 16 is provided. The process chamber 16 is closed to the outside. This can be accessible via a door (not shown) or a safety lock. In the process chamber 16 a construction platform 17 is provided, on which at least one three-dimensional object 12 is produced in layers. The size of the construction platform 17 determines a construction field for the production of the three-dimensional objects 12. The construction platform 17 can be moved in height or in the Z direction. Overflow containers 19 or collecting containers are provided adjacent to the building platform 17, in which building material that is not required or has not solidified is collected. A process support device 21 is arranged in the process chamber 16 above the build platform 17 . This process support device 21 is controlled so that it can be moved at least partially in the X direction.
Der Prozesskammer 16 zugeordnet oder an der Prozesskammer 16 befestigt ist eine Strahlungsquelle 26 vorgesehen, durch welche ein Strahl 27, insbesondere ein Laserstrahl, erzeugt wird. Dieser Laserstrahl wird entlang einer Strahlführung 28 geführt und über ein ansteuerbares Strahlführungselement 29 auf die Aufbau plattform 17 umgelenkt und gerichtet. Dabei tritt der Strahl 27 über eine Strahleintrittsöffnung 30 in die Prozesskammer 16 ein. Das auf der Aufbauplattform 17 aufgebrachte Aufbaumaterial kann im Auftreffpunkt 31 des Strahls 27 verfestigt werden. Associated with the process chamber 16 or attached to the process chamber 16 is a radiation source 26 which generates a beam 27, in particular a laser beam. This laser beam is guided along a beam guide 28 and deflected and directed via a controllable beam guiding element 29 onto the construction platform 17 . The jet 27 enters the process chamber 16 via a jet inlet opening 30 . The construction material applied to the construction platform 17 can be solidified at the impact point 31 of the beam 27 .
Die Prozessunterstützungseinrichtung 21 umfasst ein Mittenmodul 33 sowie jeweils ein dem Mittenmodul 33 zugeordnetes Außenmodul 34, 35.The process support device 21 comprises a central module 33 and an external module 34, 35 assigned to the central module 33.
In der Ausführungsform der Prozessunterstützungseinrichtung 21 gemäß Figur 1 ist vorgesehen, dass die Außenmodule 34, 35 ortsfest zu einem Prozesskammerboden 18 vorgesehen sind. Das Mittenmodul 33 ist zwischen einer linken und rechten Endlage 34, 35 verfahrbar angesteuert. In der Ansicht gemäß Figur 1 ist das Mittenmodul 33 in der linken Endlage 36 positioniert. Die Außenmodule 34 umfassen eine Auslassdüse 38, die an einem Zuführkanal 39 befestigt ist. Diese Auslassdüse 38 weist bevorzugt vertikal ausgerichtete Leitflächen auf. Zudem ist die Auslassdüse 38 in Austrittsrichtung verjüngt ausgebildet. Dadurch kann ein in die Prozesskammer 16 zugeführter Primärgasstrom homogenisiert und stabilisiert werden. Das Mittenmodul 33 umfasst zwei Absaugeinrichtungen 41, die jeweils eine entgegengesetzt zueinander ausgerichtete Einsaugöffnung 42 aufweisen. Zwischen den Absaugeinrichtungen 41 ist ein Vorratsbehälter 44 zur Aufnahme von Aufbaumaterial vorgesehen. Dieser Vorratsbehälter 44 ist durch zwei Aufnahmen 83, 84 ausgebildet, die zum Prozesskammerboden 18 gerichtet zumindest eine Öffnung oder einen Ausgabeschlitz aufweisen, so dass beim Überfahren der Aufbauplattform 17 durch das Mittenmodul 33 eine Schicht an Aufbaumaterial ausgegeben werden kann. Zwischen den zwei Aufnahmen 83, 84, die benachbart zur Absaugeinrichtung 41 angeordnet sind, ist bevorzugt eine Beschichtungseinrichtung 46 vorgesehen. Bevorzugt werden die in Verfahrrichtung des Mittenmoduls 33 vorauseilenden Aufnahmen 83, 84 mit Aufbaumaterial befüllt. Die Beschichtungseinrichtung 46 ist nachlaufend. Insbesondere umfasst die Beschichtungseinrichtung 46 zumindest eine Beschichterlippe. In the embodiment of the process support device 21 according to FIG. The central module 33 can be moved between a left and right end position 34, 35. In the view according to FIG. 1, the central module 33 is positioned in the left end position 36. The outdoor modules 34 include an outlet nozzle 38 attached to a feed duct 39 . This outlet nozzle 38 preferably has vertically aligned guide surfaces. In addition, the outlet nozzle 38 is tapered in the exit direction. As a result, a primary gas flow fed into the process chamber 16 can be homogenized and stabilized. The central module 33 comprises two suction devices 41, each of which has a suction opening 42 aligned opposite to one another. A reservoir 44 for receiving building material is provided between the suction devices 41 . This reservoir 44 is formed by two receptacles 83, 84, which have at least one opening or dispensing slot directed toward the process chamber floor 18, so that when the central module 33 drives over the assembly platform 17, a layer of assembly material can be dispensed. A coating device 46 is preferably provided between the two receptacles 83, 84, which are arranged adjacent to the suction device 41. The receptacles 83, 84 that lead in the direction of travel of the central module 33 are preferably filled with construction material. The coating device 46 is trailing. In particular, the coating device 46 comprises at least one coater lip.
Das Mittenmodul 33 wird bevorzugt in der rechten und/oder linken Endlage 36, 37 mit Aufbaumaterial befüllt. Diesbezüglich kann der einen oder beiden Endlagen 36, 37 zugeordnet eine Dosiervorrichtung 48 vorgesehen sein. Diese Dosiervorrichtung 48 kann entlang einer Führung 98, insbesondere in Y-Richtung (Figur 2), verfahren werden, so dass über die Breite des Mittenmoduls 33 eine gleichmäßige Befüllung der Aufnahmen 83, 84 erfolgen kann. The middle module 33 is preferably filled with building material in the right and/or left end position 36, 37. In this regard, one or both end positions 36, 37 can be assigned a dosing device 48. This dosing device 48 can be moved along a guide 98, in particular in the Y direction (FIG. 2), so that the receptacles 83, 84 can be filled evenly over the width of the central module 33.
Der Überlaufbehälter 19 ist ebenfalls der rechten und linken Endlage 36, 37 zugeordnet, so dass abgestreiftes Aufbaumaterial durch die Beschichtungseinrichtung 46 des Mittenmoduls 33 bei Einnahme der Endlage 36, 37 in den Überlaufbehälter 19 abgeführt werden kann. The overflow container 19 is also assigned to the right and left end position 36, 37 so that stripped building material can be discharged into the overflow container 19 by the coating device 46 of the central module 33 when the end position 36, 37 is assumed.
Jedes Außenmodul 33 ist mit einer Versorgungsleitung 52 verbunden. Diese Versorgungsleitung 52 wird mit einem Primärgas durch eine nicht näher dargestellte Pumpe bzw. Primärgasquelle beaufschlagt, so dass durch die Außenmodule 34 eine Primärgasströmung in die Prozesskammer 16 ausgegeben werden kann. Oberhalb der Prozesskammer 16 ist eine Zuführeinrichtung 55 für eine Sekundärgasströmung in die Prozesskammer 16 vorgesehen. Diese Zuführeinrichtung 55 umfasst zwei einander gegenüberliegende Zuführkanäle 56, die an die Strahleintrittsöffnung 30 angrenzend positioniert sind. Über zumindest eine Zuführöffnung 57, welche der Strahleintrittsöffnung 30 zugeordnet ist oder diese umgibt, strömt das Sekundärgas in die Prozesskammer 16 ein und wird von oben auf die Aufbauplattform 17 zugeführt. Each outdoor module 33 is connected to a supply line 52 . A primary gas is applied to this supply line 52 by a pump or primary gas source not shown in detail, so that a primary gas flow can be discharged into the process chamber 16 through the external modules 34 . A feed device 55 for a secondary gas flow into the process chamber 16 is provided above the process chamber 16 . This feed device 55 comprises two feed channels 56 lying opposite one another, which are positioned adjacent to the jet entry opening 30 . The secondary gas flows into the process chamber 16 via at least one feed opening 57, which is associated with the jet entry opening 30 or surrounds it, and is fed onto the build platform 17 from above.
Die Prozesskammer 16 weist seitliche Wandabschnitte 60 auf, welche die Länge der Prozesskammer 16 begrenzen. Diese Wandabschnitte 60 umfassen Strömungsflächen 62, die sich in Richtung auf die Aufbauplattform 17 erstrecken und eine Querschnittsfläche der Prozesskammer 16 verengen. Dabei ist ein Abstand 61 vorgesehen, welcher der Länge der Aufbauplattform 17, die sich in X-Richtung erstreckt, entspricht oder vorzugsweise kleiner ist, wie dies in Figur 1 dargestellt wird. Ausgehend von dem geringsten Abstand 61 weitet sich die Strömungsfläche 62 auf. Der Wandabschnitt 60 geht in eine horizontale Begrenzungsfläche 63 über. Diese Begrenzungsfläche 63 verläuft bevorzugt parallel zum Prozesskammerboden 18 und ist in einem Abstand zum Prozesskammerboden 18 vorgesehen, so dass zwischen der Begrenzungsfläche 63 und dem Prozesskammerboden 18 die Prozessunterstützungseinrichtung 21 positionierbar ist. Durch diese Ausgestaltung der Prozesskammer 16 wird ein tulpenförmiger Querschnitt bzw. eine tulpenförmige Kontur erzielt, wodurch eine Strömungsoptimierung bei der Zuführung eines Sekundärgases von oben in die Prozesskammer 16 ermöglicht ist. Alternativ kann die Prozesskammer 16 eine konusförmige Kontur oder die Kontur eines parabelförmigen Einlauftrichters aufweisen. The process chamber 16 has lateral wall sections 60 which delimit the length of the process chamber 16 . These wall sections 60 include flow surfaces 62 which extend in the direction of the build platform 17 and narrow a cross-sectional area of the process chamber 16 . A distance 61 is provided, which corresponds to the length of the assembly platform 17, which extends in the X-direction, or is preferably smaller, as is shown in FIG. Starting from the smallest distance 61, the flow area 62 widens. The wall section 60 transitions into a horizontal boundary surface 63 . This boundary surface 63 preferably runs parallel to the process chamber floor 18 and is provided at a distance from the process chamber floor 18 so that the process support device 21 can be positioned between the boundary surface 63 and the process chamber floor 18 . This configuration of the process chamber 16 achieves a tulip-shaped cross section or a tulip-shaped contour, which enables flow optimization when a secondary gas is fed into the process chamber 16 from above. Alternatively, the process chamber 16 can have a cone-shaped contour or the contour of a parabolic inlet funnel.
Jeder Zuführkanal 56 der Zuführeinrichtung 55 wird über eine Versorgungsleitung 52 mit Sekundärgas über eine nicht näher dargestellte Sekundärgasquelle versorgt. Anhand der nachfolgenden Figuren 2 bis 4 wird die Zuführeinrichtung 55 zum Zuführen eines Sekundärgases und zur Bildung eines Sekundärgasstromes innerhalb der Prozesskammer 16 näher beschrieben. Each feed channel 56 of the feed device 55 is supplied with secondary gas via a supply line 52 via a secondary gas source not shown in detail. The supply device 55 for supplying a secondary gas and for forming a secondary gas flow within the process chamber 16 is described in more detail with reference to the following FIGS.
In dem Zuführkanal 56 ist bevorzugt ein über den Querschnitt sich erstreckendes Lochblech 71 vorgesehen. Dadurch kann bereits eine erste homogene Stromaufteilung des zugeführten Sekundärgases erzielt werden. Der Zuführkanal 56 mündet in die Zuführöffnung 57. Im Ausführungsbeispiel ist die Zuführöffnung 57 durch ein Durchströmungselement 59, wie beispielsweise ein Strömungssieb, gebildet. Dieses Durchströmungselement 59 kann beispielsweise auch als Lochblech oder als ein gasdurchlässiges Gewirke oder als ein mehrlagiges Metallgewebe oder dergleichen ausgebildet sein. Die Zuführöffnung 57 umgibt vollständig die Strahleintrittsöffnung 30. Somit liegt die Zuführöffnung 57 und die Strahleintrittsöffnung 30 in einer gemeinsamen Ebene. A perforated plate 71 extending over the cross section is preferably provided in the feed channel 56 . As a result, a first homogeneous flow distribution of the secondary gas supplied can already be achieved. The feed channel 56 opens into the feed opening 57. In the exemplary embodiment, the feed opening 57 is formed by a flow element 59, such as a flow sieve. This through-flow element 59 can also be designed, for example, as a perforated plate or as a gas-permeable knitted fabric or as a multi-layer metal fabric or the like. The feed opening 57 completely surrounds the jet entry opening 30. The feed opening 57 and the jet entry opening 30 therefore lie in a common plane.
Zwischen dem Lochblech 71 im Zuführkanal 55 und der Zuführöffnung 57 erstrecken sich Leitbleche 72, welche den Querschnitt des Zuführkanals 55 in einen Kernstrom 74 und zwei außenliegende Seitenströme 75 untergliedern. Diese Leitbleche 72 erstrecken sich entlang der Breite der Strahleintrittsöffnung 30 jeweils über die Hälfte der Länge der Strahleintrittsöffnung 30. Gleichzeitig weist der Zuführkanal 56 eine obere gekrümmte Fläche 76 auf, um die Seitenströme 75 über die seitlichen Bereiche der Zuführöffnung 57 der Prozesskammer 16 zuzuführen. Guide plates 72 extend between the perforated plate 71 in the feed channel 55 and the feed opening 57 and subdivide the cross section of the feed channel 55 into a core flow 74 and two external side flows 75 . These baffles 72 extend along the width of the jet entry opening 30, each over half the length of the jet entry opening 30. At the same time, the feed channel 56 has an upper curved surface 76 in order to feed the side streams 75 to the process chamber 16 via the lateral areas of the feed opening 57.
Jeweils der Stirnseite der Strahlaustrittsöffnung 30 zugeordnet ist an der Zuführöffnung 57 eine Sperrstrom-Finne 77 vorgesehen. Diese Sperr- strom-Finne 77 ist im Abstand zur Strahleintrittsöffnung 30 innenliegend zur Prozesskammer 16 vorgesehen. Diese Sperrstrom-Finnen 77 sind nahezu horizontal ausgerichtet. Dadurch wird ein horizontaler Sperrstrom von beiden Seiten über die Zuführkanäle 56 zugeführt, die sich in der Mitte der Strahleintrittsöffnung 30 treffen und darauffolgend einen abwärts gerichteten Sekundärgasstrom erzeugen. Zwischen einer Stirnseite der Strahleintrittsöffnung 30 und dem Wandabschnitt 60 ist jeweils ein Strömungsstabilisator 78 vorgesehen. Dieser weist bevorzugt eine Krümmung entsprechend der Strömungsfläche 62 auf. Dieser Strömungsstabilisator 78 erstreckt sich über die gesamte Breite des Zuführkanals 56 bzw. Zuführöffnung 57. Diese Strömungsstabilisatoren 78 ermöglichen einen wirbelungsfreien Sekundärgasstrom in dem Randbereich der Prozesskammer 16 unabhängig von der Position des Mittenmoduls 33. A blocking current fin 77 is provided on the feed opening 57 , assigned to the end face of the jet outlet opening 30 . This reverse current fin 77 is provided at a distance from the beam entry opening 30 on the inside of the process chamber 16 . These reverse current fins 77 are aligned almost horizontally. As a result, a horizontal blocking flow is supplied from both sides via the supply channels 56, which meet in the middle of the jet entrance opening 30 and subsequently produce a secondary gas flow directed downwards. A flow stabilizer 78 is provided in each case between an end face of the jet inlet opening 30 and the wall section 60 . This preferably has a Curvature corresponding to the flow surface 62 on. This flow stabilizer 78 extends over the entire width of the feed channel 56 or feed opening 57. These flow stabilizers 78 enable a turbulence-free secondary gas flow in the edge region of the process chamber 16, regardless of the position of the central module 33.
In Figur 5 ist eine schematische Seitenansicht der Prozesskammer 16 gemäß Figur 1 während eines Arbeitsschrittes zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts 12 dargestellt. Der Strahl 27 ist auf das Aufbaumaterial in der Aufbau plattform 17 gerichtet und verfestigt im Auftreffpunkt 31 das Aufbaumaterial. Das Mittenmodul 33 ist beispielsweise rechts benachbart zum Auftreffpunkt 71 positioniert. Dieses Mittenmodul 33 kann den Strahl 27, der beispielsweise in Richtung auf die linke Endlage 36 zubewegt wird, nachlaufen. Gleichzeitig wird die Prozessunterstützungseinrichtung 21 mit einem Primärgas und die Zuführeinrichtung 55 mit einem Sekundärgas beaufschlagt. Dabei ist gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass ein Primärgasstrom zwischen einem linken Außenmodul 34 und dem Mittenmodul 33 sowie ein Sekundärgasstrom zwischen der Zuführeinrichtung 55 und dem Mittemodul 33 erzeugt wird. Bei dieser ersten Ausführungsform ist nur die linke Absaugeinrichtung 41 des Mittenmoduls 33 zur gemeinsamen Absaugung des Primärgasstroms und des Sekundärgasstroms angesteuert. Alternativ kann vorgesehen sein, dass durch das linke und rechte Außenmodul 34, 35 ein Primärgasstrom ausgegeben wird, welcher durch die jeweilige linke und rechte Absaugeinrichtung 41 des Mittenmoduls 33 abgesaugt wird. Darüber hinaus wird gleichzeitig über die Zuführeinrichtung 55 ein Sekundärgasstrom auf das Mittenmodul 33 zugeführt. Aufgrund der in Figur 5 dargestellten Position des Mittenmoduls 33 wird ein vergrößerter Volumenstrom des Sekundärgases der linken Absaugeinrichtung 41 zugeführt und gemeinsam mit dem Primärgasstrom abgesaugt. Ein geringerer Volumenstrom der Sekundärgasströmung kann über die rechte Absaugeinrichtung 41 des Mittenmoduls 33 zusammen mit dem rechten Primärgasstrom abgesaugt werden. Bei dieser Ausführungsform erfolgt über beide Absaugeinrichtungen 41 des Mittenmoduls 33 eine gemeinsame Absaugung des der Prozesskammer 16 zugeführten Primärgasstromes und Sekundärgasstromes. FIG. 5 shows a schematic side view of the process chamber 16 according to FIG. 1 during a work step for producing a three-dimensional object 12 . The beam 27 is directed onto the construction material in the construction platform 17 and solidifies the construction material at the impact point 31 . The center module 33 is positioned adjacent to the impact point 71 on the right, for example. This middle module 33 can follow the beam 27, which is moved towards the left end position 36, for example. At the same time, the process support device 21 is charged with a primary gas and the feed device 55 with a secondary gas. According to a first embodiment, a primary gas flow is generated between a left-hand outer module 34 and the central module 33 and a secondary gas flow is generated between the feed device 55 and the central module 33 . In this first embodiment, only the left suction device 41 of the center module 33 is controlled for the joint suction of the primary gas flow and the secondary gas flow. Alternatively, it can be provided that a primary gas flow is output through the left and right outer modules 34, 35, which is sucked off by the respective left and right suction device 41 of the middle module 33. In addition, at the same time, a secondary gas stream is fed to the center module 33 via the feed device 55 . Due to the position of the central module 33 shown in FIG. 5, an increased volume flow of the secondary gas is supplied to the left-hand suction device 41 and sucked off together with the primary gas flow. A lower volume flow of the secondary gas flow can be extracted via the right-hand extraction device 41 of the center module 33 together with the right-hand primary gas flow. In this embodiment takes place joint suction of the primary gas flow and secondary gas flow supplied to the process chamber 16 via both suction devices 41 of the central module 33 .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Auslassdüse 38 der Außenmodule 34, 35 einen Öffnungsquerschnitt im Verhältnis zu den Einsaugöffnungen 42 der Absaugeinrichtung 41 von größer 3 aufweist. It is preferably provided that the outlet nozzle 38 of the external modules 34, 35 has an opening cross section in relation to the suction openings 42 of the suction device 41 of greater than 3.
In Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht auf die Prozessunterstützungseinrichtung 21 sowie auf eine der dem Prozesskammerboden 18 bzw. der Aufbau plattform 17 zugeordneten Dosiervorrichtung 48. Das Mittenmodul 33 erstreckt sich quer zur Verfahrrichtung über die gesamte Aufbauplattform 17. Die Verfahrrichtung des Mittenmoduls 33 ist in und entgegen der X-Richtung, wie dies in Figur 1 dargestellt ist. Das Mittenmodul 33 umfasst zwei einander gegenüberliegend ausgerichtete Absaugeinrichtungen 41, deren jeweilige Einsaugöffnungen 42 in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind. Die Einsaugöffnungen 42 der jeweiligen Absaugeinrichtung 41 sind dem jeweils gegenüberliegenden Außenmodul 34, 35 zugeordnet und dazu ausgerichtet. Zwischen den Absaugeinrichtungen 41 ist eine Beschichtungseinrichtung 46 vorgesehen. Diese Beschichtungseinrichtung 46 umfasst zwei Aufnahmen 83, 84, die durch eine Trennwand 85 zueinander getrennt angeordnet sind. Zwischen den beiden Aufnahmen 83, 84 und der Aufbauplattform 17 zugeordnet ist ein Beschichterwerkzeug 87 vorgesehen. Dieses Beschichterwerkzeug 87 kann beispielsweise als eine Beschichterlippe ausgebildet sein. Dieses Beschichterwerkzeug 87 ist bevorzugt an einer Unterseite der Trennwand 85 feststehend angeordnet. Dieses Beschichterwerkzeug 87 kann austauschbar an der Trennwand 85 vorgesehen sein. Figure 6 shows a perspective view of the process support device 21 and of one of the dosing devices 48 assigned to the process chamber floor 18 or the assembly platform 17. The central module 33 extends across the entire assembly platform 17 at right angles to the direction of travel. The direction of movement of the central module 33 is in and opposite to the X-direction, as shown in FIG. The central module 33 comprises two suction devices 41 aligned opposite one another, the respective suction openings 42 of which are aligned in opposite directions. The suction openings 42 of the respective suction device 41 are assigned to the respectively opposite outer module 34, 35 and aligned therewith. A coating device 46 is provided between the suction devices 41 . This coating device 46 comprises two receptacles 83, 84 which are arranged separated from one another by a partition wall 85. A coater tool 87 is provided between the two receptacles 83 , 84 and the assembly platform 17 . This coater tool 87 can be designed as a coater lip, for example. This coating tool 87 is preferably arranged in a stationary manner on an underside of the partition wall 85 . This coater tool 87 can be provided on the partition wall 85 in an exchangeable manner.
Die Aufnahmen 83, 84 können Teil eines rahmenförmigen Grundkörpers sein oder diesen bilden. Auch kann ein rahmenförmiger Grundkörper oder ein sonstiger Grundkörper vorgesehen sein, in welchem die Aufnahmen 83, 84 vorgesehen oder befestigt sind. Die Aufnahmen 83, 84 sind bevorzugt schachtförmig ausgebildet. Diese weisen bevorzugt eine rechteckförmige Ausgabeöffnung 89 auf. Diese Ausgabeöffnung 89 ist frei von Verschlusselementen. Bevorzugt erstrecken sich parallel zueinander ausgerichtete Wandabschnitte 91, 92 ausgehend von der Ausgabeöffnung 89 vertikal nach oben und bilden die Aufnahme 83, 84. Die Aufnahme 83, 84 ist ebenfalls nach oben offen ausgebildet, weist also eine Einfüllöffnung auf. Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform sind die Aufnahmen 83, 84 jeweils als ein sogenannter Fallschacht ausgebildet. Bevorzugt können zwischen den Wandabschnitten 91, 92 Versteifungsstege 93 vorgesehen sein. Dadurch können die Aufnahmen 83, 84 ausgesteift werden. Gleichzeitig kann dadurch eine Anbindung der Absaugeinrichtung 41 an die Beschichtungseinrichtung 46 vorgesehen sein. Des Weiteren kann bevorzugt an oder in der Aufnahme 83, 84 oder den Aufnahmen 83, 84 zugeordnet eine Rüttel- oder Rühreinrichtung vorgesehen sein, um eine Fließfähigkeit des Aufbaumaterials aus der oder den Aufnahmen 83, 84 zu verbessern. The receptacles 83, 84 can be part of a frame-shaped base body or form this. A frame-shaped base body or another base body can also be provided, in which the receptacles 83, 84 are provided or fastened. The receptacles 83, 84 are preferably designed in the shape of a shaft. These preferably have a rectangular dispensing opening 89 . This discharge opening 89 is free of fasteners. Wall sections 91, 92 aligned parallel to one another preferably extend vertically upwards, starting from the dispensing opening 89, and form the receptacle 83, 84. The receptacle 83, 84 is also designed to be open at the top, ie it has a filling opening. In the embodiment described above, the receptacles 83, 84 are each designed as a so-called chute. Reinforcement webs 93 can preferably be provided between the wall sections 91, 92. As a result, the recordings 83, 84 can be stiffened. At the same time, a connection of the suction device 41 to the coating device 46 can thereby be provided. Furthermore, a vibrating or stirring device can preferably be provided on or in the receptacle 83, 84 or the receptacles 83, 84 in order to improve the flowability of the building material from the receptacle or receptacles 83, 84.
Die Dosiervorrichtung 48 umfasst einen Ausgabekopf 49, der eine zur Aufbauplattform 17 weisende Dosieröffnung 50 aufweist. Diese Dosieröffnung 50 ist bevorzugt ebenfalls ohne Verschlusselement ausgebildet. Der Ausgabekopf 49 trägt einen Zwischenspeicher 51, der von oben über eine nicht näher dargestellte Fördereinrichtung mit Aufbaumaterial be- füllbar ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Befüllung des Zwischenspeichers 51 nur in einer ersten Endposition 95 vorgesehen ist. In dieser ersten Endposition 95 sitzt der Ausgabekopf 49 auf einer Verschlusseinrichtung 97 auf, so dass die Ausgabeöffnung 15 geschlossen ist. In dieser ersten Endposition 95 wird der Zwischenspeicher 51 mit einem Volumen an Aufbaumaterial befüllt, welches der zweifachen Befüll- menge der Aufnahme 83 bzw. 84 entspricht. Zum verbesserten Entleeren des Zwischenspeichers 51 kann an oder in diesem Zwischenspeicher eine Rüttel- oder Rühreinrichtung vorgesehen sein. The dosing device 48 comprises a dispensing head 49 which has a dosing opening 50 pointing towards the construction platform 17 . This dosing opening 50 is preferably also designed without a closure element. The dispensing head 49 carries an intermediate store 51 that can be filled with building material from above via a conveyor device that is not shown in detail. It is preferably provided that the intermediate store 51 is only filled in a first end position 95 . In this first end position 95, the dispensing head 49 is seated on a closure device 97, so that the dispensing opening 15 is closed. In this first end position 95, the intermediate store 51 is filled with a volume of building material which corresponds to twice the filling quantity of the receptacle 83 or 84. A vibrating or stirring device can be provided on or in this intermediate store for improved emptying of the intermediate store 51 .
Der Befüllvorgang der Aufnahme 83, 84 der Beschichtereinrichtung 46 durch die Dosiervorrichtung 48 erfolgt folgendermaßen: Das Mittenmodul 33 ist beispielsweise in der linken Endlage 36 positioniert. Der Ausgabekopf 49 ist oberhalb der Aufnahme 83 positioniert, also der Auf- nähme, welche für die nächstfolgende Verfahrbewegung des Mittenmoduls 33 vorauseilend positioniert ist. Das Beschichterwerkzeug 87 ist in diesem Fall nacheilend zur Aufnahme 83 positioniert. Anschließend wird der Ausgabekopf 49 von der ersten Endposition 95 in die zweite Endposition 96 verfahren. Durch die Schwerkraft wird das Aufbaumaterial über den Ausgabekopf 49 in die Aufnahme 83 übergeführt. Daraufhin wird der Ausgabekopf 49 stillstehend in der zweiten Endposition 96 positioniert und die Dosieröffnung 50 durch die Verschlusseinrichtung 97 geschlossen. Darauffolgend erfolgt eine Ansteuerung der Verfahrbewegung des Mittenmoduls 33 in die rechte Endlage 37. Aufgrund der Schwerkraft wird während der Verfahrbewegung des Mittenmoduls 33 das Aufbaumaterial auf die Aufbau plattform 17 aufgebracht und durch das nacheilende Beschichterwerkzeug 87 geglättet. In der rechten Endlage 97 ist ebenfalls eine Dosiervorrichtung 48 vorgesehen. Diese ist gleich wie die zuvor beschriebene Dosiervorrichtung 48 aufgebaut, welche der linken Endlage 36 zugeordnet ist. In der rechten Endlage 37 wird durch die Dosiervorrichtung 48 die Aufnahme 84 befüllt, welche vorauseilend für die nachfolgende Verfahrbewegung ist. Anschließend überfährt das Mittenmodul 33 die Aufbauplattform 17 wieder in die linke Endlage 36. Daraufhin wird der Ausgabekopf 49 aus der zweiten Endposition 96 in die erste Endposition 95 übergeführt, wobei wiederum die vorauseilende Aufnahme 83 für die nachfolgende Verfahrbewegung des Mittenmoduls 33 befüllt wird. Nachdem der Ausgabekopf 49 die erste Endposition 95 erreicht hat, wird der Zwischenspeicher 51 durch die Fördereinrichtung wiederum mit Aufbaumaterial befüllt. The filling process of the receptacle 83, 84 of the coating device 46 by the dosing device 48 takes place as follows: the central module 33 is positioned in the left end position 36, for example. The dispensing head 49 is positioned above the receptacle 83, i.e. the receptacle would take, which is positioned ahead of the next movement of the central module 33. In this case, the coater tool 87 is positioned after the receptacle 83 . The output head 49 is then moved from the first end position 95 to the second end position 96 . The building material is transferred via the dispensing head 49 into the receptacle 83 by gravity. The dispensing head 49 is then positioned stationary in the second end position 96 and the dosing opening 50 is closed by the closure device 97 . This is followed by activation of the movement of the central module 33 into the right end position 37. Due to gravity, the construction material is applied to the construction platform 17 during the movement of the central module 33 and smoothed by the coating tool 87 that follows. A dosing device 48 is also provided in the right-hand end position 97 . This is constructed in the same way as the dosing device 48 described above, which is assigned to the left end position 36 . In the right-hand end position 37, the receptacle 84 is filled by the metering device 48, which receptacle is in advance for the subsequent displacement movement. The central module 33 then travels over the assembly platform 17 again to the left end position 36. The dispensing head 49 is then moved from the second end position 96 to the first end position 95, with the preceding receptacle 83 being filled again for the subsequent movement of the central module 33. After the dispensing head 49 has reached the first end position 95, the intermediate store 51 is once again filled with building material by the conveying device.
In Figur 7 ist eine schematische Seitenansicht eines Arbeitsschritts der Vorrichtung 11 zur Herstellung des dreidimensionalen Objektes 12 mit einer alternativen Ausführungsform der Prozessunterstützungseinrichtung 21 dargestellt. Die Figur 8 zeigt eine weitere mögliche Arbeitsposition gemäß der Ausführungsform in Figur 7. FIG. 7 shows a schematic side view of a work step of the device 11 for the production of the three-dimensional object 12 with an alternative embodiment of the process support device 21 . Figure 8 shows another possible working position according to the embodiment in Figure 7.
Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Prozessunterstützungseinrichtung 21 zwei verfahrbar angesteuerte Außenmodule 34, 35 aufweist. Diesbezüglich sind die Zuführkanäle 56 vorzugsweise teleskopartig ausgebildet, so dass die Auslassdüsen 38 relativ zur Aufbauplattform 17 verfahrbar sind. Die verfahrbare Ansteuerung der Außenmodule 34, 35 relativ zur Verfahrbewegung des Mittenmoduls 33 weist den Vorteil auf, dass die Überströmungsstrecke zwischen der Auslassdüse 38 und der Absaugeinrichtung 41 kurzgehalten werden kann. Dadurch kann entlang der Überströmungsstrecke die Homogenität des Primärgasstromes aufrechterhalten bleiben, wodurch eine verbesserte Absaugung erzielt werden kann. Bei der Darstellung in Figur 7 ist vorgesehen, dass das Mittenmodul 33 in eine Endlage 36 verfahren wird. Das rechte Außenmodul 35 folgt dabei dem Mittenmodul 33, vorzugsweise mit gleichbleibendem Abstand. Gleichzeitig wird das linke Außenmodul 34 zunehmend in die linke Endlage 36 übergeführt. Durch die gleichzeitige Zuführung der Primärgasströme und des Sekundärgasstromes kann eine vollständige Spülung der Prozesskammer 16 erzielt werden. Während der in Figur 7 dargestellten Verfahrbewegung wird bevorzugt über beide Auslassmodule 34, 35 ein Primärgasstrom ausgegeben und über beide Absaugeinrichtungen 41 des Mittenmoduls 33 eine Absaugung des Primärgasstromes und Sekundärgasstromes angesteuert. In this embodiment, it is provided that the process support device 21 has two movably controlled external modules 34, 35 having. In this regard, the feed channels 56 are preferably designed telescopically, so that the outlet nozzles 38 can be moved relative to the construction platform 17 . The movable control of the outer modules 34, 35 relative to the movement of the central module 33 has the advantage that the overflow distance between the outlet nozzle 38 and the suction device 41 can be kept short. As a result, the homogeneity of the primary gas flow can be maintained along the overflow path, as a result of which improved suction can be achieved. In the illustration in FIG. 7 it is provided that the central module 33 is moved into an end position 36 . The right outer module 35 follows the center module 33, preferably at a constant distance. At the same time, the left outer module 34 is increasingly transferred to the left end position 36 . Complete flushing of the process chamber 16 can be achieved by the simultaneous supply of the primary gas streams and the secondary gas stream. During the displacement movement shown in FIG. 7, a primary gas flow is preferably output via both outlet modules 34, 35 and suction of the primary gas flow and secondary gas flow is controlled via both suction devices 41 of the central module 33.
Auch während dem Verfahren des Mittenmoduls 33 in eine Endlage 36, 37 oder in der Endlage 36, 37, wie beispielsweise die linke Endlage 36, wird der Primärgasstrom und/oder der Sekundärgasstrom aufrechterhalten. Bevorzugt ist eine konstante Beströmung des gesamten Prozessgaskreislaufs vorgesehen. The primary gas flow and/or the secondary gas flow is also maintained during the process of the central module 33 in an end position 36, 37 or in the end position 36, 37, such as the left end position 36. A constant flow of the entire process gas circuit is preferably provided.
In Figur 9 ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung 11 gemäß Figur 7 und 8 dargestellt. Die Ausführungsform gemäß Figur 9 weicht im Hinblick auf die Dosiervorrichtung 48 gegenüber der Ausführungsform in Figur 7 und 8 ab. Insoweit kann mit Ausnahme der Dosiervorrichtung 48 vollumfänglich auf die vorbeschriebene Ausführungsform Bezug genommen werden. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dosiervorrichtung 48 an der Beschichtungseinrichtung 46 bzw. dem Mittenmodul 33 befestigt ist. Die Dosiervorrichtung 48 wird somit während einer Verfahrbewegung des Mittenmoduls 33 zwischen den beiden Endlagen 36, 37 mitbewegt. Der Ausgabekopf 49 ist an einer Traverse 101 vorgesehen. Die Traverse 101 ist an einer Führung 98 längs den Aufnahmen 83, 84 verfahrbar. Bevorzugt sind jeweils an einer Oberseite der Absaugeinrichtungen 41 zwei Führungen 98 vorgesehen, so dass der Ausgabekopf 49 entlang der Länge der Aufnahme 83, 84 verfahrbar ist. Zusätzlich ist der Ausgabekopf 49 längs der Traverse 101 also in und entgegen der Verfahrrichtung des Mittenmoduls 33 verfahrbar. Dies ermöglicht, dass abhängig von der jeweilig eingenommenen Endlage 36, 37 des Mittenmoduls 33 die jeweils vorauseilende Aufnahme 83, 84 für den nachfolgenden Beschichtungsvorgang befüllbar ist. FIG. 9 shows a schematic side view of the device 11 according to FIGS. 7 and 8. The embodiment according to FIG. 9 differs from the embodiment according to FIGS. 7 and 8 with regard to the dosing device 48 . In this respect, with the exception of the dosing device 48, reference can be made in full to the embodiment described above. In this embodiment it is provided that the dosing device 48 is attached to the coating device 46 or the central module 33 . The dosing device 48 is thus moved between the two end positions 36, 37 during a movement of the central module 33. The dispensing head 49 is provided on a traverse 101 . The traverse 101 can be moved along the receptacles 83, 84 on a guide 98. Two guides 98 are preferably provided on an upper side of the suction devices 41, so that the dispensing head 49 can be moved along the length of the receptacle 83, 84. In addition, the dispensing head 49 can be moved along the traverse 101 in and against the direction of travel of the central module 33 . This makes it possible for the respective leading receptacle 83, 84 to be filled for the subsequent coating process, depending on the end position 36, 37 of the central module 33 that is assumed.
In Figur 10 ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung 11 mit einer alternativen Ausführungsform der Dosiervorrichtung 48 zu Figur 9 dargestellt. Im Übrigen kann auf die vorbeschriebene Ausführungsform der Vorrichtung 11 Bezug genommen werden. FIG. 10 shows a schematic side view of the device 11 with an alternative embodiment of the dosing device 48 to FIG. Otherwise, reference can be made to the embodiment of the device 11 described above.
Bei dieser Dosiervorrichtung 48 gemäß Figur 10 ist abweichend zur Ausführungsform gemäß Figur 9 vorgesehen, dass der Ausgabekopf 49 fest an der Traverse 101 angeordnet ist. Zum jeweiligen Befüllen der Aufnahme 83, 84 weist der Ausgabekopf 89 eine schwenkbeweglich gelagerte Dosieröffnung 50 auf. Dadurch kann die Dosieröffnung 50 des Ausgabekopfes 49 wahlweise zur Aufnahme 83 oder Aufnahme 84 ausgerichtet sein, um jeweils wiederum die vorauseilende Aufnahme 83, 84 für die nachfolgende Verfahrbewegung des Mittenmoduls 33 zu befüllen. In this dosing device 48 according to FIG. 10, in contrast to the embodiment according to FIG. For the respective filling of the receptacle 83, 84, the dispensing head 89 has a dosing opening 50 which is mounted pivotably. As a result, the dosing opening 50 of the dispensing head 49 can be selectively aligned with the receptacle 83 or receptacle 84 in order in turn to fill the preceding receptacle 83, 84 for the subsequent movement of the central module 33.

Claims

23 23
Ansprüche Beschichtungseinrichtung (46) für eine Prozessunterstützungseinrichtung (21) in einer Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten (12) durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahls, mit zwei Aufnahmen (83, 84), die sich parallel zueinander erstrecken, wobei die Erstreckungsrichtung der Aufnahmen (83, 84) senkrecht zur Verfahrrichtung ausgerichtet ist, mit einer zwischen den Aufnahmen (83, 84) vorgesehenen Trennwand (85), dadurch gekennzeichnet, dass an einer Unterseite der Trennwand (85) in Ausgaberichtung des Aufbaumaterials weisend ein Beschichterwerkzeug (87) feststehend angeordnet ist. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, bevorzugt beide der Aufnahmen (83, 84) eine Ausgabeöffnung (89) aufweist, die frei von Verschlusselementen ist. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Beschichterwerkzeug (87), welches bevorzugt als eine Beschichterlippe ausgebildet ist, sich zumindest entlang der Länge der Aufnahmen (83, 84) erstreckt. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (83, 84) schachtförmig ausgebildet sind und vorzugsweise die Aufnahmen (83, 84) nach unten offen ausgebildet sind. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbaumaterial in die Aufnahmen (83, 84) durch die Gewichtskraft des Aufbaumaterials nach unten auf die Aufbauplattform (17) ausgegeben wird und die Aufnahmen (83, 84) nach unten offene Ausgabeöffnung (89) aufweist. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeöffnung (89) einen rechteckförmigen oder schlitzförmigen Querschnitt aufweist und die Aufnahmen (83, 84) sich an die Ausgabeöffnung (89) mit vertikalen Wandabschnitten (91, 92) oder in Längsrichtung des Mittenmoduls (33) gesehen mit sich nach oben aufweitenden Wandabschnitten (91, 92) ausgebildet ist. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein rahmenförmiger Grundkörper vorgesehen ist, der die zumindest zwei Aufnahmen (83, 84) umgibt oder an dem die zumindest zwei Aufnahmen (83, 84) befestigt sind oder dass die Aufnahmen (83, 84) in den rahmenförmigen Grundkörper integriert sind. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Aufnahmen (83, 84) Versteifungsstege (93) vorgesehen sind. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (83, 84) ein Aufnahmevolumen für das Aufbaumaterial aufweisen, welches für ein einmaliges Verfahren des Mittenmoduls (33) entlang der Aufbauplattform (17) zur Ausgabe einer Schicht an Aufbaumaterial entspricht. Mittenmodul für eine Prozessunterstützungseinrichtung (21) in einer Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten (12) durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahls (27), mit zwei Absaugeinrichtungen (41), die mit Abstand zueinander ausgerichtet sind und jeweils eine Einsaugöffnung (42) aufweisen, welche in entgegengesetzte Richtungen zueinander ausgerichtet sind, mit einer Beschichtungseinrichtung (46), welche zwischen den zwei Absaugeinrichtungen (41) positioniert ist, wobei die Absaugeinrichtungen (41) und die Beschichtungseinrichtung (42) gemeinsam verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinrichtung (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist. Mittenmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (82, 83) sich entlang, vorzugsweise parallel, zu den Absaugeinrichtungen (41) über deren Länge erstrecken. Mittenmodul nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (83, 84) und die Absaugeinrichtungen (41) spiegelbildlich zur Trennwand (85) ausgerichtet sind. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes (12) durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials, bei dem in zumindest einer Prozesskammer (16) auf eine Aufbauplattform (17) das Aufbaumaterial schichtweise aufgebracht wird, 26 bei dem mit einer Strahlungsquelle (26) zumindest ein Strahl (27) zur Verfestigung des Aufbaumaterials erzeugt und mit zumindest einem Strahlführungselement (29) auf das Aufbaumaterial in der Aufbauplattform (17) zugeführt wird, bei dem mit einer Prozessunterstützungseinrichtung (21), welche ein Mittenmodul (33) und jeweils dazu ausgerichtet ein Außenmodul (34, 35) aufweist, eine Primärgasströmung entlang der Aufbauplattform (17) erzeugt wird, so dass zwischen einem Mittenmodul (33) und dem zumindest einen Außenmodul (34, 35) eine Überströmungsstrecke mit Primärgas gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessunterstützungseinrichtung (21) ein Mittenmodul (33) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12 mit einer Beschichtungseinrichtung (46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 aufweist, welche entlang der Aufbauplattform (17) zum Aufträgen von Aufbaumaterial und zum Glätten des aufgebrachten Aufbaumaterials verfahren wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittenmodul (33) zum Befüllen mit Aufbaumaterial wechselnd in eine linke und rechte Endlage (36, 37) innerhalb der Prozesskammer (16) verfahren wird und in der jeweiligen Endlage (36, 37) die zumindest eine Aufnahme (83, 84) mit Aufbaumaterial befüllt wird. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass nur die eine Aufnahme (83, 84) des in der Endlage (36, 37) positionierten Mittenmoduls (33) befüllt wird, welche für die nachfolgende Verfahrbewegung des Mittenmoduls (33) über die Aufbauplattform (17) vorauseilend positioniert ist. 27 Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (83, 84) der Beschichtungseinrichtung (46) mit einer Dosiervorrichtung (48) befüllt werden, welche getrennt zur Beschichtungseinrichtung (46) positioniert oder von der Beschichtungseinrichtung (46) oder dem Mittenmodul (33) mitgeführt werden. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (48) einen Ausgabekopf (49) aufweist, der entlang der Aufnahmen (83, 84) zum Ausgeben des Aufbaumaterials in die Aufnahmen (83, 84) verfahren wird. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem einmaligen Überfahren der Aufnahmen (83, 84) des Mittenmoduls (33) die Menge an Aufbaumaterial in die eine Aufnahme (83, 84) übergeführt wird, so dass eine vollständige Schicht an Aufbaumaterial beim Überfahren der Aufbauplattform (17) mit dem Mittenmodul (33) von der einen Endlage (36, 37) in die gegenüberliegende Endlage (37, 36) aufgetragen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgabekopf (49) der Dosiervorrichtung (48) einen Zwischenspeicher (51) aufnimmt, der zur Ausgabe des Aufbaumaterials in die Aufnahmen (83, 84) mit verfahren wird. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (51) zumindest nach einer zweimaligen Verfahrbewegung entlang der Aufnahme (83, 84) befüllt wird. Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten (12) durch selektives Verfestigen eines schichtweise aufgebrachten Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles (27), 28 mit zumindest einer Prozesskammer (16), welche zumindest eine in einer X-/Y-Ebene angeordnete Aufbauplattform (17) aufweist, auf welcher das dreidimensionale Objekt (12) erzeugt wird, mit einer Strahlungsquelle (26) zur Erzeugung des Strahls (27), mit zumindest einem Strahlführungselement (29) zum Führen und Lenken des Strahls (27) auf das zu verfestigende Aufbaumaterial, wobei der Strahl (27) über eine Strahleintrittsöffnung (30) in die Prozesskammer (16) einkoppelbar ist, mit einer Prozessunterstützungseinrichtung (21), welche zur Erzeugung einer Primärgasströmung entlang der Aufbauplattform (17) ein Mittenmodul (33) und jeweils dazu ausgerichtet ein Außenmodul (34, 35) aufweist, so dass zwischen dem zumindest einen Außenmodul (34, 35) und dem Mittenmodul (33) eine Überströmungsstrecke mit Primärgas gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessunterstützungseinrichtung (21) ein Mittenmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 12 mit einer Beschichtungseinrichtung (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dosiervorrichtung (48) vorgesehen ist, durch welche die zumindest eine Aufnahme (83, 84) der Beschichtungseinrichtung (46) mit Aufbaumaterial befüllbar ist. 29 Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (48) einen Ausgabekopf (49) aufweist, der entlang einer Längsrichtung des Mittenmoduls (33) oberhalb der Aufnahme (83, 84) des Mittenmoduls (33) verfahrbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgabekopf (49) einen Zwischenspeicher (51) trägt, der über eine Fördereinrichtung mit Aufbaumaterial befüllbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in einer rechten und linken Endlage (36, 37) einer Verfahrposition des Mittenmoduls (33) und benachbart zur Aufbauplattform (17) jeweils eine Dosiereinrichtung (48) vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgabekopf (49) zwischen zwei Endpositionen (95, 96) quer zur Verfahrrichtung des Mittenmoduls (33) entlang einer Führung (98) verfahrbar ist und der Ausgabekopf (49) an einer Unterseite eine Dosieröffnung (50) aufweist, die beim Einfahren in die Endposition (95, 96) durch eine in der Endposition (95, 96) angeordnete Verschlusseinrichtung (97) schließbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (98) für die Verfahrbewegung des Ausgabekopfes (49) ortsfest zur Prozesskammer (16) ausgerichtet ist oder dass die Führung (98) für die Verfahrbewegung des Ausgabekopfes (49) an der Beschichtungseinrichtung (46) und/oder der Absaugeinrichtung (41) befestigt ist. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der an dem Mittenmodul (33) mitgeführte Ausgabekopf (49) oberhalb der Aufnahme (83, 84) quer zur Längserstreckung der Aufnahme (83, 84) zum jeweiligen Befüllen der Aufnahme (83, 84) von oben verfahrbar oder schwenkbar ausgebildet ist. 30 Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmevolumen des Zwischenspeichers (51) für das Aufbaumaterial zumindest einer zweifachen Befüllmenge der Aufnahme (83, 84) entspricht. Claims Coating device (46) for a process support device (21) in a device for producing three-dimensional objects (12) by selective solidification of a layered applied construction material by means of a jet acting on the construction material, with two receptacles (83, 84) which are parallel to one another extend, the extension direction of the receptacles (83, 84) being aligned perpendicularly to the direction of travel, with a partition wall (85) provided between the receptacles (83, 84), characterized in that on an underside of the partition wall (85) in the dispensing direction of the building material pointing a coater tool (87) is arranged fixed. Coating device according to Claim 1, characterized in that at least one, preferably both, of the receptacles (83, 84) has a dispensing opening (89) which is free of closure elements. Coating device according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one coater tool (87), which is preferably designed as a coater lip, extends at least along the length of the receptacles (83, 84). Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacles (83, 84) are shaft-shaped and the receptacles (83, 84) are preferably open at the bottom. Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the construction material is discharged into the receptacles (83, 84) by the weight of the construction material downwards onto the construction platform (17) and the receptacles (83, 84) have discharge openings (89 ) having. Coating device according to Claim 5, characterized in that the delivery opening (89) has a rectangular or slot-shaped cross section and the receptacles (83, 84) are attached to the delivery opening (89) with vertical wall sections (91, 92) or in the longitudinal direction of the central module (33 ) seen with upwardly widening wall sections (91, 92) is formed. Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that a frame-shaped base body is provided which surrounds the at least two receptacles (83, 84) or to which the at least two receptacles (83, 84) are attached or that the receptacles (83, 84 ) are integrated into the frame-shaped body. Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that stiffening webs (93) are provided in the receptacles (83, 84). Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacles (83, 84) have a receiving volume for the construction material which corresponds to a single movement of the central module (33) along the construction platform (17) for dispensing a layer of construction material. Central module for a process support device (21) in a device for producing three-dimensional objects (12) by selective solidification of a layered applied building material by means of a jet (27) acting on the building material, with two suction devices (41) which are aligned at a distance from one another and each have a suction opening (42) which are aligned in opposite directions to one another, with a coating device (46) which is positioned between the two suction devices (41), the suction devices (41) and the coating device (42) being movable together, characterized in that the coating device (46) is designed according to one of Claims 1 to 9. Central module according to Claim 10, characterized in that the receptacles (82, 83) extend along, preferably parallel to, the suction devices (41) over their length. Central module according to one of Claims 10 or 11, characterized in that the receptacles (83, 84) and the suction devices (41) are aligned as mirror images of the partition wall (85). Method for producing a three-dimensional object (12) by selectively solidifying a construction material applied in layers, in which the construction material is applied in layers in at least one process chamber (16) on a construction platform (17), 26 in which at least one beam (27) for solidifying the build material is generated with a radiation source (26) and is fed with at least one beam guiding element (29) onto the build material in the build platform (17), in which with a process support device (21) which has a central module (33) and an outer module (34, 35) aligned with it, a primary gas flow is generated along the assembly platform (17), so that between a central module (33) and the at least one outer module (34, 35) there is an overflow path with primary gas is formed, characterized in that the process support device (21) has a central module (33) according to one of the preceding claims 10 to 12 with a coating device (46) according to one of the preceding claims 1 to 9, which along the construction platform (17) to Applying building material and smoothing the applied building material. Method according to Claim 13, characterized in that the central module (33) is moved alternately into a left and right end position (36, 37) within the process chamber (16) for filling with construction material and in the respective end position (36, 37) the at least a receptacle (83, 84) is filled with construction material. Method according to Claim 13 or 14, characterized in that only the one receptacle (83, 84) of the central module (33) positioned in the end position (36, 37) is filled, which is used for the subsequent movement of the central module (33) over the assembly platform (17) is positioned in advance. 27 Method according to one of Claims 13 to 15, characterized in that the receptacles (83, 84) of the coating device (46) are filled with a dosing device (48) which is positioned separately from the coating device (46) or is controlled by the coating device (46) or the center module (33) are carried along. Method according to Claim 16, characterized in that the dosing device (48) has a dispensing head (49) which is moved along the receptacles (83, 84) to dispense the building material into the receptacles (83, 84). Method according to Claim 16 or 17, characterized in that when the receptacles (83, 84) of the central module (33) are passed over once, the quantity of construction material is transferred into the one receptacle (83, 84), so that a complete layer of construction material is applied when driving over the construction platform (17) with the central module (33) from one end position (36, 37) to the opposite end position (37, 36). Method according to one of Claims 17 or 18, characterized in that the dispensing head (49) of the dosing device (48) accommodates an intermediate store (51) which is also moved into the receptacles (83, 84) for dispensing the building material. Method according to Claim 19, characterized in that the intermediate store (51) is filled at least after a two-time movement along the receptacle (83, 84). Device for producing three-dimensional objects (12) by selective solidification of a building material applied in layers by means of a jet (27) acting on the building material, 28 with at least one process chamber (16) which has at least one construction platform (17) arranged in an X/Y plane, on which the three-dimensional object (12) is generated, with a radiation source (26) for generating the beam (27 ), with at least one beam guidance element (29) for guiding and directing the beam (27) onto the building material to be solidified, wherein the beam (27) can be coupled into the process chamber (16) via a beam inlet opening (30), with a process support device (21 ), which has a central module (33) and an outer module (34, 35) aligned with it in order to generate a primary gas flow along the assembly platform (17), so that between the at least one outer module (34, 35) and the central module (33) there is a Overflow path is formed with primary gas, characterized in that the process support device (21) is a central module according to one of claims 10 to 12 with a coating device (46) according to a em of claims 1 to 9. Device according to Claim 21, characterized in that a dosing device (48) is provided, by means of which the at least one receptacle (83, 84) of the coating device (46) can be filled with building material. 29 Device according to claim 22, characterized in that the dosing device (48) has a dispensing head (49) which is movable along a longitudinal direction of the central module (33) above the receptacle (83, 84) of the central module (33). Device according to Claim 23, characterized in that the dispensing head (49) carries an intermediate store (51) which can be filled with building material via a conveyor device. Device according to one of Claims 21 to 24, characterized in that a dosing device (48) is provided in a right and left end position (36, 37) of a travel position of the central module (33) and adjacent to the assembly platform (17). Device according to Claim 25, characterized in that the dispensing head (49) can be moved between two end positions (95, 96) transversely to the direction of movement of the central module (33) along a guide (98) and the dispensing head (49) has a dosing opening ( 50) which can be closed when moving into the end position (95, 96) by a closure device (97) arranged in the end position (95, 96). Device according to Claim 26, characterized in that the guide (98) for the displacement movement of the dispensing head (49) is aligned in a stationary manner with respect to the process chamber (16) or that the guide (98) for the displacement movement of the dispensing head (49) is on the coating device (46 ) and/or the suction device (41) is attached. Device according to Claim 27, characterized in that the dispensing head (49) carried along on the central module (33) is above the receptacle (83, 84) transversely to the longitudinal extension of the receptacle (83, 84) for the respective filling of the receptacle (83, 84). is designed to be movable or pivotable at the top. 30 Device according to claim 21 or 28, characterized in that a capacity of the temporary store (51) for the construction material corresponds to at least twice the filling quantity of the receptacle (83, 84).
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