DE102005027311B3 - Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers (29), bei dem der Formkörper (29) durch aufeinanderfolgendes Verfestigen einzelner Schichten aus pulverförmigem verfestigbarem Material durch Einwirkung einer Strahlung (27) erzeugt wird, bei dem durch Bestrahlung von nebeneinanderliegenden Spuren eine neue Schicht erzeugt wird, wobei zur Bildung eines Übergangsbereichs eine Konturspur (49) auf einem zusammenhängend verfestigten Bereich und auf einem noch nicht verfestigten Material (17) gebildet wird, die Konturspur (49) zumindest im Übergangsbereich (47) vom verfestigten Bereich zum noch nicht verfestigten Material (17) an eine Außenkontur angepasst wird und die zumindest eine weitere, an die Außenkontur angepasste weitere Konturspur (49') aus nicht verfestigtem Material (17) gebildet wird und einen hohen Überlappungsgrad mit der zuvor gebildeten Konturspur (49, 49') aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers, bei dem der Formkörper durch aufeinander folgendes Verfestigen einzelner Schichten aus pulverförmigem, verfestigbarem Material durch Einwirkung einer Strahlung, z.B. Laserstrahlung, erzeugt wird.
- Aus der
DE 43 09 524 C2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Formkörpers bekannt geworden, bei dem jede Schicht in einen inneren Kernbereich und einen äußeren Hüllbereich zerlegt wird. Die Bestrahlungsstrategien im Kernbereich und im Hüllbereich werden zur Erzeugung unterschiedlicher Eigenschaften beider Bereiche verschieden ausgewählt. Die Bestrahlung im Kernbereich erfolgt derart, dass die Verformung des Objektes bei und nach der Verfestigung minimal ist, während die Bestrahlung im Hüllbereich zur Erzeugung einer möglichst glatten und genauen Oberfläche vorgesehen ist. Hierzu wird der Hüllbereich durch Subtraktion in dreidimensionaler Weise von Einzelbereichen des Kernbereiches von dem Gesamtkörper bestimmt. - Aus der
DE 100 42 132 A1 geht ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers hervor, das auf dem zuvor genannten Verfahren basiert, bei dem jede Schicht in einen inneren Kernbereich und einen äußeren Hüllbereich zerlegt wird und die Bestrahlungsstrategien im Kernbereich und Hüllbereich zur Erzeugung unterschiedlicher Eigenschaften beider Bereiche verschieden ausgewählt werden. Nunmehr wird gemäß diesem Verfahren vorgeschlagen, die Bestrahlung zumindest im Hüllbereich derart zu bemessen, dass der Formkörper nach Fertigstellung eine Oberflächenschicht aufweist, in der das Pulvermaterial vollständig aufgeschmolzen ist. Hierfür wird eine Bestrahlungsstrategie gewählt, bei der der Energieeintrag in den äußeren Hüllbereich oder inneren Kernbereich einer jeden Schicht in Einzelabschnitten erfolgt, wobei die Einzelabschnitte einen Abstand voneinander aufweisen, der größer oder zumindest gleich dem mittleren Durchmesser der Einzelabschnitte ist. Die Bestrahlung der Einzelabschnitte erfolgt in stochastischer Verteilung nacheinander. Dadurch soll bewirkt werden, dass eine verzugsarme Schicht hergestellt wird. Diese Art der Bestrahlung ist als Kachel- oder Schachbrettbestrahlung bekannt. - Als weitere Bestrahlungsstrategie ist die Schraffurbestrahlung bekannt, bei der die Bestrahlung durch zeilen- oder spaltenartige Bestrahlung von nebeneinander liegenden Spuren erfolgt. Durch anschließendes periphäres Umfahren der äußeren Werkstückkontur oder von innenliegenden freien Oberflächen im Randbereich mit dem Laserstrahl soll eine gleichmäßige Oberfläche des Bauteils erzielt werden.
- Aus der
DE 101 12 591 A1 geht ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers aus flüssigem oder pulverförmigem Werkstoff hervor. Dabei wird eine Bestrahlungsstrategie vorgeschlagen, bei der der Strahl beginnend mit einer Startkonturlinie mehrere zueinander, mit geringer Überlappung benachbarte, zwiebelringartig ineinander verschachtelte Konturen auf der Schicht erzeugt. Diese Art der Bestrahlung wird als Zwiebelschalenbestrahlung bezeichnet. Durch diese Herstellung der Schicht soll die Neigung zur Bildung von Risslinien, die sich quer über die bestrahlten Flächenbereiche erstrecken, verringert werden. Die Startkonturlinie kann entsprechend einer Oberflächenkontur des zu bildenden zusammenhängenden Bereiches von außen nach innen oder von innen nach außen erfolgen. - Die Zwiebelschalenbestrahlung, die mit einer Startkonturlinie beginnt, die der Randkontur der zu bildenden Schicht entspricht, hat den Nachteil, dass durch die Übergänge von pulverförmigem Werkstoff zum verfestigten Material trotz Anpassung von Parametern des Laserstrahls Spannungen aufgebaut werden. Gleiches gilt für den Beginn der Startkonturlinie nach dem Prinzip der Zwiebelschalenbestrahlung innerhalb des zu bestrahlenden Bereiches, bei dem nach außen aneinander liegende Konturlinien gebildet werden. Diese aneinander liegenden Konturlinien bedingen sich durch die vorhergehende Konturlinie und werden in Anpassung an die äußerste Konturlinie gebildet, wobei die Kontur eines Überhangbereiches nicht berücksichtigt ist.
- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers zu schaffen, bei dem eine verzugsfreie Herstellung von Überhangbereichen eines dreidimensionalen Formkörpers ermöglicht ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren, das auf einer konturtreuen Überhangbestrahlung beruht, ist die Herstellung eines zumindest spannungsarmen und verzugsarmen Überhangbereiches ermöglicht. Der Überhangbereich schließt an einen bereits zusammenhängend verfestigten Bereich an. Am Übergang vom bereits zusammenhängend verfestigten Bereich zum Überhangbereich wird eine erste Konturspur angesetzt, die der Außenkontur des Überhangbereiches folgt. Die erste Konturspur des Überhangbereiches erfolgt unabhängig von den zuvor eingesetzten Bestrahlungsstrategien. Die Konturspuren werden in das freie Werkstoffpulver aufgebaut und haben einen hohen Überlappungsgrad zum bereits verfestigten Bereich. Durch ein konturangepasstes Aneinanderlegen von einer oder mehreren Konturspuren zur Herstellung eines Überhangbereichs ist eine homogene zu verfestigende Schicht gegeben, die auch filigrane Strukturen ermöglicht.
- Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Strahl zur Herstellung der Konturspur auf noch nicht verfestigtem Material mit einem Überlappungsgrad von wenigstens 50 % der Spurbreite zur vorherigen Konturspur oder zum bereits zusammenhängend verfestigten Bereich geführt ist. Durch den hohen Überlappungsgrad können Eigenspannungen verringert werden, da ein wesentlicher Teil der bereits erstarrten, zuvor gebildeten Konturspur oder des bereits zusammenhängend verfestigten Bereichs erneut aufgeschmolzen wird.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der zusammenhängend verfestigte Bereich durch einen Kernbereich, einen äußeren Konturbereich oder beide Bereiche gebildet wird.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die aus pulverförmigem Material zu bildende Schicht in einen Kernbereich, einen äußeren Konturbereich und einen Überhangbereich aufgeteilt und jedem Bereich eine angepasste Bestrahlungsstrategie zugeordnet wird. Beispielsweise können im Kernbereich und äußeren Konturbereich Bestrahlungsstrategien ausgewählt werden, die im Kernbereich in kurzer Zeiteinheit eine größtmögliche Fläche der Schicht verfestigen und im äußeren Konturbereich eine hohe Oberflächenqualität des Formkörpers erzeugen. Im Überhangbereich kann durch Anpassung der Bestrahlungsstrategie ein homogener Übergang gebildet wird, so dass die Gefahr von Rissbildungen verringert wird. Dadurch können die einzelnen Bereiche für filigrane Strukturen in der Bestrahlungsstrategie angepasst werden, wodurch feinstrukturierte Geometrien erzeugt werden können. Beispielsweise kann für den Kernbereich und den äußeren Konturbereich eine Schraffurbestrahlung oder eine Zwiebelschalenbestrahlung erfolgen, wobei innerhalb eines jeden Bereiches auch die einzelnen Bestrahlungsstrategien miteinander vermischt werden können. Unabhängig dieser Bestrahlungsstrategien im Kernbereich und/oder im äußeren Konturbereich wird für den Überhangbereich eine konturtreue Überhangbestrahlung vorgesehen, um eine gleichmäßige und homogene Ausbildung des Überhangbereiches zu ermöglichen. Dadurch kann eine Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit und Festigkeit erzielt werden.
- Nach einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass die aus pulverförmigem Material zu bildende Schicht in einen Kernbereich und einen Überhangbereich aufgeteilt und dem jeweiligen Bereich eine Strategie zur Bestrahlung zugeordnet wird. In Anpassung an die Anforderung der Oberflächenqualität und der Geometrie des Formkörpers kann diese alternative Strategie zur zuvor genannten Strategie von Vorteil sein. Während der Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers aus mehreren Schichten kann für die jeweilige aus pulverförmigem Material zu bildende Schicht eine bestimmte Strategie ausgewählt werden, wobei der Wechsel der Strategie für die zu bildende Schicht nach jeder einzelnen Schicht oder nach mehreren mit der gleichen Strategie hergestellten Schichten erfolgen kann.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswahl der Bestrahlungsstrategie für einen Bereich unabhängig von den Bestrahlungsstrategien in dem weiteren Bereich erfolgt. Dadurch wird eine hohe Flexibilität bei der Herstellung des dreidimensionalen Formkörpers erzielt, der verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Qualitäten und Strukturen im Aufbau aufweisen kann.
- 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:
-
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines Formkörpers gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, -
2 eine perspektivische Ansicht eines Segmentes von einem Formkörper gemäß1 , -
3 eine schematisch vergrößerte Darstellung mehrerer übereinander gebildeter Überhangbereiche, -
4 eine perspektivische Darstellung von Konturspuren eines kegelförmigen Formkörpers. - In
1 ist eine Vorrichtung zur generativen Bearbeitung mit Laserstrahlung, speziell zum selektiven Laserschmelzen, wie beispielsweise in derDE 198 53 978 C1 beschrieben ist, dargestellt. Diese Vorrichtung umfasst eine Prozesskammer11 . Oberhalb einer Bodenfläche14 der Prozesskammer11 ist ein Vorratsbehälter16 vorgesehen, der mit Werkstoffpulver17 gefüllt ist. Als Werkstoffpulver können beispielsweise Eisen-Metalle, wie z.B. Stahl, Nicht-Eisen-Metalle, wie z.B. Titan oder Aluminium, oder sonstige Werkstoffe, wie z.B. Verbundwerkstoffe oder Kunststoffe, verwendet werden. In die Bodenfläche14 mündet von unten eine Aufbaukammer18 , in der eine über eine Hubspindel19 durch einen Antrieb21 angetriebene Bauplattform22 angeordnet ist. Auf der Bauplattform22 ist eine Grundplatte28 lösbar angeordnet, wobei der Aufbau eines Formkörpers29 auf der Grundplatte28 erfolgt. Neben der Aufbaukammer18 ist ein Auffangbehälter23 für das Werkstoffpulver17 vorgesehen. Oberhalb der Prozesskammer11 ist eine Ablenkeinrichtung24 vorgesehen, die einen von einem Laser26 erzeugten Laserstrahl27 auf die Bauplattform22 bzw. die Grundplatte28 richtet. - Um einen Formkörper
29 , beispielsweise den Prototyp eines Bauteils, herzustellen, werden zunächst über eine Eingabeeinheit31 die Bauteilkoordinaten in eine zentrale Verarbeitungseinheit32 eingegeben. Nach entsprechender Aufbereitung der Daten wird die Bauplattform22 in der Aufbaukammer18 in eine Startposition verfahren, in der die Bauplatt form22 bzw. die Grundplatte28 entsprechend einer aufzutragenden Pulverschichtdicke unterhalb des Niveaus der Bodenfläche14 liegt. Aus dem Vorratsbehälter16 wird ein vorbestimmter Betrag an Werkstoffpulver17 in einen Aufnahmebehälter36 einer Auftragseinheit37 eingefüllt. Zum Auftragen des Werkstoffpulvers17 wird die Auftragseinheit37 in Auftragsrichtung38 über die Bodenfläche14 zumindest einmal über den aufzubauenden Formkörper29 hinweg bis zum Auffangbehälter23 bewegt. Nachdem eine vorbestimmte Dicke der Pulverschicht aufgetragen ist, werden der Laser26 und die Ablenkeinrichtung24 angesteuert, um den Laserstrahl27 auf das über der Bauplattform22 bzw. Grundplatte28 befindliche Werkstoffpulver17 zu richten und um entsprechend der Bauteilkoordinaten dasjenige Pulver aufzuschmelzen, das der untersten Schicht des Formkörpers29 entspricht. Nachdem die unterste Schicht des Formkörpers29 gebildet ist, wird die Bauplattform22 um einen definierten Abstand nach unten verfahren, so dass die Oberseite der ersten Schicht unterhalb der Ebene der Bodenfläche14 der Prozesskammer11 liegt. Danach wird wiederum die Auftragseinheit37 betätigt, um eine definierte Pulverschicht auf dem Formkörper29 aufzutragen. Der Laserstrahl27 wird erneut Spur für Spur entsprechend der Bauteilkoordinaten über die Pulverschicht gefahren, um diese aufzuschmelzen. Dieses spurweise Verfahren zum Aufschmelzen der Pulverschicht ist beispielsweise in derDE 196 49 865 C1 näher beschrieben. - In
2 ist ein Segment40 des Formkörpers29 aus1 vergrößert dargestellt. Der Formkörper29 wird schichtweise durch Aufbau aus pulverförmigem Material hergestellt. Dadurch werden beispielsweise die dargestellten Schichten42 und43 erzeugt. - Der zu bearbeitende Formkörper
29 wird bevorzugt für jede zu verfestigende Schicht in zwei oder drei Bereiche untergliedert, denen jeweils eine Bestrahlungsstrategie zugeordnet wird. Am Beispiel der oberen Schicht43 wird die Aufteilung in verschiedene Bereiche erläutert. Die Schicht43 besteht aus einem Kernbereich44 , an den sich ein äußerer Konturbereich46 und im linken Bereich ein Überhangbereich47 anschließen. Die Größe des Kernbereiches44 und des äußeren Konturbereiches46 sind von der Bauteilgeometrie und der jeweiligen zusammen hängenden, in X- und Y-Richtung sich erstreckenden Fläche abhängig. Diese Bereiche44 ,46 können auch durch vorgegebene Parameter in der Größe definiert werden. - Für den Kernbereich
44 und den äußeren Konturbereich46 können die gleichen oder unterschiedliche Bestrahlungsstrategien gewählt werden. Beispielsweise können eine Schraffurbestrahlung, eine Schachbrettbestrahlung und/oder eine Zwiebelschalenbestrahlung vorgesehen sein. Innerhalb des Kernbereiches44 können auch verschiedenen Bestrahlungsstrategien kombiniert werden, z.B. eine Schachbrettbestrahlung und eine Schraffurbestrahlung. - Am Übergang vom Kernbereich
44 zum Überhangbereich47 wird eine Konturspur49 gelegt, die der Außenkontur des Überhangbereiches47 in der Schicht43 folgt. Dabei ist vorgesehen, dass die Konturspur49 ins freie Pulver aufgebaut wird und einen Überlappungsgrad von wenigstens 50 % der Spurbreite zum bereits verfestigten Kernbereich44 aufweist. Anschließend wird zumindest eine weitere Konturspur49' gesetzt, die aus einem noch nicht verfestigten, pulverförmigen Material gebildet wird und einen hohen Überlappungsgrad zur zuvor gebildeten Konturspur49 oder49' aufweist. Die Strahlparameter zur Herstellung der Konturspuren49 ,49' , die entlang der Außenkontur des Formkörpers29 in der Schicht43 verlaufen, werden auf den Überhangbereich47 eingestellt, so dass die Abtastgeschwindigkeit, die Fokussierung und der Auftreffpunkt des Laserstrahls27 sowie die Leistung des Lasers26 an die Schichtdicke, an das Pulvermaterial sowie an die erforderliche Oberflächenqualität angepasst werden. - Der oder die Überhangbereiche
47 werden durch mehrere Konturspuren49 ,49' , die nacheinander und nebeneinander überlappend gelegt sind und einen hohen Überlappungsgrad, vorzugsweise größer 50 %, aufweisen, gebildet. Die Konturspuren49 ,49' können sowohl von dem Kernbereich44 , dem äußeren Konturbereich46 oder von beiden Bereichen44 ,46 beginnend angesetzt werden, um einen Überhangbereich47 zu bilden. Es versteht sich, dass zwischen einzelnen oder mehreren Schichten mit einem Überhangbereich47 auch Schichten ohne Überhangbereich47 vorgesehen sein können. Solche Schichten ohne Überhangbereich47 können beispielsweise in einen Kernbereich44 und äußeren Konturbereich46 aufgeteilt sein, welche mit bekannten Belichtungsstrategien, wie z.B. Schachbrettbestrahlung, Zwiebelschalenbestrahlung, gebildet werden. - In
3 sind mehrere Schichten mit Überhangbereichen47 dargestellt, bei denen der Überlappungsbereich zur Vertikalen gesehen einen Winkel von größer 45° einnimmt. Bei solchen Neigungen des Überhangbereiches47 wird erforderlich, dass mehrere Konturspuren49 ,49' nebeneinander und überlappend angeordnet sind, um den Überhangbereich47 auszubilden. Hierfür kann eine Bestrahlungsstrategie vorgesehen sein, bei der die Konturspur49 durch eine Strahlbewegung in die eine Richtung und die benachbarte Konturspur49' durch eine Strahlbewegung in die entgegengesetzte Richtung usw. gebildet werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Konturspuren49 und49' in gleicher Bewegungsrichtung aufgebracht werden. Die nebeneinander liegenden Konturspuren49 ,49' weisen unabhängig von der Bestrahlungsstrategie einen hohen Überlappungsgrad, vorzugsweise größer 50 %, auf. Durch das Anbinden der ersten Konturspur49 an den bereits verfestigten Kernbereich44 und/oder äußeren Konturbereich46 wird ermöglicht, dass der durch die Konturspuren49 ,49' gebildete Überhangbereich47 nicht in das Pulverbett absackt. - In
4 ist ein massiver Formkörper29 dargestellt, dessen äußere Oberfläche durch einen Kegelmantel ausgebildet ist. Die äußere Kontur des Formkörpers29 in den Schichten wird durch Kreise gebildet, wobei der Durchmesser von unten nach oben zunimmt. Da der Formkörper29 als massiver Kegel ausgebildet ist, ist die zu bestrahlende Querschnittsfläche in einer Schicht eine ausgefüllte Kreisfläche. Beispielhaft sind die Bestrahlungsstrategien für eine Schicht42 in der Mitte des Formkörpers29 und eine obere Schicht43 gezeigt. - Die obere Schicht
43 besteht aus einem Kernbereich44 und einem Überhangbereich47 . Da sich der Kegel von unten nach oben verbreitert, weist die Schicht43 nur einen Kernbereich44 und einen Überhangbereich47 auf, ein äußerer Konturbereich existiert nicht. - Der Kernbereich
44 wird durch eine kombinierte Schachbrett- und Schraffurbestrahlung hergestellt. An der Außenseite des Kernbereiches44 schließt sich der Überhangbereich47 an, der durch mehrere Konturspuren49 und49' gebildet wird. Die Konturspuren49 ,49' stellen geschlossene kreisförmige Laserspuren dar, die an die Außenkontur des Kegels angepasst sind und einen Überlappungsgrad von mindestens 50 % zum bereits verfestigten Kernbereich44 oder zur zuvor gebildeten Konturspur49 ,49' aufweisen.
Claims (6)
- Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers (
29 ), bei dem der Formkörper (29 ) durch aufeinander folgendes Verfestigen einzelner Schichten aus pulverförmigem, verfestigbarem Material durch Einwirkung einer Strahlung (27 ) erzeugt wird, bei dem durch Bestrahlung von nebeneinander liegenden Spuren eine neue Schicht erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass zur Bildung eines Überhangbereiches (47 ) eine Konturspur (49 ) auf einem zusammenhängend verfestigten Bereich und auf einem noch nicht verfestigten, pulverförmigem Material (17 ) gebildet wird, – dass die Konturspur (49 ) zumindest im Übergangsbereich vom verfestigten Bereich zum noch nicht verfestigten, pulverförmigen Material (17 ) an eine Außenkontur angepasst wird und – dass die zumindest eine weitere, an die Außenkontur angepasste weitere Konturspur (49' ) aus nicht verfestigtem Material (17 ) gebildet wird und einen hohen Überlappungsgrad mit der zuvor gebildeten Konturspur (49 ) aufweist. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (
27 ) zur Herstellung der Konturspur (49 ,49' ) auf noch nicht verfestigtem Material (17 ) mit einem Überlappungsgrad von wenigstens 50 % der Spurbreite zur vorherigen Konturspur (49 ,49' ) oder zum verfestigten Bereich geführt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammenhängend verfestigte Bereich durch einen Kernbereich (
44 ), einen äußeren Konturbereich (46 ) oder beide Bereiche (44 ,46 ) gebildet wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus pulverförmigem Material (
17 ) zu bildende Schicht in einen Kernbereich (44 ), einen äußeren Konturbereich (46 ) und einen Überhangbereich (47 ) aufgeteilt wird und dem jeweiligen Bereich (44 ,46 ,47 ) eine Strategie zur Bestrahlung zugeordnet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aus pulverförmigem Material (
17 ) zu bildende Schicht in einen Kernbereich (44 ) und einen Überhangbereich (47 ) aufgeteilt wird und dem jeweiligen Bereich (44 ,47 ) eine Strategie zur Bestrahlung zugeordnet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Bestrahlungsstrategie für einen Be reich (
44 ,46 ,47 ) unabhängig von den Bestrahlungsstrategien in den weiteren Bereichen (44 ,46 ,47 ) erfolgt.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012008371A1 (de) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines einen Überhang aufweisenden Bauteils durch schichtweisen Aufbau |
| DE102014226839A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur generativen Fertigung eines Werkstücks |
| EP3225334A1 (de) * | 2016-04-01 | 2017-10-04 | MTU Aero Engines GmbH | Verfahren und vorrichtung zum additiven herstellen zumindest eines bauteilbereichs eines bauteils |
| DE102017110241A1 (de) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Nanoscribe Gmbh | Verfahren zum Erzeugen einer 3D-Struktur mittels Laserlithographie sowie Computerprogrammprodukt |
| DE102017213720A1 (de) * | 2017-08-07 | 2019-02-07 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Optimiertes Segmentierungsverfahren |
| EP3581367B1 (de) | 2018-06-07 | 2021-05-05 | CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH | Verfahren zur generativen fertigung von mindestens einem dreidimensionalen objekt |
| DE102022122758A1 (de) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren, Steuerprogramm und Planungseinrichtung zur pulverbettbasierten schichtweisen additiven Fertigung |
| DE102022127241A1 (de) * | 2022-10-18 | 2024-04-18 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren, Steuerprogramm und Planungseinrichtung zur pulverbettbasierten schichtweisen additiven Fertigung |
| DE102023128784A1 (de) | 2023-10-19 | 2025-04-24 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Ingots, insbesondere zur Verwendung in einer VIGA-Anlage oder einer EIGA-Anlage |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2981867B1 (fr) * | 2011-10-26 | 2016-02-12 | Snecma | Procede de fabrication d'une piece metallique pour turboreacteur d'aeronefs |
| CH705662A1 (de) * | 2011-11-04 | 2013-05-15 | Alstom Technology Ltd | Prozess zur Herstellung von Gegenständen aus einer durch Gamma-Prime-Ausscheidung verfestigten Superlegierung auf Nickelbasis durch selektives Laserschmelzen (SLM). |
| US20140232035A1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-21 | Hemant Bheda | Reinforced fused-deposition modeling |
| GB201303428D0 (en) | 2013-02-27 | 2013-04-10 | Rolls Royce Plc | A vane structure and a method of manufacturing a vane structure |
| EP3157696A4 (de) | 2014-06-20 | 2018-09-05 | VELO3D, Inc. | Vorrichtungen, systeme und verfahren für dreidimensionales drucken |
| DE102015204630A1 (de) * | 2015-03-13 | 2016-09-15 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes mit verbesserter Oberflächengüte |
| US20160282848A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-09-29 | Arcam Ab | Method for additive manufacturing |
| EP3127635A1 (de) * | 2015-08-06 | 2017-02-08 | TRUMPF Laser-und Systemtechnik GmbH | Zusatzstoffherstellung von down-skin-schichten |
| JP6770245B2 (ja) * | 2015-10-15 | 2020-10-14 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形物の製造方法及び三次元造形物の製造装置 |
| WO2017079091A1 (en) | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Velo3D, Inc. | Adept three-dimensional printing |
| US10071422B2 (en) | 2015-12-10 | 2018-09-11 | Velo3D, Inc. | Skillful three-dimensional printing |
| CN108883575A (zh) | 2016-02-18 | 2018-11-23 | 维洛3D公司 | 准确的三维打印 |
| US11691343B2 (en) | 2016-06-29 | 2023-07-04 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing and three-dimensional printers |
| EP3263316B1 (de) | 2016-06-29 | 2019-02-13 | VELO3D, Inc. | Dreidimensionales drucken und dreidimensionaler drucken |
| US20180095450A1 (en) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional objects and their formation |
| WO2018128695A2 (en) | 2016-11-07 | 2018-07-12 | Velo3D, Inc. | Gas flow in three-dimensional printing |
| US10611092B2 (en) | 2017-01-05 | 2020-04-07 | Velo3D, Inc. | Optics in three-dimensional printing |
| JP6862193B2 (ja) * | 2017-01-25 | 2021-04-21 | キヤノン株式会社 | 三次元造形物の製造方法、および三次元造形装置 |
| US20180250745A1 (en) | 2017-03-02 | 2018-09-06 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing of three-dimensional objects |
| US20180281282A1 (en) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Velo3D, Inc. | Material manipulation in three-dimensional printing |
| DE102017212110A1 (de) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren für ein additiv herzustellendes Bauteil mit vorbestimmter Oberflächenstruktur |
| US10272525B1 (en) | 2017-12-27 | 2019-04-30 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing systems and methods of their use |
| US10144176B1 (en) | 2018-01-15 | 2018-12-04 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing systems and methods of their use |
| FR3080306B1 (fr) * | 2018-04-19 | 2021-02-19 | Michelin & Cie | Procede de fabrication additive d'une piece metallique en trois dimensions |
| WO2020146416A2 (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | Velo3D, Inc. | Deformation reduction in three-dimensional object formation |
| CA3148849A1 (en) | 2019-07-26 | 2021-02-04 | Velo3D, Inc. | Quality assurance in formation of three-dimensional objects |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19649865C1 (de) * | 1996-12-02 | 1998-02-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers |
| DE4309524C2 (de) * | 1993-03-24 | 1998-05-20 | Eos Electro Optical Syst | Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
| DE19853978C1 (de) * | 1998-11-23 | 2000-05-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung für das selektive Laser-Schmelzen zur Herstellung eines Formkörpers |
| DE10112591A1 (de) * | 2000-03-15 | 2001-10-11 | Matthias Fockele | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers |
| DE10042132A1 (de) * | 2000-08-28 | 2002-03-28 | Concept Laser Gmbh | Selektives Randschichtschmelzen |
-
2005
- 2005-06-13 DE DE102005027311A patent/DE102005027311B3/de not_active Expired - Lifetime
-
2006
- 2006-06-13 US US11/452,131 patent/US20070035069A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4309524C2 (de) * | 1993-03-24 | 1998-05-20 | Eos Electro Optical Syst | Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
| DE19649865C1 (de) * | 1996-12-02 | 1998-02-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers |
| DE19853978C1 (de) * | 1998-11-23 | 2000-05-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung für das selektive Laser-Schmelzen zur Herstellung eines Formkörpers |
| DE10112591A1 (de) * | 2000-03-15 | 2001-10-11 | Matthias Fockele | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers |
| DE10042132A1 (de) * | 2000-08-28 | 2002-03-28 | Concept Laser Gmbh | Selektives Randschichtschmelzen |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012008371A1 (de) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines einen Überhang aufweisenden Bauteils durch schichtweisen Aufbau |
| DE102014226839A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur generativen Fertigung eines Werkstücks |
| EP3225334A1 (de) * | 2016-04-01 | 2017-10-04 | MTU Aero Engines GmbH | Verfahren und vorrichtung zum additiven herstellen zumindest eines bauteilbereichs eines bauteils |
| DE102017110241A1 (de) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Nanoscribe Gmbh | Verfahren zum Erzeugen einer 3D-Struktur mittels Laserlithographie sowie Computerprogrammprodukt |
| US11179883B2 (en) | 2017-05-11 | 2021-11-23 | Nanoscribe Holding Gmbh | Method for producing a 3D structure by means of laser lithography, and corresponding computer program product |
| DE102017213720A1 (de) * | 2017-08-07 | 2019-02-07 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Optimiertes Segmentierungsverfahren |
| US11850661B2 (en) | 2017-08-07 | 2023-12-26 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method of segmenting object to be manufactured by energy input parameter and passing energy beam across segments |
| EP3581367B1 (de) | 2018-06-07 | 2021-05-05 | CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH | Verfahren zur generativen fertigung von mindestens einem dreidimensionalen objekt |
| EP3578343B1 (de) | 2018-06-07 | 2021-05-19 | CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH | Verfahren zur generativen fertigung von mindestens einem dreidimensionalen objekt |
| DE102022122758A1 (de) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren, Steuerprogramm und Planungseinrichtung zur pulverbettbasierten schichtweisen additiven Fertigung |
| DE102022127241A1 (de) * | 2022-10-18 | 2024-04-18 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren, Steuerprogramm und Planungseinrichtung zur pulverbettbasierten schichtweisen additiven Fertigung |
| DE102023128784A1 (de) | 2023-10-19 | 2025-04-24 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Ingots, insbesondere zur Verwendung in einer VIGA-Anlage oder einer EIGA-Anlage |
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| Publication number | Publication date |
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