WO2023117660A1

WO2023117660A1 - Baugruppe und verfahren zur zerstäubung einer metallschmelze und verfahren zur herstellung einer baugruppe

Info

Publication number: WO2023117660A1
Application number: PCT/EP2022/086054
Authority: WO
Inventors: Jan SANDER
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-06-29
Also published as: DE102021214726A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zur Zerstäubung einer Metallschmelze, mit einem Zielelement, dem die Metallschmelze zum Zerstäuben zuführbar ist, wobei das Zielelement additiv gefertigt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe, ein Verfahren zum Zerstäuben einer Schmelze aus einem Metall zu Pulver und eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallpulver.

Description

Baugruppe und Verfahren zur Zerstäubung einer Metallschmelze und Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zur Zerstäubung einer Metallschmelze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe zur Zerstäubung einer Metallschmelze nach Anspruch 14, ein Verfahren zum Zerstäuben einer Schmelze aus einem Metall zu Pulver nach Anspruch 15 und eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallpulver nach Anspruch 16.

Bei der Herstellung von Metallpulver aus einer Metallschmelze gibt es verschiedene Verfahren mit spezifischen Vor- und Nachteilen. Bekannt sind Gasverdüsungsverfahren, Wasserverdüsungsverfahren und mechanische Zerstäubung über Ultraschall oder Rotation.

Bei der Gasverdüsung wird Metallschmelze mittels eines Hochdruckgasstrahls zerstäubt. Eine Masse des eingesetzten Gases beträgt einen geringen Bruchteil einer Masse der Metallschmelze, was eine hohe kinetische Energie des Gases erforderlich macht, um die Metallschmelze zu zerstäuben. Die Komprimierung eines Gases ist extrem energieaufwendig und stark verlustbehaftet, was Gasverdüsung zu einem kostenintensiven Verfahren macht. Bei der Wasserverdüsung wird Wasser zur Zerstäubung verwendet. Durch dieses Verfahren können nur nicht-sphärische Metallpartikel erzeugt werden, die für viele Anwendungen ungeeignet sind. Außerdem kommt eine Verdüsung mit Wasser nicht für Metalle in Betracht, die mit Wasser reagieren.

Eine mechanische Zerstäubung mit einer Baugruppe kann an einem Zielelement vorgenommen werden, wie beispielsweise einer Scheibe, dem die Metallschmelze zum Zerstäuben zuführbar ist.

Die US 4,456,444 A beschreibt beispielsweise eine rotierende Scheibe, auf die Metall gegossen wird, um ein Metallpulver herzustellen. Die rotierende Scheibe hat eine erste Schutzschicht aus Keramik, um eine thermische Isolierung herzustellen. Über der ersten Schutzschicht ist eine zweite Schutzschicht aus Metall, um die Keramik vor der Metallschmelze zu schützen.

Ein derartiges Verfahren hat eine höhere Energieeffizienz als Gasverdüsung oder Wasserverdüsung, weil aufgrund der einfachen Ausgestaltung weniger Energieverluste auftreten können. Zudem werden keine zusätzlichen Ressourcen wie Gas oder Wasser (abgesehen von einem gegebenenfalls einmalig vorzusehenden Schutzgas) verbraucht.

Durch den Kontakt der Metallschmelze mit der Scheibe bei der Zerstäubung wird die Scheibe durch die Metallschmelze erwärmt. Das macht temperaturbeständige Materialien für die Scheibe erforderlich. Derartige Materialien können aber das Metallpulver verunreinigen. Alternativ kann die Scheibe gekühlt werden. Beispielsweise ist aus der CN 1 100 539 001 A eine selbstkühlende Scheibe bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Baugruppe zur Verfügung zu stellen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach ist das Zielelement additiv gefertigt. Eine additive Fertigung kann beispielsweise mit einem 3-D Druckverfahren erreicht werden.

Wünschenswert ist es, für das Zielelement ein Material zu verwenden, mit der die mit der Baugruppe zu zerstäubende Metallschmelze möglichst nicht verunreinigt wird. Insbesondere kann das Zielelement aus dem gleichen Material hergestellt sein, welches zur Zerstäubung genutzt wird. Es kann sich also um ein Material handeln, welches zerstäubbar ist.

In einer Ausgestaltung ist das Zielelement um eine Rotationsachse rotierbar gelagert. Alternativ oder zusätzlich kann die Baugruppe eine Sonotrode zum Einleiten einer mechanischen Schwingung in das Zielelement aufhalten. Die rotierbare Lagerung des Zielelements kann es ermöglichen, dass das Zielelement rotiert wird, um die Zerstäubung der Metallschmelze beim Kontakt mit dem Zielelement zu ermöglichen. Die Zerstäubung der Metallschmelze kann dann durch eine Fliehkraft radial zur Rotationsachse bewirkt werden.

Das Vorsehen einer Sonotrode kann es ermöglichen, mit einer Anregungsvorrichtung zur Erzeugung mechanischer Schwingungen wie einem Ultraschallgenerator mechanische Schwingungen in das Zielelement einzuleiten. Die Zerstäubung der Metallschmelze beim Kontakt mit dem Zielelement kann dann durch die mechanischen Schwingungen bewirkt werden.

In einer Ausgestaltung weist das Zielelement einen Zerstäubungsabschnitt, an dem die Metallschmelze zerstäubt werden kann, und eine mit einem gasförmigen Medium durchströmbare Kühlbaugruppe auf, mit der der Zerstäubungsabschnitt über das gasförmige Medium gekühlt werden kann. Der Zerstäubungsabschnitt und die Kühlbaugruppe können insbesondere einstückig ausgebildet sein. Grundsätzlich kann es sich bei dem Zielelement um einen beliebigen Festkörper aus Metall handeln. Der Zerstäubungsabschnitt kann die Form einer Scheibe oder kreisförmigen Platte aufweisen. Die Kühlbaugruppe kann ebenfalls scheibenförmig ausgebildet sein oder die Form einer kreisförmigen Platte aufweisen. Insbesondere kann ein Radius des Zerstäubungsabschnitts und der Kühlbaugruppe identisch sein. Mit dem Vorsehen einer Kühlbaugruppe kann eine Baugruppe geschaffen werden, die mit einer langen Standzeit und bei Bedarf ohne Unterbrechungen, kontinuierlich betrieben werden kann, so dass die Wirtschaftlichkeit und die Anwendungsmöglichkeiten der Baugruppe verbessert sind.

Mit dem additiven Fertigungsverfahren für das Zielelement kann das Zielelement und insbesondere die Kühlbaugruppe derart strukturiert werden, dass durch eine aktive und/oder passive Kühlung beim Betrieb der Baugruppe ein Aufschmelzen des Zielelements beim Kontakt mit der Metallschmelze verhindert wird. Im Falle einer aktiven Kühlung kann der Baugruppe ein gasförmiges Medium zur Kühlung aktiv zugeführt werden. Im Falle einer passiven Kühlung kann die Baugruppe gasförmiges Medium, das zur Kühlung verwendet werden kann, durch ihre Rotation im Betrieb ansaugen, was eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zum Betrieb der Baugruppe eröffnen kann, weil keine zusätzlichen Vorrichtungen zur (aktiven) Zuführung des gasförmigen Medium erforderlich sind. Bei der aktiven Kühlung kann das eingesetzte gasförmige Medium genutzt werden, um Schmelzpartikel, die von dem Zielelement weggeschleudert werden, abzulenken.

In einer Ausgestaltung weist der Zerstäubungsabschnitt eine Zerstäubungsoberfläche auf, die mit der Metallschmelze wechselwirkt. Die Kühlbaugruppe ist an einer Seite des Zerstäubungsabschnitts angeordnet, die der Zerstäubungsoberfläche entlang der Rotationsachse des Zielelements entgegengesetzt ist. Beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Baugruppe, bei dem Metallschmelze der Baugruppe entlang der Gewichtskraft zugeführt wird, kann die Kühlbaugruppe unterhalb des Zerstäubungsabschnitts angeordnet sein. Die Zerstäubungsoberfläche kann geschlossen sein, sodass die Metallschmelze über die Zerstäubungsoberfläche nicht in die Kühlbaugruppe eindringen kann. Die Kühlbaugruppe kann um die Rotationsachse insbesondere einen Umfang haben, der mindestens so groß ist, wie der Umfang der Zerstäubungsoberfläche, sodass der Zerstäubungsabschnitt effektiv gekühlt werden kann.

In einer Ausgestaltung weist die Kühlbaugruppe eine Vielzahl von Schaufeln auf, die turbinenartig um die Rotationsachse des Zielelements angeordnet sind. Dadurch, dass die Schaufeln turbinenartig angeordnet sind, kann gasförmiges Medium bei einer Rotation um die Rotationsachse in die Kühlbaugruppe eingesogen werden. Die turbinenartige Anordnung der Schaufeln kann also dazu ausgestaltet sein, gasförmiges Medium aus einer Umgebung des Zielelements entlang einer radialen Richtung zur Rotationsachse hin zu befördern.

Die Baugruppe kann zur Rotation des Zielelements eine Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einen Antriebsmotor, aufweisen. Die Antriebsvorrichtung kann dazu ausgelegt sein, das Zielelement mit einer Rotationsgeschwindigkeit zwischen 10.000 bis 100.000, insbesondere 30.000 bis 50.000 Umdrehungen pro Minute zu rotieren.

Die Baugruppe kann in einem Gehäuse einer Vorrichtung zur Herstellung von Metallpulver eingesetzt werden, dass mit Schutzgas gefüllt ist. Schutzgas kann dazu vorgesehen sein, zu verhindern, dass die Metallschmelze oder die Schmelzpartikel oder das Metallpulver durch chemische Reaktionen verunreinigt werden. Das Schutzgas kann das gasförmige Medium, das zur Kühlung des Zerstäubungsabschnitts eingesetzt wird, umfassen. Das Zielelement kann neben dem Zerstäubungsabschnitt und der Kühlbaugruppe einen Gegenabschnitt aufweisen, der zusammen mit dem Zerstäubungsabschnitt einen Zwischenraum entlang der Rotationsachse ausbildet, in dem die Kühlbaugruppe angeordnet ist. Gasförmiges Medium, beispielsweise das Schutzgas, das durch die Vielzahl der Schaufeln zu der Rotationsachse hin in den Zwischenraum befördert worden ist, kann durch mindestens eine Öffnung in dem Gegenabschnitt aus dem Zwischenraum austreten. Die mindestens eine Öffnung kann beispielsweise auf der Rotationsachse angeordnet sein. Das Zielelement kann additiv und einstückig aus dem Zerstäubungsabschnitt, der Kühlbaugruppe und dem Gegenabschnitt gefertigt sein.

Vorzugsweise ist die Rotationsgeschwindigkeit ausreichend hoch, um einen Strom des gasförmigen Mediums zu erzeugen, der eine Wärmekapazität zur Verfügung stellt, die größer ist, als ein Wärmeeintrag von der Metallschmelze auf den Zerstäubungsabschnitt.

In einer Ausgestaltung ragt mindestens eine der Vielzahl der Schaufeln mit einem Endabschnitt radial zur Rotationsachse über den Zerstäubungsabschnitt hinaus. Der mindestens eine Endabschnitt kann eine Verbesserung der Beförderung des gasförmigen Mediums aus der Umgebung des Zielelements zur Rotationsachse hin bewirken.

In einer Ausgestaltung weist die Kühlbaugruppe mindestens ein erstes Düsenelement auf, das von der Zerstäubungsoberfläche hervorragt und über das die Zerstäubungsoberfläche mit dem gasförmigen Medium beaufschlagt werden kann. Die mit dem gasförmigen Medium durchströmbare Kühlbaugruppe kann also grundsätzlich an einer Seite des Zerstäubungsabschnitts angeordnet sein, die der Zerstäubungsoberfläche entlang der Rotationsachse entgegengesetzt ist. Einzelne Elemente, wie beispielsweise das mindestens eine erste Düsenelement, können jedoch den Zerstäubungsabschnitt durchdringen und aus der Zerstäubungsoberfläche hervorragen. Das gasförmige Medium, dass durch die Vielzahl der Schaufeln zu der Rotationsachse hin befördert worden ist, kann durch das mindestens eine erste Düsenelement aus dem Zwischenraum zwischen dem Zerstäubungsabschnitt und dem Gegenabschnitt heraus befördert werden.

Durch die direkte Beaufschlagung der Zerstäubungsoberfläche mit dem gasförmigen Medium kann eine verbesserte Kühlung der Zerstäubungsoberfläche ermöglicht werden. Die optionale Ausgestaltung mit der Vielzahl von Schaufeln kann die passive Kühlung über die Schaufeln mit einer aktiven Komponente, nämlich dem Beaufschlagen der Zerstäubungsoberfläche mit dem gasförmigen Medium, ergänzen. Alternativ kann das gasförmige Medium dem mindestens einen ersten Düsenelement aktiv über eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Stroms des gasförmigen Mediums zugeführt werden.

In einer Ausgestaltung weist die Kühlbaugruppe mindestens ein zweites Düsenelement auf, das an einem Rand des Zerstäubungsabschnitts angeordnet ist und über das das gasförmige Medium ausströmen kann. Durch das mindestens eine zweite Düsenelement kann das gasförmige Medium, nachdem es die Kühlbaugruppe durchströmt hat, ausströmen. Das mindestens eine zweite Düsenelement kann also insbesondere für eine aktive Kühlung, bei der der Kühlbaugruppe ein Strom des gasförmigen Mediums zugeführt wird, geeignet. Eine Anordnung des mindestens einen zweiten Düsenelements an einem Rand des Zerstäubungsabschnitts kann es ermöglichen, Schmelzpartikel, die aufgrund der Fliehkraft und/oder mechanischer Schwingungen von dem Zielelement weggeschleudert werden, auf ihrer Flugbahn mit einem Strom des gasförmigen Mediums abzulenken. Die Kühlbaugruppe kann also bis zu einem Rand des Zerstäubungsabschnitts und gegebenenfalls darüber hinaus erstreckt sein. Bei dem Rand der Kühlbaugruppe kann es sich insbesondere um einen Außenrand handeln. Das gasförmige Medium kann beispielsweise von der Rotationsachse kommend radial von der Rotationsachse weg zu dem Rand strömen, um von dort durch das mindestens eine zweite Düsenelementen auszutreten.

In einer Ausgestaltung ist eine Vielzahl von zweiten Düsenelementen an dem Rand des Zerstäubungsabschnitts angeordnet. Die Vielzahl von zweiten Düsenelementen ist derart ausgerichtet, dass der Strom des gasförmigen Mediums, der aus dem zweiten Düsenelementen im Betrieb der Kühlbaugruppe ausströmt, eine tornadoartige Stromformation um das Zielelement herum erzeugt. Die tornadoartige Stromformation kann entlang der Rotationsachse von der Kühlbaugruppe über den Zerstäubungsabschnitt nach oben erstreckt sein, sodass die weggeschleuderten Schmelzpartikel durch die Stromformation abgelenkt werden können. Das aus der Vielzahl von zweiten Düsenelementen ausströmende gasförmige Medium kann also genutzt werden, um einen Drall auf die Schmelzpartikel zu erzeugen. Mit zunehmendem Abstand zu dem Zerstäubungsabschnitt entlang der Rotationsachse kann ein Durchmesser der Stromformation zunehmen.

Im Betrieb kann durch eine Auswahl der Rotationsrichtung des Zielelements gegenläufig gegen die tornadoartige Stromformation oder gleichläufig mit der tornadoartigen Stromformation die Flugbahn der Schmelzpartikel verkürzt (gegenläufig) oder verlängert (gleichläufig) werden. Insbesondere die Verkürzung kann durch eine von der Stromformation verursachte Krümmung der Flugbahn erfolgen. Die Verkürzung der Flugbahn kann zur Einsparung von Bauraum genutzt werden. Eine Verlängerung der Flugbahn kann eine längere Abkühlung ermöglichen. Eine Anzahl, Form der Schmelzpartikel und/oder die Bildung von Satelliten der Schmelzpartikel kann demnach über die Rotationsrichtung des Zielelements, eine AusströmrichtungAmenge des gasförmigen Mediums und zudem über eine Temperatur des Mediums gesteuert werden. Grundsätzlich kann die Baugruppe eine Steuervorrichtung zur Steuerung zumindest eines dieser Parameter aufweisen.

In einer Ausgestaltung ist die Kühlbaugruppe derart ausgestaltet, dass das gasförmige Medium parallel zur Rotationsachse über mindestens eine Öffnung in die Kühlbaugruppe einströmbar ist und sich quer zur Rotationsachse an dem Zerstäubungsabschnitt ausbreiten kann. Zur (aktiven) Zuführung des gasförmigen Mediums zu der Kühlbaugruppe kann eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Stroms eines gasförmigen Mediums, beispielsweise eine Kompressionsvorrichtung, vorgesehen sein. Die Kompressionsvorrichtung kann beispielsweise das Schutzgas in dem Gehäuse einer Vorrichtung, in dem die Baugruppe angeordnet sein kann, komprimieren, um es unter Druck in die Kühlbaugruppe einzuströmen. Mit einer derartigen aktiven Zuführung des gasförmigen Mediums kann die Rotationsgeschwindigkeit des Zielelements unabhängig von dem Bedarf an gasförmigen Medium zur Kühlung gewählt werden.

In einer alternativen Ausgestaltung ist die Kühlbaugruppe derart ausgestaltet, dass das gasförmige Medium quer zur Rotationsachse über die turbinenartigen Schaufeln eingezogen wird und parallel zur Rotationsachse aus der Kühlbaugruppe ausströmt.

In einerweiteren Ausgestaltung weist die Kühlbaugruppe mindestens einen spiralförmigen Kühlkanal auf. Grundsätzlich kann die Kühlbaugruppe beliebig geformte Kühlkanäle aufweisen. Mit einem spiralförmigen Kühlkanal kann eine besonders große Fläche des Zerstäubungsabschnitts effektiv abgedeckt werden. Der mindestens eine spiralförmige Kühlkanal kann beispielsweise um die Rotationsachse zentriert sein, so dass das gasförmige Medium von der Rotationsachse in radialer Richtung nach außen durch den mindestens einen Kühlkanal hindurchströmen kann.

Beispielsweise ist es denkbar und möglich, das gasförmige Medium zur aktiven Kühlung parallel zur Rotationsachse in die Kühlbaugruppe einzuströmen zu lassen, so dass es sich quer zur Rotationsachse ausbreiten kann. Zusätzlich kann die Kühlbaugruppe turbinenartige Schaufeln aufweisen, mit denen im Betrieb gleichzeitig zu der aktiven Kühlung gasförmiges Medium eingesogen wird, um den Zerstäubungsabschnitt zusätzlich passiv zu kühlen. Kühlstrukturen, durch die das gasförmige Medium zur aktiven Kühlung hindurchströmt, können zwischen den turbinenartig angeordneten Schaufeln und dem Zerstäubungsabschnitt angeordnet sein. Die Kühlstrukturen können beispielsweise den mindestens einen Kühlkanal aufweisen.

In einer Ausgestaltung weist das Zielelement einen Zerstäubungsabschnitt zur Zerstäubung der Metallschmelze auf, an dem mindestens eine Vertiefung vorgesehen ist, in der sich die dem Zielelement zugeführte Metallschmelze zum Zerstäuben ansammeln kann. Die mindestens eine Vertiefung kann durch Trennelemente wie Rippen oder Plateaus begrenzt sein. Die mindestens eine Vertiefung kann ebenso eine Nut oder Auskehlungen in dem Zerstäubungsabschnitt aufweisen. Die mindestens eine Vertiefung kann dazu vorgesehen sein, einen Kanal für die angesammelte Metallschmelze zur Verfügung zu stellen, über den sich die Metallschmelze auf dem Zerstäubungsabschnitt ausbreiten kann.

In einer Ausgestaltung ist die mindestens eine Vertiefung radial zur Rotationsachse ausgebildet. Die Metallschmelze kann sich dann in der mindestens eine Vertiefung entlang einer Richtung radial zur Rotationsachse ausbreiten. Bei einer Rotation des Zielelements kann die Metallschmelze durch die mindestens eine Vertiefung zu einem Rand des Zerstäubungsabschnitts fließen. An dem Rand des Zerstäubungsabschnitts kann die Metallschmelze aufgrund der Fliehkraft von dem Zerstäubungsabschnitt weggeschleudert werden. Mindestens eines der Trennelemente, die die mindestens eine Vertiefung begrenzen, kann eine Auskehlung in der Rotationsrichtung aufweisen, in die die Metallschmelze aufgrund einer Tangentialkraft der Rotation gedrückt werden kann, um eine Ausbreitung der Metallschmelze entlang einer ausschließlich radialen Richtung aufgrund der Fliehkraft zu gewährleisten.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe zur Zerstäubung einer Metallschmelze gelöst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Vorsehen eines Metallpulvers und additives Fertigen eines Zielelements aus dem Metallpulver.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Zerstäuben einer Schmelze aus einem Metall zu Pulver gelöst, das die folgenden Schritte umfasst: Vorsehen eines additiv gefertigten Zielelements, das aus dem gleichen Metall wie die Schmelze besteht, Gießen der Schmelze auf das Zielelement und Zerstäuben der Schmelze mit dem Zielelement.

Die im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Merkmale der Baugruppe können ebenso bei dem Verfahren gemäß dem zweiten und dem Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung vorgesehen sein.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallpulver mit einer Baugruppe nach dem ersten Aspekt gelöst.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallpulver;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine Baugruppe mit einer Sonotrode;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe mit einer Vielzahl von

Schaufeln

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe mit einer Vielzahl von Schaufeln mit Endabschnitten;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe mit Stromleitern und Stromteilern;

Fig. 6 eine Kühlbaugruppe mit einem Kühlkanal;

Fig. 7 eine Schnittansicht durch eine Baugruppe mit einem ersten Düsenelement;

Fig. 8A eine Draufsicht auf eine Baugruppe mit mehreren zweiten Düsenelementen und einer ersten Rotationsrichtung;

Fig. 8B eine Draufsicht auf eine Baugruppe mit mehreren zweiten Düsenelementen und einer zweiten Rotationsrichtung;

Fig. 9A einen Zerstäubungsabschnitt mit Vertiefungen; Fig. 9B ein erster Schnitt I durch einen Zerstäubungsabschnitt;

Fig. 9C ein zweiter Schnitt II durch einen Zerstäubungsabschnitt; und

Fig. 9D ein dritter Schnitt III durch einen Zerstäubungsabschnitt.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallpulver. Die Vorrichtung weist einen Tiegel 2 auf, der mit Metallschmelze 1 befüllt ist. Zusätzliches Metall kann dem Tiegel 2 in flüssiger oder fester Form kontinuierlich oder schubweise zugeführt werden. Der Tiegel 2 ist mit einer Vielzahl von Heizelementen 3 beheizbar, sodass die Metallschmelze 1 in dem Tiegel 2 flüssig gehalten werden kann. An dem Tiegel 2 ist ein Auslassventil 21 vorgesehen, über das die Metallschmelze 1 aus dem Tiegel 2 ausgelassen werden. Das Auslassventil 21 ist regelbar, um die Menge der austretenden Metallschmelze 1 regulieren zu können. Die aus dem Tiegel 2 austretende Metallschmelze 1 bildet einen Schmelzstrahl, der einer Baugruppe zugeführt wird. Die Baugruppe weist ein Zielelement 4 auf, an dem die Metallschmelze 1 des Schmelzstrahls zerstäubt wird.

Das Zielelement 4 ist additiv gefertigt. Es ist außerdem um eine Rotationsachse R rotierbar gelagert. Alternativ zu der rotierbaren Lagerung oder zusätzlich dazu weist die Baugruppe eine Sonotrode 8 zum Einleiten einer mechanischen Schwingung in das Zielelement 4 auf.

Durch eine durch die Rotation verursachte Fliehkraft und/oder durch die mechanischen Schwingungen wird die auf der Zieleinheit befindliche Metallschmelze 1 in einzelne Schmelzpartikel 6 zerrissen, die von dem Zielelement 4 weggeschleudert werden. Die weggeschleuderten Schmelzpartikel 6 fliegen entlang einer Bahnkurve weg von dem Zielelement 4. Während des Fluges entlang der Bahnkurve erstarren die Schmelzpartikel 6 zu Metallpulver. Eine ausreichende Fliehkraft für die Metallpulverherstellung liegt bei einer Rotationsgeschwindigkeit des Zielelements 4 zwischen 30.000 und 50.000 Umdrehungen pro Minute, wobei diese Werte von einem Abstand zur Rotationsachse abhängen, in dem die Metallschmelze 1 auf das Zielelement 4 gegossen wird.

Das Metallpulver fällt entlang der Bahnkurve zu einem Pulverauslass 7, in dem das Metallpulver gesammelt wird, um weiterverarbeitet zu werden. Beispielsweise kann das Metallpulver nachfolgend durch einen Zyklon nach Partikelgröße sortiert werden oder gesiebt werden. Die Baugruppe ist in einem Gehäuse 5 angeordnet, das mit einem Schutzgas gefüllt ist, sodass beispielsweise chemische Reaktionen der Metallschmelze 1 oder der Schmelzpartikel 6 verhindert werden. Der Pulverauslass 7 ist an dem Gehäuse 5 unterhalb (entlang der Gewichtskraft G) des Zielelements 4 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht durch die Baugruppe. Das Zielelement 4 weist einen Zerstäubungsabschnitt 41 , an der die Metallschmelze 1 zerstäubt wird, und eine mit einem gasförmigen Medium durchströmbare Kühlbaugruppe 42 auf, mit der der Zerstäubungsabschnitt 41 gekühlt wird. Der Zerstäubungsabschnitt 41 und die Kühlbaugruppe 42 sind einstückig ausgebildet.

Der Zerstäubungsabschnitt 41 weist eine Zerstäubungsoberfläche 411 auf, die mit der Metallschmelze 1 in Kontakt ist. Durch die Wechselwirkung der Metallschmelze 1 mit der Zerstäubungsoberfläche 411 erfolgt ein Wärmeeintrag in das Zielelement 4. Insbesondere wenn das Zielelement 4 aus dem gleichen Metall wie die Metallschmelze 1 besteht, kann der Wärmeeintrag zum Schmelzen des Zielelements 4 führen. Es ist daher vorgesehen, dass die Kühlbaugruppe 42 einen Strom des gasförmigen Mediums zur Verfügung stellt, dessen Wärmekapazität ausreicht, um den Wärmeeintrag abzuführen, so dass eine Temperatur des Zielelements 4 oberhalb einer Schmelztemperatur des Metalls, aus dem das Zielelement 4 besteht, gehalten wird. Das Abführen des Wärmeeintrags kann auch von Vorteil sein, wenn die Metallschmelze 1 und das Zielelement 4 aus unterschiedlichen Metallen bestehen. Denn selbst wenn das Metall des Zielelements 4 eine höhere Schmelztemperatur als die Metallschmelze 1 hat, können beispielsweise temperaturabhängige chemische Reaktionen zwischen der Metallschmelze 1 und dem Zielelement 4 durch Kühlung verhindert werden.

Die abgebildete Baugruppe weist eine Sonotrode 8 auf, mit der mechanische Schwingungen in das Zielelement 4 eingeleitet werden können, die eine Zerstäubung der Metallschmelze 1 an dem Zielelement 4 verursachen. Zum Einleiten der Schwingungen in das Zielelement 4 kontaktiert die Sonotrode das Zielelement 4 in einem Kontaktpunkt. Die Metallschmelze 1 in einer Richtung radial von einer Achse A, die senkrecht zur Zerstäubungsoberfläche 411 erstreckt ist, weg zerstäubt. Es ist ebenso denkbar und möglich, dass zusätzlich oder alternativ eine Lagerung des Zielelements 4 vorgesehen ist, die eine Rotation des Zielelements 4 ermöglicht. Die Rotation kann eine Fliehkraft verursachen, die die Zerstäubung durch die mechanischen Schwingungen unterstützt.

Die Kühlbaugruppe 42 ist an einer Seite des Zerstäubungsabschnitts 41 angeordnet, die der Zerstäubungsoberfläche 411 abgewandt ist. Vorliegend ist diese Seite seitens der Sonotrode 8 angeordnet. Bei einem rotierbar gelagerten Zielelement 4 kann die Seite entlang der Rotationsachse R der Zerstäubungsoberfläche 411 entgegengesetzt sein.

Fig. 3 zeigt eine Kühlbaugruppe 42 mit einer Vielzahl von Schaufeln 43, die turbinenartig um die Rotationsachse R des Zielelements 4 angeordnet sind, so dass das Zielelement 4 bei einer Rotation gasförmiges Medium über die Schaufeln 43 zur Rotationsachse R hin befördert. Die turbinenartige Anordnung der Schaufeln 43 um die Rotationsachse R umfasst insbesondere eine bogenförmige Erstreckung der Schaufeln 43 radial zur Rotationsachse R. Die Ausgestaltung der Schaufeln 43 ist grundsätzlich beliebig.

Das gasförmige Medium nimmt den Wärmeeintrag vom Zerstäubungsabschnitt 41 auf, sodass das Zielelement 4 über das gasförmige Medium gekühlt wird. Die Schaufeln 43 sind entlang der Rotationsachse R unterhalb des Zerstäubungsabschnitts 41 angeordnet, sodass das gasförmige Medium möglichst dicht an der Zerstäubungsoberfläche 411 , wo der Wärmeeintrag erfolgt, entlang strömt.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Kühlbaugruppe 42 mit einer Vielzahl von Schaufeln 43. Beispielhaft sind die Schaufeln 43 wellenförmig ausgebildet. Das Zielelement 4 umfasst einen Zerstäubungsabschnitt 41 und einen Gegenabschnitt 44, der zu dem Zerstäubungsabschnitt 41 entlang der Rotationsachse R parallel verschoben angeordnet ist, sodass zwischen dem Zerstäubungsabschnitt 41 und dem Gegenabschnitt 44 ein Zwischenraum ausgebildet ist. In dem Zwischenraum sind die Schaufeln 43 angeordnet.

Die Schaufeln 43 sind radial zur Rotationsachse R des Zielelements 4 erstreckt. Außerdem ragen optional Endabschnitte 431 der Schaufeln 43 radial zur Rotationsachse R über den Zerstäubungsabschnitt 41 hinaus. Ein Strom des gasförmigen Mediums kann dadurch noch besser in den Zwischenraum eingesogen werden.

Der Strom des gasförmigen Mediums wird entlang der Schaufeln 43 in das Zielelement 4 eingeleitet und strömt über Öffnungen 441 in dem Gegenabschnitt 44 aus dem Zielelement 4 heraus. Die Kühlbaugruppe 42 ist also derart ausgestaltet, dass das gasförmige Medium radial zur Rotationsachse R in die Kühlbaugruppe 42 einströmbar ist und sich an dem Zerstäubungsabschnitt 41 zur Aufnahme eines Wärmeeintrags von dem Zerstäubungsabschnitt 41 ausbreiten kann und sodann parallel zur Rotationsachse R über Öffnungen 441 aus der Kühlbaugruppe 42 ausströmen kann. Die Öffnungen 441 sind derart zur Rotationsachse R beabstandet, dass sie innerhalb eines gedachten Innenrings um die Rotationsachse R angeordnet sind, dessen Radius kleiner als 25 % des Radius des Zielelements 4 ist. Vorzugsweise sind die Öffnungen 441 möglichst dicht an der Rotationsachse R angeordnet, um die Kühlwirkung des Stroms des gasförmigen Mediums möglich wirkungsvoll auszunutzen.

Mit einer Ausgestaltung der Kühlbaugruppe 42 wie sie in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt ist, kann das Zielelement 4 über den Gasstrom passiv gekühlt werden, weil der Gasstrom allein durch die Rotation des Zielelements 4 zur Verfügung gestellt wird. Besonders geeignet für ein derartiges Zielelement 4 ist ein in den Figuren gezeigter scheibenförmiger Zerstäubungsabschnitt 41. Der Gegenabschnitt 44 des Zielelements 4 kann ebenfalls scheibenförmig ausgebildet sein.

Das Zielelement 4 in Fig. 5 umfasst eine Kühlbaugruppe 42 mit einer Vielzahl von Stromteilern 45 und Stromleitern 46, die entlang einer Richtung radial zur Rotationsachse R des Zielelements 4 erstreckt sind. Die Rotationsachse R ist vorliegend lediglich beispielhaft eingezeichnet. Alternativ können die Stromleiter 46 und Stromteiler 45 radial zu einer Achse A angeordnet sein, die senkrecht zur Zerstäubungsoberfläche 411 angeordnet und durch einen Kontaktpunkt zwischen dem Sonotron 8 und dem Zielelement 4 erstreckt ist.

Die Stromleiter 46 und Stromteiler 45 sind in einem durch den Zerstäubungsabschnitt 41 und einen Gegenabschnitt 44 begrenzten Zwischenraum angeordnet. Ein gasförmiges Medium wird über Öffnungen 441 im Gegenabschnitt 44 parallel zur Rotationsachse R in den Zwischenraum eingeströmt und breitet sich senkrecht zur Rotationsachse R an dem Zerstäubungsabschnitt 41 im Zwischenraum aus. Der Strom des gasförmigen Mediums wird hierbei durch die Stromleiter 46 in seiner Ausbreitung begrenzt, sodass über jede Öffnung 441 ein festgelegter Abschnitt des Zerstäubungsabschnitts 41 gekühlt werden kann. Zwei Stromleiter 46 begrenzen jeweils ein Kreissegment der Kühlbaugruppe 42, an dessen Spitze eine Öffnung 441 an dem Gegenabschnitt 44 angeordnet ist. Grundsätzlich kann an der Spitze ebenso eine Gruppe von Öffnungen 441 vorgesehen sein. Die Öffnung 441 ist jeweils innerhalb eines gedachten Innenrings um die Rotationsachse R angeordnet, dessen Radius kleiner als 25 % des Radius des Zielelements 4 ist. Durch den Stromteiler 45 wird der Strom innerhalb des jeweiligen Kreissegments geteilt. Die Stromteiler 45 sind radial zur Rotationsachse R zu der Öffnung 441 hin erstreckt, sodass der Strom von der Öffnung 441 kommend an den Stromteilern 45 jeweils geteilt wird. Die Kühlbaugruppe 42 ist also derart ausgestaltet, dass das gasförmige Medium parallel zur Rotationsachse R über die Öffnungen 441 in die Kühlbaugruppe 42 einströmt und sich quer zur Rotationsachse R in den jeweiligen Segmenten ausbreiten kann. Das gasförmige Medium strömt dann quer zur Rotationsachse R aus der Kühlbaugruppe 42 nach außen aus. Grundsätzlich kann das Zielelement 4 durch den Strom des gasförmigen Mediums in Rotation versetzt werden. Es ist jedoch bevorzugt, das Zielelement 4 vorliegend über eine Antriebsvorrichtung, wie einen Antriebsmotor, in Rotation zu versetzen und/oder ein Sonotron 8 vorzusehen, um mechanische Schwingungen in das Zielelement 4 zur Zerstäubung der Metallschmelze 1 einzuleiten.

Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung der Kühlbaugruppe 42 mit einem Kühlkanal 47, der spiralförmig um die Rotationsachse R angeordnet ist. Alternativ kann der Kühlkanal 47 spiralförmig um eine Achse A angeordnet sein, die senkrecht zur Zerstäubungsoberfläche 411 und durch einen Kontaktpunkt zwischen dem Sonotron 8 und dem Zielelement 4 erstreckt ist. Das gasförmige Medium wird über eine Öffnung 441 nahe der Rotationsachse R in den Kühlkanal 47 eingeleitet und strömt dann in mehreren spiralförmigen Windungen weg von der Rotationsachse R, um an einem Rand der Kühlbaugruppe 42 durch eine Ausströmöffnung 481 auszuströmen. Der Kühlkanal 47 ist in einem Zwischenraum zwischen dem Zerstäubungsabschnitt 41 und einem Gegenabschnitt 44 mit der Öffnung 441 angeordnet. Es ist denkbar und möglich, bei einer derartigen Kühlbaugruppe 42 oder einer Kühlbaugruppe 42 mit einem beliebig geformten Kühlkanal 47 zusätzlich eine Vielzahl von Schaufeln 43 vorzusehen, wobei der Kühlkanal 47 oder mehrere Kühlkanäle zwischen der Vielzahl von Schaufeln 43 und dem Zerstäubungsabschnitt 41 angeordnet sind.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein Zielelement 4 mit einem Zerstäubungsabschnitt 41 und einer Kühlbaugruppe 42. Der Zerstäubungsabschnitt 41 weist eine Zerstäubungsoberfläche 411 auf, an der Schmelze zerstäubt wird. Die Kühlbaugruppe 42 ist an einer entlang einer Rotationsachse R des Zielelements 4 entgegengesetzten Seite des Zerstäubungsabschnitts 41 angeordnet.

Die Kühlbaugruppe 42 weist eine Vielzahl von Schaufeln 43 auf, mit denen gasförmiges Medium bei einer Rotation der Kühlbaugruppe 42 zur Rotationsachse R hin eingesogen wird. Die beschriebene Ausgestaltung der Kühlbaugruppe 42 eignet sich jedoch auch für eine Kombination mit alternativen Ausgestaltungen der Kühlbaugruppe 42, die nicht unbedingt dafür ausgelegt sein müssen, das gasförmige Medium über Schaufeln 43 in die Kühlbaugruppe 42 einzusaugen. Die Kühlbaugruppe 42 weist ein erstes Düsenelement 48 auf, das von der Zerstäubungsoberfläche 411 hervorragt. Zumindest ein Teil des gasförmigen Mediums, das in der Kühlbaugruppe 42 zum Kühlen des Zerstäubungsabschnitts 41 verwendet wird, strömt über das erste Düsenelement 48 aus, um die Zerstäubungsoberfläche 411 zu beaufschlagen. Dazu weist das erste Düsenelement 48 eine Ausströmöffnung 481 auf, die auf die Zerstäubungsoberfläche 411 gerichtet ist. Durch den Strom des gasförmigen Mediums über die Zerstäubungsoberfläche 411 kann der Zerstäubungsabschnitt 41 an der Zerstäubungsoberfläche 411 direkt mit dem gasförmigen Mediums gekühlt werden.

Fig. 8A und Fig. 8B zeigen jeweils eine Draufsicht auf das Zielelement 4. In der Draufsicht ist dargestellt, wie die Metallschmelze 1 auf einen Punkt der Zerstäubungsoberfläche 411 trifft, der zu einer Rotationsachse R des Zielelements 4 beabstandet ist. Weil das Zielelement 4 rotiert (und wegen der Beabstandung des Auftreffpunkts zur Rotationsachse R), wird die Metallschmelze 1 entlang der Rotationsrichtung beschleunigt und dann aufgrund der Fliehkraft von dem Zielelement 4 weggeschleudert. Dabei zerreißt die Metallschmelze 1 in Schmelzpartikel 6, die einen Partikelstrom bilden, der mit zunehmendem Abstand zur Rotationsachse R auffächert. Beispielhaft dargestellt ist, dass die Schmelzpartikel 6 eine fadenförmige Gestalt ausbilden, wenn sie weggeschleudert werden, und mit zunehmendem Abstand zur Rotationsachse R kleinere Partikel, wie Schmelzkugeln ausbilden, die beispielhaft als Punkte dargestellt sind.

Die Kühlbaugruppe 42 weist eine Vielzahl von zweiten Düsenelementen 49 auf, die an einem Rand des Zerstäubungsabschnitts 41 angeordnet sind und über die das gasförmige Medium ausströmen kann. Vorliegend kann das gasförmige Medium beispielsweise parallel zur Rotationsachse R über Öffnungen 441 in die Kühlbaugruppe 42 eingeströmt werden und sich quer zur Rotationsachse R an dem Zerstäubungsabschnitt 41 ausbreiten, während es Wärmeeintrag von der Metallschmelze 1 in den Zerstäubungsabschnitt 41 aufnimmt, also den Zerstäubungsabschnitt 41 abkühlt. Dann kann das gasförmige Medium über die zweiten Düsenelemente 49 ausströmen.

Die zweiten Düsenelemente 49 sind dazu ausgebildet, den Strom des gasförmigen Mediums in einer Richtung mit zumindest einer der folgenden drei Richtungskomponenten ausströmen zu lassen: eine Richtungskomponente entlang einer Rotationsrichtung des Zielelements 4, eine Richtungskomponente radial weg von der Rotationsachse R und eine Richtungskomponente in Richtung der Metallschmelze 1 (entgegen der Gewichtskraft G). Das austretende gasförmige Medium bewirkt, dass der Partikelstrom der Schmelzpartikel 6 abgelenkt wird. Durch die Ausgestaltung der zweiten Düsenelemente 49 kann eine Ausströmrichtung S und dadurch wiederum eine Bahnkurve der Schmelzpartikel 6 vorgegeben werden.

Im Fall von Fig. 8A weist die Ausströmrichtung S des gasförmigen Mediums alle drei oben genannten Richtungskomponenten auf. Die Ausströmrichtung S weist nämlich schräg nach oben entgegen der Gewichtskraft G und nach außen von einer Kante des Zerstäubungsabschnitts 41 weg teilweise in Richtung der Rotationsrichtung des Zielelements 4. Durch die abgebildete Vorgabe der Ausströmrichtung S wird eine Stromformation des gasförmigen Mediums erzeugt, die eine Form eines Kegelstumpfs aufweist, dessen stumpfe Seite an dem Zerstäubungsabschnitt 41 angeordnet ist. Das austretende gasförmige Medium bildet somit einen Tornado um die Rotationsachse R. Die Rotation des Zielelements 4 ist parallel zur Strömungsrichtung S der Stromformation ausgerichtet. Von dem Zielelement 4 weggeschleuderte Schmelzpartikel 6 werden von der Stromformation mitgerissen, sodass sich die Bahnkurve der Schmelzpartikel 6 verlängert. Dadurch können die Schmelzpartikel 6 über eine längere Zeit abkühlen, wodurch nach dem Erstarren größere und homogener geformte Pulverpartikel erhalten werden können.

Im Fall von Fig. 8B ist die Richtung S des Stroms des gasförmigen Mediums identisch mit dem in Fig. 8A gezeigten und oben beschriebenen Strom. Die Rotation des Zielelements 4 ist jedoch entgegen der Richtung S der Stromformation ausgerichtet. Von dem Zielelement 4 weggeschleuderte Schmelzpartikel 6 werden daher von der Stromformation abgebremst, sodass die Bahnkurve der Schmelzpartikel 6 verkürzt ist. Dadurch werden die Schmelzpartikel 6 abrupt abgekühlt, wodurch feinere Pulverpartikel erhalten werden können. Außerdem kann durch die verkürzte Bahnkurve Bauraum gespart werden. Beispielsweise kann das Gehäuse 5 der Vorrichtung, deren Teil die Baugruppe mit dem Zielelement 4 ist, aufgrund der Einsparung an Bauraum kleiner ausgelegt werden.

Das Vorsehen einer Rotation des Zielelements 4 in Verbindung mit der beschriebenen Stromformation ist zwar vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich. Bei der Rotationsachse R kann es sich prinzipiell ebenso um eine Achse A handeln, die senkrecht zur Zerstäubungsoberfläche 411 angeordnet ist und einen Kontaktpunkt zwischen einem Sonotron 8 und dem Zielelement 4 schneidet. Die Schmelzpartikel 6 werden dann durch mechanische Schwingungen erzeugt.

Fig. 9A zeigt eine Ansicht einer Struktur eines Zerstäubungsabschnitts 41 des Zielelements

4. Der Zerstäubungsabschnitt 41 in Fig. 9A weist Vertiefungen 412 auf, die zwischen klauenförmigen Trennelementen 413 ausgebildet sind. Grundsätzlich können die Vertiefungen 412 natürlich ebenso Nuten oder Auskehlungen an dem Zerstäubungsabschnitt 41 bilden. Die Form der Trennelemente 413 ist ebenfalls beliebig. Die Vertiefungen 412 sind radial zur Rotationsachse R angeordnet, sodass sie eine blütenförmige Struktur um die Rotationsachse R ausbilden. Die drei gestrichelten Linien I, II und III stehen für Schnittlinien entlang einer Umfangsrichtung in drei unterschiedlichen Abständen zur Rotationsachse R.

In Fig. 9B ist ein erster Querschnitt entlang der Schnittlinie I dargestellt, in Fig. 9C ein zweiter Querschnitt entlang der Schnittlinie II und in Fig. 9D ein dritter Querschnitt entlang der Schnittlinie III.

Eine Breite der Vertiefungen 412 entlang der Umfangsrichtung wird mit zunehmenden Abstand zur Rotationsachse R größer. Die T rennelemente 413 begrenzen die Vertiefungen

412 entlang der Umfangsrichtung. Die klauenförmige Ausgestaltung der Trennelemente

413 unterstützt eine Ableitung von dem Zielelement 4 zugeführter Metallschmelze 1 in die Vertiefungen 412. Die Trennelemente 413 weisen gratförmige, radial erstreckte Kanten auf, die in den Schmelzstrahl einschneiden können, um Abschnitte der Metallschmelze 1 abzutrennen und in die Vertiefungen 412 zu leiten.

Die Vertiefungen 412 sind dazu ausgebildet, dass sich darin dem Zielelement 4 zugeführte Metallschmelze 1 ansammeln kann. Aufgrund einer Rotation des Zielelements 4 wird die Metallschmelze 1 aus den Vertiefungen 412 herausgeschleudert. Das beim Betrieb der Baugruppe in den Vertiefungen 412 angesammelte Volumen an Metallschmelze 1 ist daher eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit.

Durch die Fliehkraft wird die Metallschmelze 1 innerhalb der Vertiefungen 412 von der Rotationsachse R weggeleitet bis zu einem Rand des Zerstäubungsabschnitts 41 , an dem die Metallschmelze 1 aus den Vertiefungen 412 austritt. Eine Größe der Schmelzpartikel 6, die sich an dem Rand des Zerstäubungsabschnitts 41 aus den Vertiefungen 412 von der Metallschmelze 1 lösen, ist abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit, sodass die Rotationsgeschwindigkeit zur Vorgabe einer Größe der Schmelzpartikel 6 genutzt werden kann. Bezugszeichenliste

1 Metallschmelze

2 Tiegel

21 Auslassventil

3 Heizelement

4 Zielelement

41 Zerstäubungsabschnitt

411 Zerstäubungsoberfläche

412 Vertiefung

413 Trennelement

42 Kühlbaugruppe

43 Schaufel

431 Endabschnitt

44 Gegenabschnitt

441 Öffnung

45 Stromteiler

46 Stromleiter

47 Kühlkanal

471 Ausströmöffnung

48 erstes Düsenelement

481 Ausströmöffnung

49 zweites Düsenelement

5 Gehäuse

6 Schmelzpartikel

7 Pulverauslass

8 Sonotrode

A Achse

G Gewichtskraft

R Rotationsachse

S Strömungsrichtung

Claims

Ansprüche

1. Baugruppe zur Zerstäubung einer Metallschmelze (1), mit einem Zielelement (4), dem die Metallschmelze (1) zum Zerstäuben zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielelement (4) additiv gefertigt ist.

2. Baugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zielelement (4) um eine Rotationsachse (R) rotierbar gelagert ist und/oder dass die Baugruppe eine Sonotrode (8) zum Einleiten einer mechanischen Schwingung in das Zielelement (4) aufweist.

3. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielelement (4) einen Zerstäubungsabschnitt (41), an dem die Metallschmelze (1) zerstäubt werden kann und eine mit einem gasförmigen Medium durchströmbare Kühlbaugruppe (42) aufweist, mit der der Zerstäubungsabschnitt (41) über das gasförmige Medium gekühlt werden kann, wobei der Zerstäubungsabschnitt (41) und die Kühlbaugruppe (42) insbesondere einstückig ausgebildet sind.

4. Baugruppe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäubungsabschnitt (41) eine Zerstäubungsoberfläche (411) aufweist, die mit der Metallschmelze (1) wechselwirkt und dass die Kühlbaugruppe (42) an einer Seite des Zerstäubungsabschnitts (41) angeordnet ist, die der Zerstäubungsoberfläche (411) entlang der Rotationsachse (R) entgegengesetzt ist.

5. Baugruppe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlbaugruppe (42) eine Vielzahl von Schaufeln (43) aufweist, die turbinenartig um die Rotationsachse (R) des Zielelements (4) angeordnet sind, so dass gasförmiges Medium bei einer Rotation um die Rotationsachse (R) in die Kühlbaugruppe (42) eingesogen wird.

6. Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Vielzahl der Schaufeln (43) mit einem Endabschnitt (431) radial zur Rotationsachse (R) über den Zerstäubungsabschnitt (41) hinausragt.

7. Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlbaugruppe (42) mindestens ein erstes Düsenelement (48) aufweist, das von der Zerstäubungsoberfläche (411) hervorragt und über das die Zerstäubungsoberfläche (411) mit dem gasförmigen Medium beaufschlagt werden kann.

8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlbaugruppe (42) mindestens ein zweites Düsenelement (49) aufweist, das an einem Rand des Zerstäubungsabschnitts (41) angeordnet ist und über das das gasförmige Medium ausströmen kann.

9. Baugruppe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vielzahl zweiter Düsenelemente, die an dem Rand des Zerstäubungsabschnitts (41) angeordnet sind und derart ausgerichtet sind, dass der Strom des gasförmigen Mediums, der aus der Vielzahl zweiter Düsenelemente (49) im Betrieb der Kühlbaugruppe (42) ausströmt, eine tornadoartige Stromformation (S) um das Zielelement (4) herum erzeugen kann.

10. Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlbaugruppe (42) derart ausgestaltet ist, dass das gasförmige Medium parallel zur Rotationsachse (R) über mindestens eine Öffnung (441) in die Kühlbaugruppe (42) einströmbar ist und sich quer zur Rotationsachse (R) an dem Zerstäubungsabschnitt (41) ausbreiten kann.

11. Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlbaugruppe (42) mindestens einen spiralförmigen Kühlkanal (47) aufweist.

12. Baugruppe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielelement (4) einen Zerstäubungsabschnitt (41) zur Zerstäubung der Metallschmelze (1) aufweist, an dem mindestens eine Vertiefung (412) vorgesehen ist, in der sich die dem Zielelement (4) zugeführte Metallschmelze (1) zum Zerstäuben ansammeln kann. Baugruppe nach Anspruch 2 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vertiefung (412) radial zur Rotationsachse (R) ausgebildet ist. Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe zur Zerstäubung einer Metallschmelze (1), umfassend die folgenden Schritte:

- Vorsehen eines Metallpulvers und

- additives Fertigen eines Zielelements (4) aus dem Metallpulver. Verfahren zum Zerstäuben einer Schmelze (1) aus einem Metall zu Pulver, umfassend die folgenden Schritte:

- Vorsehen eines additiv gefertigten Zielelements (4), das aus dem gleichen Metall wie die Schmelze (1) besteht,

- Gießen der Schmelze (1) auf das Zielelement (4) und

- Zerstäuben der Schmelze (1) mit dem Zielelement (4). Vorrichtung zur Herstellung von Metallpulver mit einer Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13.