[go: up one dir, main page]

DE102009038165A1 - Device for the production of form body through layer-wise application of material powder through location-selective hardening of powder to related areas, comprises a process area with a process area base that has a base plain - Google Patents

Device for the production of form body through layer-wise application of material powder through location-selective hardening of powder to related areas, comprises a process area with a process area base that has a base plain Download PDF

Info

Publication number
DE102009038165A1
DE102009038165A1 DE102009038165A DE102009038165A DE102009038165A1 DE 102009038165 A1 DE102009038165 A1 DE 102009038165A1 DE 102009038165 A DE102009038165 A DE 102009038165A DE 102009038165 A DE102009038165 A DE 102009038165A DE 102009038165 A1 DE102009038165 A1 DE 102009038165A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
powder
smoothing
platform
layer
build platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009038165A
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Fockele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102009038165A priority Critical patent/DE102009038165A1/en
Priority to DE202010018017U priority patent/DE202010018017U1/en
Priority to EP10173397.0A priority patent/EP2286982B1/en
Priority to EP13176330.2A priority patent/EP2674283A3/en
Publication of DE102009038165A1 publication Critical patent/DE102009038165A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B13/00Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles; Discharging shaped articles from such moulds or apparatus
    • B28B13/02Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles
    • B28B13/0215Feeding the moulding material in measured quantities from a container or silo
    • B28B13/022Feeding several successive layers, optionally of different materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/30Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/80Plants, production lines or modules
    • B22F12/82Combination of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/86Serial processing with multiple devices grouped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/0088Moulds in which at least one surface of the moulded article serves as mould surface, e.g. moulding articles on or against a previously shaped article, between previously shaped articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/70Recycling
    • B22F10/73Recycling of powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40Radiation means
    • B22F12/49Scanners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60Planarisation devices; Compression devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6026Computer aided shaping, e.g. rapid prototyping
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/665Local sintering, e.g. laser sintering
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern durch schichtweises Aufbauen aus Werkstoffpulver durch ortsselektives Verfestigen des Pulvers zu zusammenhängenden Bereichen nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers (23), umfassend - einen Prozessraum (9) mit einem Prozessraumboden (11), der eine Basisebene (51) und eine relativ dazu höhenverstellbare Bauplattform (13) aufweist, - eine Pulverschichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung einer Pulverschicht (21) auf der Bauplattform (13) und - eine Pulververfestigungseinrichtung, insbesondere Bestrahlungseinrichtung, wobei die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung eine Pulverversorgungseinrichtung (55, 57, 59, 63) und einen Glättungsschieber (43) mit einer Pulverglättungsleiste (49) zur Verteilung und Glättung des von der Pulverversorgungseinrichtung im Prozessraum (9) bereitgestellten Pulvers auf der Bauplattform (13) aufweist, wobei der Glättungsschieber (43) mit seiner Pulverglättungsleiste (49) zwischen zwei Umkehrstellen mit dazwischenliegender Bauplattform (13) im Prozessraum (9) hin- und herbewegbar ist, um die Pulverglättungsleiste (49) in einem der gewünschten Pulverschichtdicke (im Wesentlichen) entsprechenden Abstand zu der im jeweils vorausgegangenen Schritt auf der Bauplattform (13) ortsselektiv verfestigten Pulverschicht über die Bauplattform (13) hinwegzubewegen, wobei die Pulverversorgungseinrichtung einen an einem außerhalb des Prozessraumes (9) ...A device is proposed for the production of shaped bodies by building them up in layers from material powder by locally-selective solidification of the powder to form coherent areas in accordance with geometry description data of the shaped body (23), comprising - a process space (9) with a process space floor (11) which has a base plane (51 ) and has a building platform (13) that is adjustable in height relative to it, - a powder layer preparation device for preparing a powder layer (21) on the building platform (13) and - a powder solidification device, in particular an irradiation device, the powder layer preparation device being a powder supply device (55, 57, 59, 63) and a smoothing slide (43) with a powder smoothing strip (49) for distributing and smoothing the powder provided by the powder supply device in the process space (9) on the construction platform (13), the smoothing slide (43) with its powder smoothing power e (49) can be moved back and forth between two reversal points with an intermediate building platform (13) in the process room (9) in order to move the powder smoothing strip (49) at a distance (essentially) corresponding to the desired powder layer thickness from the previous step on the building platform (13) to move a layer of solidified powder over the construction platform (13) in a location-selective manner, with the powder supply device being attached to an outside of the process space (9) ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern durch schichtweises Aufbauen aus Werkstoffpulver durch ortsselektives Verfestigen des Pulvers zu zusammenhängenden Bereichen nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers, umfassend

  • – einen Prozessraum mit einem Prozessraumboden, der eine Basisebene und eine relativ dazu mittels einer steuerbaren Antriebseinheit längs einer vertikalen Bauplattformachse gesteuert höhenverstellbare Bauplattform für den Formkörper aufweist,
  • – eine Pulverschichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung einer jeweiligen nachfolgend ortsselektiv zu verfestigenden Pulverschicht auf der Bauplattform und
  • – eine Pulververfestigungseinrichtung, die zum ortsselektiven Verfestigen von Pulver der jeweils zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht aktivierbar ist,
wobei die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung eine Pulverversorgungseinrichtung zur Bereitstellung von Pulver in dem Prozessraum und einen Glättungsschieber mit einer Pulverglättungsleiste zur Verteilung und Glättung des von der Pulverversorgungseinrichtung im Prozessraum bereitgestellten Pulvers auf der Bauplattform aufweist, wobei der Glättungsschieber mit seiner Pulverglättungsleiste zwischen zwei Umkehrstellen mit in Draufsicht dazwischenliegender Bauplattform im Prozessraum hin- und herbewegbar ist, um die Pulverglättungsleiste in einem der gewünschten Pulverschichtdicke entsprechenden Abstand zu der im jeweils vorausgegangenen Schritt auf der Bauplattform ortsselektiv verfestigten Pulverschicht über die Bauplattform hinwegzubewegen.The invention relates to a device for the production of moldings by layer-wise building up of material powder by locally selective solidification of the powder to coherent areas in accordance with Geometriebeschreibungsdaten of the molding comprising
  • A process space having a process space bottom, which has a base plane and a height-adjustable construction platform for the shaped body controlled in a controlled manner by means of a controllable drive unit along a vertical construction platform axis,
  • A powder layer preparation device for preparing a respective subsequently location-selectively solidified powder layer on the building platform and
  • A powder hardening device which can be activated for site-selective solidification of powder of the last powder layer prepared in each case on the building platform,
wherein the powder layer preparation device has a powder supply device for providing powder in the process space and a smoothing slide with a powder smoothing strip for distributing and smoothing the powder provided on the construction platform by the powder supply device in the process space, the smoothing slide with its powder smoothing strip being located between two reversal points with a construction platform in between Process chamber is moved back and forth to the powder smoothing bar in a desired powder layer thickness corresponding distance to the spatially in the respective previous step on the build platform solidified powder layer over the build platform move away.

Derartige Vorrichtungen zur Herstellung von Formkörpern sind in diversen Ausgestaltungen bekannt. Grundsätzliche Unterschiede bekannter Vorrichtungen dieser Art ergeben sich aus der Wirkungsweise der Pulververfestigungseinrichtung. So gibt es Vorrichtungen, bei denen die Pulververfestigung durch ortsselektives Aufbringen eines Bindemittels oder chemischen Reaktants auf die jeweils zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht erfolgt, um diese an den betreffenden Stellen zu zusammenhängenden Bereichen zu verfestigen, die sich mit entsprechend verfestigten Bereichen an der jeweils darunter liegenden Schicht verbinden.such Devices for the production of moldings are in various configurations known. Basic differences between known devices This type arise from the mode of action of the powder hardening device. So there are devices in which the powder compaction by site-selective application of a binder or chemical reactant on the last prepared on the build platform Powder layer is made to these at the relevant sites too coherent Solidify areas that solidified with accordingly Connect areas to the underlying layer.

Als besonders interessant hat sich jedoch in den letzten Jahren ein anderes Arbeitsprinzip beim ortsselektiven Verfestigen von Pulver herausgestellt, nämlich das Verfestigen durch Umschmelzen oder ggf. durch Sintern des Pulvers durch Energieeintrag durch Strahlung, insbesondere Laserstrahlung. Die Arbeitsweise des Umschmelzens des Pulvers wird in der vorliegenden Anmeldung als selektives Laserschmelzen bezeichnet. Das selektive Laserschmelzen wird eingesetzt, um Formkörper aus metallischen Pulvern oder/und keramischen Pulvern herzustellen. Die dazu verwendeten Vorrichtungen werden auch als SLM-Vorrichtungen bezeichnet und sind in diversen Varianten bekannt, so z. B. aus der DE 10 2004 041 633 A1 , der DE 102 36 907 A1 , der DE 199 05 067 A1 , der DE 10 112 591 A1 oder der WO98/ 24574 A1 . Diese SLM-Vorrichtungen werden benutzt, um einen Formkörper entsprechend Geometriedaten, insbesondere CAD-Daten, des Formkörpers durch schichtweises Aufbauen aus pulverförmigem, metallischem oder keramischem Werkstoff herzustellen, wobei nacheinander mehrere Pulverschichten übereinander aufgebracht werden und jede Pulverschicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Pulverschicht mit einem fokussierten Laserstrahl in einem vorgegebenen Bereich, der einem ausgewählten Querschnittsbereich des Formkörpers entspricht, erhitzt wird. Der Laserstrahl wird dabei jeweils entsprechend den CAD-Querschnittsdaten des ausgewählten Querschnittsbereichs des Formkörpers oder daraus abgeleiteter Daten über die jeweilige Pulverschicht geführt. Durch den Energieeintrag der Laserstrahlung wird das Werkstoffpulver im Bereich der Auftreffstelle des Laserstrahls ortsselektiv umgeschmolzen, so dass zusammenhängende Bereiche möglichst homogen umgeschmolzenen Materials in der jeweiligen Schicht entstehen. Übereinander liegende umgeschmolzene Bereiche zweier aufeinander folgender Schichten verbinden sich, so dass der Formkörper Schicht für Schicht zusammenhängend entsteht.However, in recent years, another working principle has been found to be of particular interest in the site-selective solidification of powder, namely solidification by remelting or, if appropriate, sintering of the powder by energy input by radiation, in particular laser radiation. The mode of remelting the powder is referred to in the present application as selective laser melting. Selective laser melting is used to produce shaped bodies of metallic powders and / or ceramic powders. The devices used for this purpose are also referred to as SLM devices and are known in various variants, such. B. from the DE 10 2004 041 633 A1 , of the DE 102 36 907 A1 , of the DE 199 05 067 A1 , of the DE 10 112 591 A1 or the WO98 / 24574 A1 , These SLM devices are used to produce a shaped body according to geometric data, in particular CAD data, the shaped body by layering of powdered, metallic or ceramic material, wherein successively more powder layers are applied one above the other and each powder layer before applying the next powder layer with a focused laser beam in a predetermined area corresponding to a selected cross-sectional area of the molding is heated. The laser beam is guided in each case in accordance with the CAD cross-sectional data of the selected cross-sectional area of the molded body or data derived therefrom via the respective powder layer. As a result of the energy input of the laser radiation, the material powder is locally remelted in the region of the point of impact of the laser beam so that contiguous regions arise as homogeneously as possible of remelted material in the respective layer. Superimposed remelted areas of two successive layers combine, so that the shaped body arises coherently layer by layer.

Die Qualität der Präparation der auf der Bauplattform aufeinander folgenden Pulverschicht im Sinne des Einhaltens einer jeweiligen vorbestimmten Schichtdicke und des Schaffens einer jeweiligen ebenen Pulverschichtoberfläche spielt eine wesentliche Rolle beim selektiven Laserschmelzen, da sie die Homogenität des aus dem Pulver erschmolzenen und wiedererstarrten Materials des Formkörpers bestimmt. Dies gilt sowohl für die Herstellung eines Formkörpers nach dem Prinzip des selektiven Laserschmelzens als auch bei der Herstellung eines Formkörpers nach dem Prinzip des selektiven Lasersinterns, bei dem das Pulvermaterial nicht vollständig durchgeschmolzen, sondern an den bestrahlten Stellen gesintert wird. Dabei kommen üblicherweise Mehrkomponenten-Pulvermaterialien zum Einsatz, die unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen.The Quality of the preparation of the construction platform successive powder layer in the sense of keeping a respective predetermined layer thickness and the creation of a respective even powder layer surface plays an essential role in selective laser melting, because they are the homogeneity of the material melted and re-solidified from the powder of the shaped body determined. This applies to both the production of a shaped body according to the principle of selective laser melting as well as in the production of a shaped body according to the principle of selective laser sintering, in which the powder material not completely melted, but at the irradiated Places is sintered. Usually, multicomponent powder materials are used used, which have different melting points.

Die Präparation einer jeweils neuen Pulverschicht auf der Bauplattform sollte in jedem Fall ungeachtet des zum Einsatz kommenden Pulververfestigungsprinzips möglichst wenig Zeit beanspruchen, damit der Bauprozess des Formkörpers insgesamt möglichst schnell erfolgen kann. Um diesen Anforderungen zu genügen, nämlich dem raschen Herstellen einer homogenen ebenen Pulverschicht der gewünschten Pulverschichtdicke, sind verschiedene Schichtenpräparierungseinrichtungen vorgeschlagen worden.The preparation of a respective new powder layer on the construction platform should take as little time as possible, irrespective of the powder consolidation principle used, so that the construction process of the molding as a whole can take place as quickly as possible. To meet these requirements, namely the rapid production a homogeneous plane powder layer of the desired powder layer thickness, various layer preparation devices have been proposed.

Bei der Vorrichtung gemäß der DE 102 36 907 A1 weist die Schichtenpräparierungseinrichtung einen Pulverspender in Form eines Patronengehäuses mit einer Kammer zur Aufnahme einer Vorratsmenge an Pulver auf. Der Pulverspender ist mitbewegter Teil eines Glättungsschiebers und hat an seiner Unterseite einen durchgehenden Pulverausgabespalt und zwei Pulverglättungsleisten aus Silikon oder dgl. Die Pulverglättungsleisten verlaufen parallel zueinander und bilden eine gemeinsame unterste Ebene der Schichtenpräparierungseinrichtung. Der Pulverausgabespalt verläuft zwischen den beiden Glättungsschiebern. Zur Präparierung einer Pulverschicht wird zunächst der Abstand zwischen den unteren Flächen der beiden Glättungsschieber zu der zuletzt bearbeiteten. Schicht auf das Maß der gewünschten herzustellenden Pulverschichtdicke eingestellt. Dann wird die Schichtenpräparierungseinrichtung unter Einhaltung dieses Abstandsmaßes über die Bauplattform und somit über die zuletzt bearbeitete Schicht hinwegbewegt. Dabei wird aus dem mitbewegten Pulverspender durch den unteren Abgabespalt hindurch Pulver ausgegeben und mittels der Glättungsschieberleiste verteilt und eingeebnet. Die pro Schicht bereitgestellte Pulvermenge wird durch eine im Pulverspender mitgeführte Dosierwelle jeweils vorgegeben.In the device according to the DE 102 36 907 A1 For example, the layer preparation device has a powder dispenser in the form of a cartridge housing with a chamber for receiving a supply of powder. The powder dispenser is co-moving part of a smoothing slide and has on its underside a continuous powder discharge slot and two powder smoothing ledges made of silicone or the like. The powder smoothing ledges are parallel to each other and form a common lowest level of the layer preparation device. The powder discharge gap runs between the two smoothing slides. For the preparation of a powder layer, the distance between the lower surfaces of the two smoothing slides is first of all processed to the last. Layer adjusted to the degree of the desired powder layer thickness to be produced. Then, the layer preparation device is moved away in compliance with this distance measure over the build platform and thus over the last processed layer. In this case, powder is discharged from the co-moving powder dispenser through the lower discharge gap and distributed and leveled by means of the smoothing slide rail. The amount of powder provided per layer is predetermined by a metering shaft entrained in the powder dispenser.

Bei der Weiterentwicklung der hier insbesondere betrachteten Technologie des selektiven Laserschmelzens (SLM) und der Ausdehnung des Verfahrens auf die Verwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Pulvermaterialien, wie z. B. Gold, Aluminium, Titan, Kobalt-Chrom usw., hat es sich gezeigt, dass die Pulvermaterialien z. B. höchst unterschiedlich fließfähig oder rieselungsfähig sind und dass insbesondere in Bezug auf die Fließeigenschaften einiger Pulvermaterialien noch Optimierungsbedarf bei den Mitteln zur Schichtenpräparierung besteht. Einige Pulver haben sich als sehr gut fließfähig gezeigt, so dass bei Schichtenpräparierungseinrichtungen ohne Einzeldosierungsmittel gelegentlich zu große Mengen solcher Pulver bei jedem Schichtenpräparierungsschritt ausgegeben wurden. Andere Pulvermaterialien zeigten demgegenüber eine Tendenz zur Verklumpung im Pulverspendergehäuse, so dass über den bekannten Ausgabespalt solcher Schichtenpräparierungseinrichtungen kein gleichmäßiger Pulverstrom ausgegeben werden konnte. Dies hat die Qualität der präparierten Schichten beeinträchtigt.at the further development of the technology considered here in particular selective laser melting (SLM) and the extension of the process to the use of a variety of different powder materials, such as As gold, aluminum, titanium, cobalt-chromium, etc., it has shown that the powder materials z. B. very different flowable or are capable of crystallization and that in particular in relation on the flow properties of some powder materials yet Need for optimization in the means for layer preparation consists. Some powders have a very good flowability shown so that at layer preparation facilities occasionally too large quantities without single dosing agent such powders at each layer preparation step were issued. In contrast, other powder materials showed a tendency to clumping in the powder dispenser housing, so that over the known output gap of such layer preparation devices no uniform powder flow is output could. This has the quality of the prepared Layers impaired.

Es sind im Stand der Technik auch Lösungen vorgeschlagen worden, bei denen ein größerer Vorrat an Werkstoffpulver auf einem Hubkolben in einem Zylinderloch des Prozessraumbodens für den Bauprozess eines Formkörpers deponiert wird, wobei der Hubkolben jeweils synchron mit der Absenkbewegung der Bauplattform nach der ortsselektiven Verfestigung der jeweils vorausgegangenen Pulverschicht um ein entsprechendes Maß angehoben wird, um eine kleine Pulvermenge über das Höhenniveau der Basisebene des Prozessraumbodens zu heben, wobei diese Pulvermenge dann von einem Glättungsschieber zur Bauplattform geschoben und dort zu einer gleichmäßigen Schicht verteilt wird. Dieses Prinzip der Pulverzuführung durch einen mit der Absenkbewegung der Bauplattform korrespondierenden Kolbenhub im Pulvervorratszylinder hat sich als wenig flexibel in Bezug auf etwaig gewünschte Variationen der jeweils zugeführten Pulvermenge pro Pulverpräparationsschritt und hinsichtlich der zeitlichen Optimierung erwiesen.It Solutions have also been proposed in the prior art in which a larger supply of material powder on a reciprocating piston in a cylinder hole of the process room floor deposited for the building process of a molding is, wherein the lifting piston in each case synchronously with the lowering movement the building platform after the site-selective consolidation of the previous one Powder layer is raised by a corresponding amount, a small amount of powder above the height level lift the base level of the process room floor, this amount of powder then pushed by a smoothing slider to the build platform and there distributed to a uniform layer becomes. This principle of powder feed through a with the lowering of the platform platform corresponding piston stroke in the powder storage cylinder has proved to be less flexible in terms of Any desired variations of the respectively supplied Amount of powder per powder preparation step and in terms of the temporal optimization proved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einer neuartigen Schichtenpräparierungseinrichtung bereitzustellen, welche zur Präparierung von Schichten aus Pulvermaterialien unterschiedlicher Fließfähigkeiten mit gutem Ergebnis betreffend die Qualität der jeweiligen Schichten verwendbar ist, einen einfachen Aufbau hat und eine rasche Durchführung der jeweiligen Schichtenpräparation ermöglicht.Of the present invention is based on the object, a device of the type mentioned above with a novel layer preparation device to provide, which for the preparation of layers from powder materials of different flowabilities with good results regarding the quality of each Layers is usable, has a simple construction and a fast Execution of the respective layer preparation allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Pulverversorgungseinrichtung ausgestattet wird, die einen an einem außerhalb des Prozessraumes vorgesehenen Pulvervorratsbehälter angeschlossenen bzw. anschließbaren Pulverzuführungskanal und einen Förderer zum Fördern von Pulver in dem Pulverzuführungskanal, insbesondere während der Phasen, in denen die Pulververfestigungseinrichtung zur ortsselektiven Verfestigung von Pulver der jeweils zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht aktiviert ist, aufweist, wobei der Pulverzuführungskanal an wenigstens einer zwischen der Bauplattform und einer der Umkehrstellen der Pulverglättungsleiste liegenden Pulvereinlassstelle in den Prozessraum einmündet, um Pulver unmittelbar zu dem Prozessraumboden zu leiten.These The object is achieved according to the invention that a device of the type mentioned above equipped with a powder supply device which is provided at an outside of the process room Powder reservoir connected or connectable Powder supply channel and a conveyor for conveying of powder in the powder feed channel, especially during the phases in which the Pulververfestigungseinrichtung for site-selective Solidification of powder last each on the build platform prepared powder layer is activated, wherein the powder supply channel at least one between the build platform and one of the reversal points of the powder smoothing bar lying powder inlet point opens into the process room, to direct powder directly to the process room floor.

Der Pulverzuführungskanal leitet das von dem Förderer geförderte Pulver unmittelbar zu dem Prozessraumboden. Ein Pulverspender als mitbewegter Bestandteil des Glättungsschiebers, wie etwa aus der DE 102 36 907 A1 bekannt, ist bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Dies hat den Vorteil, dass der Glättungsschieber eine erheblich geringere Masse und somit eine erheblich geringere Trägheit aufweist, so dass er mit einem vergleichsweise schwachen Bewegungsantrieb rasch über die Bauplattform hinweg verfahren werden kann, um eine neue Pulverschicht zu präparieren. Der zeitlichen Optimierung kommt auch zugute, dass die Pulverzufuhr zum Prozessraumboden in den Phasen stattfinden kann, in denen die Pulververfestigungseinrichtung zur ortsselektiven Verfestigung der jeweils zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht aktiviert ist. Unmittelbar nach Abschluss des Pulververfestigungsschrittes oder ggf. sogar etwas eher kann der Glättungsschieber bereits in Bewegung gesetzt werden, um das ja schon vor der Pulverglättungsleiste bereitliegende Pulver über die zwischenzeitlich um das Maß der gewünschten Pulverschichtdicke abgesenkte Bauplattform zu verteilen. Die Zwangsförderung des Pulvers durch den Pulverzuführungskanal bietet einen störungsfreien Nachschub der jeweils gewünschten Pulvermenge für den aktuellen Schichtenpräparierungsschritt, und zwar im Wesentlichen ungeachtet der Art und der Fließfähigkeit des verwendeten Pulvers.The powder feed duct directs the powder conveyed by the conveyor directly to the process room floor. A powder dispenser as a moving part of the smoothing slide, such as from DE 102 36 907 A1 is not required in the device according to the present invention. This has the advantage that the smoothing slider has a significantly lower mass and thus a significantly lower inertia, so that it can be moved quickly across the construction platform with a comparatively weak movement drive in order to prepare a new powder layer. The temporal optimization comes Also benefit that the powder supply to the process space floor can take place in the phases in which the powder hardening device is activated for the site-selective solidification of each last prepared on the building platform powder layer. Immediately after completion of the Pulververfestigungsschritt or possibly even slightly earlier, the smoothing slide can already be set in motion to distribute the powder already available in front of the Pulverglättungsleiste over the meantime lowered by the level of the desired powder layer thickness building platform. The forced delivery of the powder through the powder feed channel provides trouble-free replenishment of the particular powder amount desired for the current layer preparation step, essentially regardless of the type and flowability of the powder used.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mündet der Pulverzuführungskanal an einer zwischen der Bauplattform und einer der Umkehrstellen der Pulverglättungsleiste liegenden Pulvereinlassstelle von unten her in den Prozessraumboden. In diesem bevorzugten Fall drückt der Förderer somit die jeweils gewünschte Pulvermenge von unten her in den Prozessraum. Der daraufhin in Bewegung versetzte Glättungsschieber nimmt das Pulver dann mittels der Pulverglättungsleiste zur Bauplattform mit, um es dort in einer gleichmäßigen Schicht der gewünschten Dicke abzulegen.In a particularly preferred embodiment of the invention the powder feed channel opens at one between the build platform and one of the reversal points of the powder smoothing bar lying powder inlet point from below into the process room floor. In this preferred case, the conveyor pushes thus the respectively desired amount of powder from below in the process room. The then set in motion smoothing slider decreases then the powder by means of Pulverglättungsleiste to Bauplattform with it to get it there in an even layer the desired thickness.

Für die Pulverförderung in dem Pulverführungskanal in Richtung zum Prozessraum hat sich ein Schneckenförderer als besonders geeignet erwiesen, der eine in dem Pulverzuführungskanal vorgesehene Förderschnecke aufweist. Der Pulverzuführungskanal kann z. B. ein Rohr oder ggf. einen Pulverzuführungsschlauch aus flexiblem Material umfassen.For the powder delivery in the powder guide channel towards the process room has a screw conveyor proved to be particularly suitable, the one in the powder feed channel having provided screw conveyor. The powder feed channel can z. B. a pipe or optionally a powder feed hose of flexible material.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung um eine SLM-Vorrichtung, bei der die Pulververfestigungseinrichtung eine Bestrahlungseinrichtung mit einer Strahlungsquelle, insbesondere Laserstrahlungsquelle aufweist, deren Strahlung ortsselektiv auf die Bauplattform zu richten ist, um Pulver einer jeweils zuletzt darauf präparierten Pulverschicht zu zusammenhängenden Bereichen umzuschmelzen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung so ausgestaltet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens des selektiven Lasersinterns verwendbar ist.Preferably If the device according to the invention is an SLM device, in which the powder solidification device is an irradiation device having a radiation source, in particular a laser radiation source, whose radiation is to be directed to the building platform in a location-selective manner, powder of a respective last prepared powder layer to remelt to coherent areas. According to one Another embodiment of the invention is the device designed to carry out the procedure of selective laser sintering.

Vorzugsweise ist die Bauplattform relativ zur Basisebene des Prozessraumbodens jeweils um das Maß einer gewünschten Pulverschichtdicke in eine neue Absenkstellung absenkbar, um eine jeweilige neue Pulverschicht aufzunehmen, wobei ferner die Unterseite der Pulverglättungsleiste im Wesentlichen auf der Höhe der Basisebene des Prozessraumbodens angeordnet ist, insbesondere mit letzterer Kontakt hat. Wie später noch erläutert ist, kann die Bauplattform nach einer jeweiligen Präparation einer Pulverschicht noch gesteuert vertikal bewegt werden, um die Größe des Strahlauftreffpunktes im Falle der Bestrahlung mit einem fokussierten Laserstrahl auf der Pulverschicht einzustellen und/oder ggf. sogar während des Bestrahlungsvorgangs zu variieren.Preferably is the build platform relative to the base level of the process space floor each to the extent of a desired powder layer thickness lowered into a new Absenkstellung to a respective new powder layer further including the underside of the powder smoothing bar essentially at the level of the base level of the process room floor is arranged, in particular with the latter has contact. How later is still explained, the build platform for each Preparation of a powder layer still controlled vertically be moved to the size of the beam impact point in the case of irradiation with a focused laser beam on the Adjust powder layer and / or possibly even during of the irradiation process to vary.

Hinsichtlich der Ausgestaltung des Glättungsschiebers hat sich eine Ausführungsform als besonders geeignet herausgestellt, wobei diese Ausführungsform des Glättungsschiebers eine weitere Pulverglättungsleiste aufweist, die in horizontalem Abstand zu der ersten Pulverglättungsleiste auf gleicher Höhe mit dieser verläuft, so dass die Pulverglättungsleisten einen zum Prozessraumboden offenen Zwischenraum begrenzen, wobei der Glättungsschieber mit seinen Pulverglättungsleisten in eine Pulvernachfüllwartestellung neben der Bauplattform so positionierbar ist, dass die Pulvereinlassstelle in den Zwischenraum einmündet. Auch für diesen Fall gilt, dass eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine Pulvereinlassstelle hat, die im Prozessraumboden vorgesehen ist, um das Pulver von unten her in den Prozessraum und insbesondere in den Zwischenraum zwischen den Pulverglättungsleisten einzubringen. Bei der Hin- und Herbewegung des Glättungsschiebers verbleibt überschüssiges, nicht auf der Bauplattform abgelegtes Pulver zumindest größtenteils in dem Zwischenraum zwischen den Pulverglättungsleisten und ist somit daran gehindert, den Prozessraum unkontrolliert zu verschmutzen.Regarding the embodiment of the smoothing slide has a Embodiment has been found particularly suitable, this embodiment of the smoothing slide another powder smoothing bar has, at a horizontal distance to the first Pulverglättungsleiste at the same height with this runs, leaving the powder smoothing strips limit an open space to the process room floor, wherein the smoothing slider with its powder smoothing strips in a powder replenishment waiting position next to the build platform like that can be positioned that the powder inlet point in the space opens. Also applies to this case, that one particularly preferred embodiment of the invention a Powder inlet point provided in the process room floor, to the powder from below into the process space and in particular in the space between the Pulverglättungsleisten contribute. With the float of the smoothing slider Any excess remains, not on the build platform deposited powder at least largely in the Space between the powder smoothing strips and is thus prevented from polluting the process room uncontrolled.

Die Pulvereinlassstelle kann ein z. B. rundes Mündungsloch des Pulverzuführungskanals mit relativ kleinem Durchmesser sein. Insbesondere für diesen Fall wird es vorgeschlagen, dass die Pulverglättungsleisten in Draufsicht die Form von Bögen haben, die in der Pulvernachfüllwartestellung des Glättungsschiebers in Richtung zur Bauplattformachse konvex sind. Eine solche besonders bevorzugte Lösung hat den Vorteil, dass bei der Bewegung des Glättungsschiebers aus der Pulvernachfüllwartestellung heraus in Richtung zur Bauplattform die zunächst im Wesentlichen auf das Gebiet der relativ kleinen Pulvereinlassstelle konzentrierte nachgelieferte Pulvermenge rasch über einen breiteren Bereich der nachlaufenden Glättungsleiste verteilt wird, so dass sich die Glättungsleiste auf hinreichender Breite Pulvermaterial über der Bauplattform verteilen kann.The Powder inlet can be a z. B. round mouth hole the powder supply channel with a relatively small diameter be. In particular for this case it is suggested that the Pulverglättungsleisten in plan view the shape of bows that are in the powder refilling waiting position of the smoothing slider towards the building platform axis convex are. Such a particularly preferred solution has the advantage that during the movement of the smoothing slider from the powder replenishment waiting position out in the direction of the build platform which, in the first place, is essentially concentrated on the area of the relatively small powder intake point replenished amount of powder rapidly over a wider range the trailing smoothing bar is distributed so that the smoothing bar overflows powder material to a sufficient width distribute the build platform.

Bei der Rückfahrbewegung des Glättungsschiebers wird aufgrund der Bogenform der Glättungsschieberleisten überschüssiges Pulver wieder tendenziell auf einen schmaleren Scheitelbereich des dann nachlaufenden Glättungsschiebers gesammelt. Auch dies ist eine Maßnahme, die unkontrollierte Verschmutzung des Prozessraums durch überschüssiges Pulver zu vermeiden.During the return movement of the smoothing slide, due to the curved shape of the smoothing slide bars, excess powder tends to collect again on a narrower peak area of the then trailing smoothing slide. Again, this is a measure that is uncontrollable te contamination of the process space by excess powder to avoid.

Der Pulverförderer ist mit einer elektronischen Steuereinrichtung der Vorrichtung vorzugsweise so steuerbar, dass er eine jeweilige vorbestimmte Menge Pulver für die Präparierung einer jeweiligen nachfolgend zu verfestigenden Pulverschicht in den Prozessraum einbringt. Dabei sollte die Pulvermenge so dosiert sein, dass sie für die Präparation der betreffenden Pulverschicht gerade ausreicht, so dass wenig überschüssiges Pulver im Prozessraum zu handhaben ist. Wie oben schon erwähnt, erfolgt die Pulverzufuhr vorzugsweise dann, wenn der Glättungsschieber in seiner Pulvernachfüllwartestellung ist, und zwar in einer jeweiligen Phase der Pulververfestigung mittels der Pulververfestigungseinrichtung; im Falle selektiven Laserschmelzens während der Bestrahlungsphasen der Pulverschicht.Of the Powder conveyor is equipped with an electronic control device the device preferably so controllable that it has a respective predetermined amount of powder for preparation a respective subsequently to be solidified powder layer in brings in the process space. The amount of powder should be dosed be that they are responsible for the preparation of the concerned Just enough powder layer, leaving little excess Powder in the process room is to handle. As mentioned above, the powder feed is preferably carried out when the smoothing slide is in his powder replenishment waiting position, in a respective phase of powder compaction by means of the powder compaction device; in the Trap of selective laser melting during the irradiation phases the powder layer.

In Bezug auf die Problematik eines möglichst sauberen Pulver-Handlings im Prozessraum wird gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt vorgeschlagen, dass bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 oder bei einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–8 eine Pulverabsaugeinrichtung zur Absaugung von überschüssigem Pulver von der Bauplattform nach Fertigstellung eines betreffenden Formkörpers vorgesehen ist, wobei die Absaugeinrichtung eine Saugglocke umfasst, die im Prozessraum über die Bauplattform stülpbar ist und die über Absaugleitungen mit einem externen Sammelbehälter verbunden ist. Zum Absaugen wird eine Pumpe aktiviert, welche den erforderlichen Unterdruck in der Saugglocke erzeugt und das Pulver über die Absaugleitungen absaugt. Dies kann bedarfsweise in Schutzgasatmosphäre erfolgen. Das Innenvolumen der Saugglocke kann im Vergleich mit dem Innenvolumen des Prozessraumes normalerweise klein gehalten werden.In Reference to the problem of as clean as possible powder handling in the process room is according to another aspect of the invention suggested that in a device with the features of The preamble of claim 1 or in a device according to one of claims 1-8 a powder suction for the extraction of excess powder from the Construction platform after completion of a respective molding is provided, wherein the suction device comprises a suction cup, the in the process room on the construction platform is inverted and the via suction lines with an external collection container connected is. For sucking a pump is activated, which the required negative pressure generated in the suction cup and the powder over sucks the suction lines. This may, if necessary, in a protective gas atmosphere respectively. The inner volume of the suction cup can be compared with the Inner volume of the process space are usually kept small.

Vorzugsweise ist die Bauplattform bei darübergestülpter Absaugglocke zumindest näherungsweise auf die Basisebene des Prozessraumbodens oder darüber hinaus anhebbar, insbesondere während eines Pulverabsaugvorganges, um so einen betreffenden Formkörper in die Absaugglocke einzubringen und ihn von Überschusspulver zu befreien.Preferably is the construction platform with überülülter suction bell at least approximately to the base level of the process room floor or in addition, be lifted, in particular during a Pulverabsaugvorganges, so a respective shaped body in the suction bell and bring him of excess powder to free.

Es kann eine Pulverauflockerungseinrichtung vorgesehen sein, um das abzusaugende Pulver auf der Bauplattform aufzulockern. Die Pulverauflockerungseinrichtung kann z. B. eine die Bauplattform in Vibration versetzende Rütteleinrichtung, insbesondere Ultraschall-Rütteleinrichtung sein.It a powder loosening device may be provided to the Loosen the powder to be sucked on the build platform. The powder loosening device can z. B. a construction platform vibrating vibrating device, in particular be ultrasonic vibrator.

Nach Beendigung eines Absaugvorgangs sollte der hergestellte Formkörper von überschüssigem Pulver an seiner Außenseite weitestgehend befreit sein. Die Absaugglocke kann dann wieder gelüftet oder ggf. mit Schutzgas befällt werden, um einen Druckausgleich mit der Umgebung im Prozessraum herzustellen. Die Handhabung der Absaugglocke kann manuell z. B. unter Verwendung eines einen Durchgriff durch eine Prozessraumgehäusewandöffnung gestattenden Dichthandschuhs erfolgen. Alternativ kann die Handhabung der Absaugglocke auch automatisch, z. B. mittels einer Robotereinrichtung oder dgl. erfolgen.To Completion of a suction should be the molded body produced of excess powder on its outside be largely free. The suction bell can then be released again or possibly with protective gas, to equalize the pressure to produce with the environment in the process room. The handling of Suction bell can manually z. B. using a penetration permitting by a process chamber housing wall opening Sealing glove done. Alternatively, the handling of the suction bell also automatically, z. B. by means of a robotic device or the like. respectively.

Dem Aspekt der Pulverabsaugung mittels einer Pulverabsaugglocke kommt ggf. selbständige Bedeutung zu.the Aspect of the powder extraction by means of a Pulverabsaugglocke comes possibly independent significance too.

Dies gilt auch für den nachfolgenden Erfindungsaspekt der Variation der Höheneinstellung der Bauplattform zum Zwecke der Modifikation der Größe der Strahlauftrittsstelle des fokussierten Laserstrahls auf der jeweils zuletzt präparierten Pulverschicht. Diesbezüglich wird eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgeschlagen, bei der die Pulververfestigungseinrichtung eine Bestrahlungseinrichtung mit einer Strahlungsquelle, insbesondere Laserstrahlungsquelle aufweist, deren Strahlung ortsselektiv auf die Bauplattform zu richten ist, um Pulver einer jeweils zuletzt darauf präparierten Pulverschicht zu zusammenhängenden Bereichen umzuschmelzen oder zu versintern, wobei die Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strahlung der Strahlungsquelle in Form eines fokussierten Strahls, insbesondere fokussierten Laserstrahls, auf die Bauplattform zu richten ist, wobei die Bauplattform mittels der steuerbaren Antriebseinheit zwischen unmittelbar aufeinander folgenden Pulverschichtenpräparierungsvorgängen relativ zum Brennpunkt bzw. der Brennebene des fokussierten Strahls vertikal verstellbar ist, um die Größe des Strahlauftreffpunktes auf der zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht zu variieren. Durch Variation der Größe des Strahlauftreffpunkts kann die jeweilige Energiedichte, also die pro Flächeneinheit und Zeiteinheit an der Auftreffstelle auftreffenden Strahlung variiert werden. Die höchste Energiedichte wird üblicherweise erhalten, wenn die Oberfläche der präparierten Pulverschicht in der Brennebene des fokussierten Strahls liegt. In diesem Fall sind am Strahlauftreffpunkt rasch sehr hohe Temperaturen erreichbar. Der Strahlauftreffpunkt hat jedoch eine äußerst geringe Ausdehnung. Insbesondere bei niedrig schmelzenden Pulvermaterialien ist es gar nicht erforderlich, eine derart hohe Energiedichte beim Abscannen der Pulverschichten mit dem fokussierten Strahl an den zu verfestigenden Stellen zu verwenden. Vielmehr kann es Sinn machen, mit einem etwas ”defokussierten” Strahl die Pulverschicht abzutasten. Dieser Strahl hat dann eine etwas größere Ausdehnung des Strahlauftreffpunktes, so dass beim Abtasten der Pulverschicht jeweils eine breitere Abtastspur erzeugt werden kann. Davon ist auch in der Vergangenheit bereits Gebrauch gemacht worden. Allerdings hat man zur Realisierung dieser Fokussierungs- bzw. Defokussierungsmöglichkeiten verstellbare optische Elemente, insbesondere Linsen im Strahlengang der Bestrahlungseinrichtung vorgesehen und diese optischen Elemente dann so gesteuert, dass sie die Größe des Strahlauftreffpunktes auf der zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht in gewünschter Weise einstellen.This also applies to the following aspect of the invention, the variation of the height adjustment of the construction platform for the purpose of modifying the size of the beam impact point of the focused laser beam on the respectively last-prepared powder layer. In this regard, a device according to the preamble of claim 1 or any one of claims 1 to 12 is proposed, wherein the powder compaction device comprises an irradiation device with a radiation source, in particular laser radiation source, the radiation is directed to the building platform to selectively site powder to each last on it melted or sintered prepared powder layer to contiguous areas, wherein the device according to the invention is characterized in that the radiation of the radiation source in the form of a focused beam, in particular focused laser beam, is directed to the build platform, wherein the build platform by means of the controllable drive unit between each other directly The following powder layer preparation operations relative to the focal point or the focal plane of the focused beam is vertically adjustable to the size of the beam impact point on the last on the B auplattform prepared powder layer to vary. By varying the size of the beam impingement point, the respective energy density, that is to say the radiation impinging on the impingement site per unit area and time unit, can be varied. The highest energy density is usually obtained when the surface of the prepared powder layer is in the focal plane of the focused beam. In this case, very high temperatures can be reached quickly at the jet impact point. However, the beam impact point has a very small extent. Especially with low-melting powder materials, it is not necessary to use such a high energy density when scanning the powder layers with the focused beam at the sites to be solidified. Rather, it may make sense to scan the powder layer with a somewhat "defocused" jet. This beam then has a somewhat larger extent of the beam impingement point, so that in each case a wider scanning track can be generated when scanning the powder layer. That is have already been used in the past. However, adjustable optical elements, in particular lenses in the beam path of the irradiation device, have been provided for realizing these focusing or defocusing possibilities, and these optical elements are then controlled in such a way that they adjust the size of the beam impact point to the last powder layer prepared on the building platform in the desired manner.

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kommt ohne eine solche zusätzliche Steuerung optischer Komponenten aus, indem sie die ohnehin vorhandene steuerbare Antriebseinheit für den Vertikalantrieb der Bauplattform nutzt, um zur Fokussierung/Defokussierung des Pulververfestigungsstrahles die Bauplattform in gewünschter Weise einzustellen. Dies kann jeweils unmittelbar vor Start des Bestrahlungsvorganges erfolgen.The Device according to the present invention comes without such additional control of optical components by They the already existing controllable drive unit for uses the vertical drive of the build platform to focus / defocus the Pulververfestigungsstrahles the construction platform in the desired Set way. This can be done just before the start of each Irradiation process done.

Bedarfsweise kann die Bauplattform mittels der steuerbaren Antriebseinheit relativ zum Brennpunkt bzw. der Brennebene des Strahles jedoch auch während des Vorgangs der ortsselektiven Bestrahlung der zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht gesteuert verstellbar sein, um die Größe des Strahlauftreffpunktes je nach den Koordinaten des Strahlauftreffpunktes auf der Pulverschicht in gewünschter Weise zu variieren. Diese Möglichkeit hat sich als besonders vorteilhaft für einen raschen und gleichmäßigen Bauprozess eines Formkörpers erwiesen. Die Erfindung ist somit auch unter dem Verfahrensaspekt der Fokalverstellung aufgrund der variierbaren Höheneinstellung der Bauplattform interessant.If necessary, can the construction platform by means of the controllable drive unit relative to the focal point or the focal plane of the beam but also during the process of site selective irradiation of the last on the Construction platform prepared powder layer controlled adjustable be the size of the beam impact point ever according to the coordinates of the beam impact point on the powder layer to vary in the desired manner. This possibility has proven to be particularly beneficial for a quick and even Construction process of a shaped body proved. The invention is thus also under the process aspect of Fokalverstellung due the variable height adjustment of the construction platform interesting.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.embodiments The device according to the invention will be referred to below explained in more detail on the figures.

1 zeigt in einer Perspektivdarstellung eine SLM-Vorrichtung nach der Erfindung in Außenansicht. 1 shows in a perspective view of an SLM device according to the invention in an external view.

2a und 2b zeigen in grob schematischer Weise eine Momentaufnahme während des Vorgangs der Bestrahlung der zuletzt präparierten Pulverschicht auf der Bauplattform. 2a and 2 B show in a crude schematic way a snapshot during the process of irradiation of the last prepared powder layer on the build platform.

3a und 3b zeigen in einer grob schematischen Darstellung eine Pulverabsaugglocke über der Bauplattform bei unterschiedlichen Höheneinstellungen der Bauplattform. 3a and 3b show in a rough schematic representation of a Pulverabsaugglocke over the build platform at different height settings of the build platform.

4a, 4b und 4c zeigen in einer perspektivischen Darstellung das Prozessraumabteil der Vorrichtung aus 1 in einem weitgehend auseinander gebauten Zustand, um den Blick auf eine Schichtenpräparierungseinrichtung freizugeben, die in den 4a4c in unterschiedlichen Einstellungen gezeigt ist. 4a . 4b and 4c show in a perspective view of the process space compartment of the device 1 in a largely disassembled state to reveal the view of a layer preparation device incorporated in the 4a - 4c shown in different settings.

5 zeigt eine Draufsicht auf eine Schichtenpräparierungseinrichtung und den Prozessraumboden einer SLM-Vorrichtung nach der Erfindung. 5 shows a plan view of a layer preparation device and the process space bottom of a SLM device according to the invention.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schichtenpräparierungseinrichtung für eine SLM-Vorrichtung nach der Erfindung in einer Perspektivansicht, wie sie ähnlich auch in den 4a4c verwendet wurde. 6 shows a further embodiment of a layer preparation device for a SLM device according to the invention in a perspective view, as similar in the 4a - 4c has been used.

7 zeigt eine SLM-Vorrichtung der in 6 dargestellten Bauart, jedoch mit abgewandelter Form der Pulverglättungsleisten. 7 shows an SLM device of in 6 shown type, but with a modified form of Pulverglättungsleisten.

1 zeigt als Beispiel für eine SLM-Vorrichtung ein SLM-Tischgerät, welches z. B. zur Herstellung von Zahnersatzteilen, Schmuck, kleinen Maschinenteilen usw. verwendet werden kann und insbesondere auch für den Bereich der Erforschung von Vorgängen beim selektiven Laserschmelzen (SLM) oder ggf. beim selektiven Lasersintern (SLS) geeignet ist. 1 shows as an example of a SLM device a SLM table device, which z. B. for the production of dental prostheses, jewelry, small machine parts, etc. may be used and in particular for the field of research on processes in selective laser melting (SLM) or possibly in selective laser sintering (SLS) is suitable.

Die SLM-Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 3 mit einem Prozessraumabteil 5 und einem Versorgungsabteil 7 auf. In dem Prozessraumabteil 5 befindet sich der Prozessraum 9 mit seinem Prozessraumboden 11 und der darin eingelassenen Bauplattform 13, wie dies durch das Sichtfenster 15 in der vorderen Gehäusewand des Prozessraumabteils 5 zu erkennen ist. Ein Stereomikroskop 17 kann genutzt werden, um den SLM-Bauprozess zu beobachten und/oder die Einstellung bestimmter Parameter, wie z. B. Die Fokaleinstellung des verwendeten Laserstrahls zu prüfen. In den einander entgegengesetzten Seitenwänden des Prozessraumabteils 5 sind Durchgriffsöffnungen 19 vorgesehen, die von einem daran vorgesehenen Durchgriffshandschuh (nicht erkennbar) nach außen hin abgedichtet sind. Das Prozessraumabteil 5 ist somit als Handschuhbox ausgebildet und erlaubt den manuellen Zugriff auf Komponenten in dem Prozessraum 9 von außen her. Während des Bauprozesses eines Formkörpers herrscht in dem Prozessraum 9 vorzugsweise Schutzgasatmosphäre.The SLM device 1 has a housing 3 with a process room compartment 5 and a supply compartment 7 on. In the process room compartment 5 is the process room 9 with his process room floor 11 and the built-in platform 13 like this through the viewing window 15 in the front housing wall of the process room compartment 5 can be seen. A stereo microscope 17 can be used to observe the SLM building process and / or setting certain parameters, such as B. Check the focal position of the laser beam used. In the opposite side walls of the process room compartment 5 are passage openings 19 provided, which are sealed by a designated Durchgriffs glove (not visible) to the outside. The process room compartment 5 is thus designed as a glove box and allows manual access to components in the process room 9 from the outside. During the building process of a molded article prevails in the process room 9 preferably inert gas atmosphere.

In dem Versorgungsabteil 7 sind unter anderem Komponenten für die Schutzgasversorgung, Komponenten der elektronischen Steuerung des Gerätes sowie elektrische Komponenten vorgesehen.In the supply compartment 7 Among other things, components for the protective gas supply, components of the electronic control of the device and electrical components are provided.

In 2a ist in einer grob schematischen Weise eine Momentaufnahme während der Bestrahlung einer zuletzt auf der Bauplattform 13 präparierten Pulverschicht 21 dargestellt. Ausgehend von einer ersten Pulverschicht, die auf einer Substratplatte 25 präpariert worden ist, hat der Bauprozess des Formkörpers 23 begonnen und ist dann Schicht für Schicht bis zu der in 2a angedeuteten Momentaufnahme fortgesetzt worden. Das verwendete Pulver ist z. B. Metallpulver oder ggf. Keramikpulver. Nach der Präparation einer jeweiligen Pulverschicht auf der Bauplattform 13 wird diese mittels eines Laserstrahls 27 ortsselektiv an den Stellen bestrahlt, an denen das Pulver zu zusammenhängend verfestigten Bereichen umgeschmolzen werden soll. Der Laserstrahl 27 tastet die aktuell zu bestrahlende Schicht 21 in gesteuerter Weise ab, wobei hierzu z. B. ein X-Y-Galvanoscanner 29 zum Einsatz kommt. Weiterhin steuert die Steuereinrichtung die Einschalt-/Ausschaltphasen des Laserstrahls 27.In 2a is in a crude schematic way, a snapshot during the irradiation of a last on the build platform 13 prepared powder layer 21 shown. Starting from a first layer of powder on a substrate plate 25 has been prepared, the construction process of the molding 23 started and then layer by layer up to the in 2a indicated snapshot has been continued. The powder used is z. As metal powder or possibly ceramic powder. After the preparation of a respective powder layer on the build platform 13 this is done by means of a laser beam 27 Site-selective irradiated at the points where the powder is to be remelted to contiguous solidified areas. The laser beam 27 scans the current layer to be irradiated 21 in a controlled manner from, for this purpose z. B. an XY Galvanoscanner 29 is used. Furthermore, the control device controls the switch-on / switch-off phases of the laser beam 27 ,

Gemäß 2a ist der Laserstrahl 27 so fokussiert, dass sein Brennpunkt 31 an der Oberfläche der Pulverschicht 21 liegt. Der Strahlauftreffpunkt 37 ist somit an dieser Stelle äußerst klein und die Energiedichte das Laserstrahls im Strahlauftreffpunkt ist sehr hoch.According to 2a is the laser beam 27 so focused that its focal point 31 at the surface of the powder layer 21 lies. The beam impact point 37 is thus extremely small at this point and the energy density of the laser beam in Strahlauftreffpunkt is very high.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Größe des Strahlauftreffpunktes 37 und somit dessen Energiedichte dadurch variiert werden, dass die in einer Zylinderführung 33 entlang der vertikalen Achse 35 gesteuert bewegbare Bauplattform 13 in ihrer Höheneinstellung variiert wird. 2b zeigt den Beispielsfall, dass die Bauplattform 13 nach der Präparierung der aktuell zu bestrahlenden Schicht 21 um ein Absenkmaß Y gegenüber dem Brennpunkt 31 des Laserstrahls 27 abgesenkt worden ist, so dass der Laserstrahl 27 am Strahlauftreffpunkt 37 auf der Oberseite der zu bestrahlenden Pulverschicht 21 wieder etwas aufgeweitet ist im Vergleich zu der Situation gemäß 2a. Der Strahlauftreffpunkt 37 auf der zu bestrahlenden Pulverschicht 21 in 2b ist somit größer geworden und hat pro Flächeneinheit eine geringere Energie als der dem Brennpunkt entsprechen de Strahlauftreffpunkt 37 in 2a. Durch entsprechende Höheneinstellung der Bauplattform 13 kann somit die Größe des Strahlauftreffpunktes auf der zu bestrahlenden Pulverschicht 21 während des Bestrahlungsvorgangs variiert werden, sofern dies erwünscht ist. Andererseits ist es auch möglich, dass jeweils zu Beginn eines Schichtenbestrahlungsvorganges diese Fokaleinstellung bzw. Defokussierung durch entsprechende Höheneinstellung der Bauplattform 13 erfolgt.According to one aspect of the present invention, the size of the beam impact point 37 and thus its energy density can be varied by that in a cylinder guide 33 along the vertical axis 35 controlled movable construction platform 13 is varied in their height adjustment. 2 B shows the example case that the build platform 13 after preparation of the current layer to be irradiated 21 by a Absenkmaß Y from the focal point 31 of the laser beam 27 has been lowered so that the laser beam 27 at the beam impact point 37 on top of the powder layer to be irradiated 21 again something is widened compared to the situation according to 2a , The beam impact point 37 on the powder layer to be irradiated 21 in 2 B has thus become larger and has less energy per unit area than the focal point corresponds to the beam impact point 37 in 2a , By appropriate height adjustment of the construction platform 13 Thus, the size of the Strahlauftreffpunktes on the powder layer to be irradiated 21 be varied during the irradiation process, if desired. On the other hand, it is also possible that in each case at the beginning of a layer irradiation process, this focal adjustment or defocus by appropriate height adjustment of the construction platform 13 he follows.

In den 4a4c ist der Prozessraumbereich der in 1 gezeigten SLM-Vorrichtung erkennbar, wobei das Gehäuse 3 im weitgehend auseinandergebauten Zustand dargestellt ist, um den Blick auf die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung 41 freizugeben. Diese umfasst einen Glättungsschieber 43, welcher als ein Schwenkarm ausgebildet ist, der um eine vertikale Schwenkachse 45 zwischen der in 4a gezeigten ersten Umkehrstellung und der in 4c gezeigten zweiten Umkehrstellung hin- und herschwenkbar ist. Bei einer solchen Schwenkbewegung überstreicht der Glättungsschieber 43 die Bauplattform 13 im Prozessraumboden 11, um eine glatte Pulverschicht auf der Bauplattform 13 zu erzeugen. Der Glättungsschieber hat zu diesem Zweck zwei Pulverglättungsleisten 47, 49 aus Silikon oder dgl., deren Unterseiten auf der Basisebene 51 des Prozessraumbodens 11 liegen. Die beiden Pulverglättungsleisten 47, 49 begrenzen zwischen sich einen nach unten offenen Zwischenraum 53, in dem der Glättungsschieber 43 Pulver zur Bauplattform 13 transportieren kann. Das Pulver wird mittels einer Pulverversorgungseinrichtung in den Prozessraum 9 gefördert. Das zugeführte Pulver wird durch eine Pulvereinlassöffnung oder Pulvereinlassstelle 55 im Prozessraumboden 11 von unten her in den Prozessraum 9 eingebracht. Die Pulvereinlassöffnung 55 befindet sich an einer Stelle zwischen der Bauplattform 13 und der in 4a gezeigten Umkehrstelle der Glättungsleiste 49. Genauer gesagt, liegt die Pulvereinlassöffnung 55 exakt unter dem Zwischenraum 53 zwischen den Pulverglättungsleisten 47, 49, wenn der Glättungsschieber 43 in der in 4a gezeigten Umkehrstellung ist, die auch eine Pulvernachfüllwartestellung des Glättungsschiebers 43 ist.In the 4a - 4c is the process space area of the 1 recognizable SLM device shown, wherein the housing 3 is shown in the largely disassembled state to the view of the Pulverschichtpräparierungseinrichtung 41 release. This includes a smoothing slider 43 , which is formed as a pivot arm, which is about a vertical pivot axis 45 between the in 4a shown first reversal position and the in 4c shown second reversing position is swinging back and forth. In such a pivoting movement of the smoothing slider passes 43 the build platform 13 in the process room floor 11 to get a smooth layer of powder on the build platform 13 to create. The smoothing slider has for this purpose two Pulverglättungsleisten 47 . 49 made of silicone or the like., The undersides on the base level 51 of the process room floor 11 lie. The two powder smoothing strips 47 . 49 limit between them a downwardly open space 53 in which the smoothing slider 43 Powder to building platform 13 can transport. The powder is introduced into the process space by means of a powder supply device 9 promoted. The supplied powder is passed through a powder inlet or powder inlet 55 in the process room floor 11 from below into the process room 9 brought in. The powder inlet opening 55 is located at a location between the build platform 13 and the in 4a reversal point of the smoothing bar 49 , More specifically, the powder inlet port is located 55 exactly under the gap 53 between the powder smoothing strips 47 . 49 when the smoothing slider 43 in the in 4a The reverse position shown is also a powder replenishment waiting position of the smoothing slider 43 is.

Nach der Zufuhr einer dosierten Menge Pulvers in den Zwischenraum 53 veranlasst die Steuerung der SLM-Vorrichtung den Glättungsschieber 43 dazu, von der in 4a gezeigten Umkehrstellung in die in 4c gezeigte Umkehrstellung zu verschwenken, so dass das dabei von der nachlaufenden Pulverglättungsleiste 49 vorgeschobene Pulver zu der Bauplattform 13 gelangt. Die Bauplattform 13 ist zuvor um das Maß der gewünschten Pulverschichtdicke in ihrer Zylinderführung 33 abgesenkt worden. Da die Glättungsleisten 47, 49 mit ihren Unterseiten auf der Basisebene 51 des Prozessraumbodens 11 liegen, wird beim Überstreichen der Bauplattform 13 somit eine geglättete Pulverschicht der gewünschten Dicke erzeugt. Der Glättungsschieber 43 fährt dann zurück in die Pulvernachfüllwartestellung (Umkehrstellung) gemäß 4a, und es kann der Bestrahlungsvorgang zur ortsselektiven Verfestigung der zuvor präparierten Pulverschicht beginnen.After feeding a metered amount of powder into the space 53 Control of the SLM device causes the smoothing slider 43 to, from the in 4a shown inversion position in the in 4c to pivot shown reversing position, so that the case of the trailing Pulverglättungsleiste 49 advanced powder to the build platform 13 arrives. The construction platform 13 is previously the measure of the desired powder layer thickness in its cylinder guide 33 been lowered. Because the smoothing bars 47 . 49 with their bases on the base level 51 of the process room floor 11 lie, is when painting the construction platform 13 thus producing a smoothed powder layer of the desired thickness. The smoothing slider 43 then returns to the powder replenishment waiting position (reverse position) according to 4a , And it can start the irradiation process for the site-selective solidification of the previously prepared powder layer.

Während des Bestrahlungsvorgangs kann bereits wieder eine nächste Pulverdosis durch die Pulvereinlassstelle 55 in den Zwischenraum 53 des Glättungsschiebers 43 für die Präparation der nächsten Pulverschicht auf der Bauplattform 13 gefördert werden. Das Pulver wird hierzu aus einem externen Vorratsbehälter 57 der Pulvereinlasstelle 55 zugeführt, wobei ein unterhalb des Prozessraumbodens 11 verlaufender Pulverzuführungskanal die Pulvereinlassstelle 55 mit dem Vorratsbehälter 57 verbindet. In dem Pulverzuführungskanal ist eine Förderschnecke drehbar aufgenommen, die von einem gesteuert betreibbaren Elektromotor 59 zur Drehung angetrieben wird, um das Pulver aus dem Vorratsbehälter 57 heraus zur Pulvereinlasstelle 55 zwangszufördern.During the irradiation process, a next dose of powder may already pass through the powder inlet 55 in the gap 53 of the smoothing slider 43 for the preparation of the next layer of powder on the build platform 13 be encouraged. The powder is for this purpose from an external reservoir 57 the powder mixing point 55 fed, one below the process space floor 11 extending powder feed channel the powder inlet point 55 with the reservoir 57 combines. In the powder feed channel, a screw conveyor is rotatably received, which is controlled by a controllable electric motor 59 is driven to rotate to the powder from the Vorratsbe container 57 out to the powder club booth 55 zwangszufördern.

Die Vorgänge der Pulverschichtenpräparierung auf der Bauplattform 13 und der orstsselektiven Verfestigung durch Bestrahlung des Pulvers wiederholen einander, bis der gewünschte Formkörper 23 fertiggestellt ist. Die Führung des Laserstrahls 27 bei dessen Abtastbewegung über die Bauplattform 13 erfolgt in bekannter Weise nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers jeweils betreffend die aktuell bestrahlte Schicht.The processes of the powder layer preparation on the building platform 13 and the site-selective solidification by irradiation of the powder repeat each other until the desired shaped body 23 is completed. The leadership of the laser beam 27 during its scanning movement over the build platform 13 takes place in a known manner in accordance with Geometriebeschreibungsdaten of the molding in each case concerning the currently irradiated layer.

In den 4a4c ist ein weiteres Loch 61 in dem Prozessraumboden 11 erkennbar. Dieses dient dazu, überschüssiges Pulver vom Prozessraumboden 11 abzuführen. Dies kann manuell unter Verwendung der Dichthandschuhe (nicht gezeigt) an den Durchgriffsöffnungen 19 mit einem Fegewerkzeug oder dgl. erfolgen.In the 4a - 4c is another hole 61 in the process room floor 11 recognizable. This serves to remove excess powder from the process room floor 11 dissipate. This can be done manually using the sealing gloves (not shown) at the access openings 19 done with a sweeping tool or the like.

In 5 ist eine Draufsicht auf den Prozessraumboden 11 und den Glättungsschieber 43 einer SLM-Vorrichtung nach der Erfindung gezeigt, die nur in Nuancen, die für die vorliegende Beschreibung unbedeutend sind, von der SLM-Vorrichtung nach den 4a4c abweicht. Elemente in 5, die Elementen in den 4a4c gegenständlich oder funktional entsprechen, sind mit korrespondierenden Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass zum Verständnis der SLM-Vorrichtung in 5 weitgehend auf die Beschreibung der SLM-Vorrichtung gemäß 4a4c zurückgegriffen werden kann. In 5 ist mit gestrichelten Linien der vom Prozessraumboden verdeckte Pulverzuführungskanal 63 angedeutet. Er mündet mit der Pulvereinlassstelle 55 von unten her in den Prozessraumboden 11. Der Glättungsschieber 43 befindet sich in 5 in der Umkehrstellung bzw. Pulvernachfüllwartestellung, so dass die Pulvereinlassstelle 55 exakt in den Zwischenraum 53 zwischen den Pulverglättungsleisten 47 und 49 führt.In 5 is a plan view of the process room floor 11 and the smoothing slider 43 of an SLM device according to the invention, which only in nuances, which are insignificant for the present description, of the SLM device according to the 4a - 4c differs. Elements in 5 , the elements in the 4a - 4c represent objectively or functionally, are marked with corresponding reference numerals, so that for understanding the SLM device in 5 largely to the description of the SLM device according to 4a - 4c can be used. In 5 is with dashed lines of the process room floor hidden powder feed channel 63 indicated. He opens with the powder intake point 55 from below into the process room floor 11 , The smoothing slider 43 is located in 5 in the reversal position or powder replenishment waiting position, so that the powder inlet point 55 exactly in the gap 53 between the powder smoothing strips 47 and 49 leads.

Die Pulverglättungsleisten 47 und 49 haben in der Draufsicht gemäß 5 die Form von Bögen, die in der gezeigten Pulvernachfüllwartestellung des Glättungsschiebers in Richtung zur Bauplattform 13 konvex sind. Aufgrund dieser Bogenform kommt es zu einer raschen Verteilung des über die relativ enge Pulvereinlassstelle 55 zugeführten Pulvers längs der Pulverglättungsleiste 49, wenn der Glättungsschieber 43 in Richtung zur Bauplattform 13 verschwenkt wird. Wenn der Glättungsschieber 43 nach dem relativ kleinen Schwenkwinkel die Bauplattform 13 erreicht hat, ist das Pulver in dem Zwischenraum 53 bereits gut vorverteilt, so dass es gleichmäßig über der Bauplattform 13 bei der weiteren Schwenkbewegung des Glättungsschiebers 43 verstrichen werden kann. Bei der Zurückbewegung des Glättungsschiebers 43 kommt dann die bogenförmige Krümmung der Pulverglättungsleiste 47zur Wirkung, indem sie etwaiges überschüssiges Pulver tendenziell wieder zu dem unmittelbar auf die Pulvereinlassstelle 55 zulaufenden Scheitelbereich des Bogens hin sammelt. Das überschüssige Pulver kann auf diese Weise gut in dem Zwischenraum 53 gehalten werden, so dass eine unkontrollierte Verschmutzung des Prozessraumbodens 11 mit überschüssigem Pulver während des Bauprozesses weitestgehend vermieden werden kann.The powder smoothing strips 47 and 49 have in the plan view according to 5 the shape of sheets that in the shown powder replenishment waiting position of the smoothing slider towards the building platform 13 are convex. Because of this arch shape, there is a rapid distribution of the over the relatively narrow powder inlet 55 supplied powder along the Pulverglättungsleiste 49 when the smoothing slider 43 towards the build platform 13 is pivoted. When the smoothing slider 43 after the relatively small tilt angle the build platform 13 has reached, the powder is in the gap 53 already well-distributed, making it evenly over the build platform 13 in the further pivoting movement of the smoothing slide 43 can be elapsed. During the return movement of the smoothing slider 43 then comes the arcuate curvature of Pulverglättungsleiste 47 to act by tending to recycle any excess powder directly to the powder inlet site 55 collecting converging peak area of the arc out. The excess powder can be well in the gap in this way 53 be kept, so that uncontrolled pollution of the process space floor 11 can be largely avoided with excess powder during the construction process.

Die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach den 4a4c und 5 erlaubt eine zuverlässige Zuführung von Pulver zum Prozessraum, unabhängig von der Art und Fließfähigkeit des Pulvers. Ferner gewährleistet sie eine schnelle und qualitativ hochwertige Pulverschichtenpräparation auf der Bauplattform 13.The powder layer preparation device of the device according to the invention according to 4a - 4c and 5 allows a reliable supply of powder to the process room, regardless of the type and flowability of the powder. It also ensures fast and high-quality powder coating preparation on the build platform 13 ,

In den 6 und 7 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele einer SLM-Vorrichtung nach der Erfindung in Teildarstellung gezeigt. Abweichend von den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen mündet der Pulverzuführungskanal 63a in den Beispielen der 6 und 7 nicht von unten her in den Prozessraum 9, sondern an einer Stelle oberhalb des Prozessraumbodens 11. Ein oberer Pulverzuführungskanal 63a ist abgedichtet durch eine Öffnung in der Gehäuserückwand 64 geführt. Die Pulvereinlassstelle 55a ist durch ein vertikal von dem rohrförmigen Pulverzuführungskanal 63a nach unten abstehendes Röhrchen definiert, welches von oben her in den oben offenen Zwischenraum 53 zwischen den beiden Pulverglättungsleisten 47, 49 mündet, wenn der Glättungsschieber 43 in der in den 6 und 7 gezeigten Pulvernachfüllwartestellung ist. Nach Abgabe einer dosierten Pulvermenge in den Zwischenraum 53 wird der Glättungsschieber 43 über die Bauplattform 13 hinwegverschwenkt, um eine betreffende Pulverschicht zu präparieren, wie dies bereits unter Bezugnahme auf die vorausgegangenen Ausführungsbeispiele erläutert wurde.In the 6 and 7 two further embodiments of an SLM device according to the invention are shown in partial view. Notwithstanding the embodiments already described, the powder feed channel opens 63a in the examples of 6 and 7 not from below into the process room 9 but at a point above the process room floor 11 , An upper powder feed channel 63a is sealed by an opening in the rear wall of the housing 64 guided. The powder intake point 55a is through a vertically from the tubular powder feed channel 63a defined downwardly projecting tube, which from above into the open space above 53 between the two powder smoothing strips 47 . 49 flows when the smoothing slider 43 in the in the 6 and 7 shown is powder replenishment waiting position. After dispensing a metered amount of powder into the space 53 becomes the smoothing slider 43 over the build platform 13 pivoted away to prepare a respective powder layer, as already explained with reference to the preceding embodiments.

Bei der Vorrichtung nach 6 sind die Pulverglättungsleisten 47, 49 in der unter Bezugnahme auf 5 bereits beschriebenen Weise gekrümmt, während die Vorrichtung nach 7 zwei geradlinige und parallel zueinander verlaufende Pulverglättungsleisten 47, 49 aufweist.In the device according to 6 are the powder smoothing strips 47 . 49 in reference to 5 curved as described, while the device according to 7 two straight and parallel Pulverglättungsleisten 47 . 49 having.

Zur Erläuterung eines weiteren Erfindungsaspektes wird auf die 3a und 3b Bezug genommen. Darin ist schematisch gezeigt, wie nach Fertigstellung eines Formkörpers 23 eine Pulverabsaugglocke 69 über die Bauplattform 13 gestülpt ist. Die Pulverabsaugglocke 69 ist teilweise aufgebrochen dargestellt, um das Innenvolumen erkennbar zu machen. In 3a befindet sich die Bauplattform 13 noch in einem abgesenkten Zustand, in dem die zuletzt präparierte Pulverschicht 21 im Wesentlichen bündig mit der Basisebene 51 des Prozessraumbodens 11 liegt. In 3b ist die Bauplattform 13 in einem angehobenen Zustand gezeigt, wobei das darauf liegende Pulver und der aufgebaute Formkörper 23 in dem Innenvolumen der Saugglocke 69 aufgenommen sind. Das den Formkörper 23 außen umgebende überschüssige Pulver kann so effizient abgesaugt werden. Dies erfolgt über die Absaugleitung 71, die an einer Absaugpumpe angeschlossen ist. Das abgesaugte Pulver gelangt in eine Siebvorrichtung. Das gesiebte Pulver gelangt dann in einen Vorratsbehälter zur Wiederverwendung.To explain a further aspect of the invention is on the 3a and 3b Referenced. It shows schematically how after completion of a molding 23 a Pulverabsaugglocke 69 over the build platform 13 is slipped. The powder suction bell 69 is shown partially broken away to make the interior volume recognizable. In 3a is the construction platform 13 still in a lowered state in which the too last prepared powder layer 21 essentially flush with the base plane 51 of the process room floor 11 lies. In 3b is the build platform 13 shown in a raised state, wherein the powder thereon and the built-up shaped body 23 in the inner volume of the suction cup 69 are included. That the shaped body 23 outside surrounding excess powder can be sucked off so efficiently. This is done via the suction line 71 , which is connected to a suction pump. The extracted powder enters a screening device. The sieved powder then passes into a storage container for reuse.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004041633 A1 [0003] DE 102004041633 A1 [0003]
  • - DE 10236907 A1 [0003, 0006, 0011] - DE 10236907 A1 [0003, 0006, 0011]
  • - DE 19905067 A1 [0003] - DE 19905067 A1 [0003]
  • - DE 10112591 A1 [0003] - DE 10112591 A1 [0003]
  • - WO 98/24574 A1 [0003] WO 98/24574 A1 [0003]

Claims (15)

Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern durch schichtweises Aufbauen aus Werkstoffpulver durch ortsselektives Verfestigen des Pulvers zu zusammenhängenden Bereichen nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers (23), umfassend – einen Prozessraum (9) mit einem Prozessraumboden (11); der eine Basisebene (51) und eine relativ dazu mittels einer steuerbaren Antriebseinheit längs einer vertikalen Bauplattformachse (35) gesteuert höhenverstellbare Bauplattform (13) für den Formkörper (23) aufweist, – eine Pulverschichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung einer jeweiligen nachfolgend ortsselektiv zu verfestigenden Pulverschicht (21) auf der Bauplattform (13) und – eine Pulververfestigungseinrichtung, die zum ortsselektiven Verfestigen von Pulver der jeweils zuletzt auf der Bauplattform (13) präparierten Pulverschicht (21) aktivierbar ist, wobei die Pulverschichtenpräparierungseinrichtung (41) eine Pulverversorgungseinrichtung (55, 57, 59, 63) zur Bereitstellung von Pulver in dem Prozessraum (9) und einen Glättungsschieber (43) mit einer Pulverglättungsleiste (49) zur Verteilung und Glättung des von der Pulverversorgungseinrichtung im Prozessraum (9) bereitgestellten Pulvers auf der Bauplattform (13) aufweist, wobei der Glättungsschieber (43) mit seiner Pulverglättungsleiste (49) zwischen zwei Umkehrstellen mit in Draufsicht dazwischenliegender Bauplattform (13) im Prozessraum (9) hin- und herbewegbar ist, um die Pulverglättungsleiste (49) in einem der gewünschten Pulverschichtdicke entsprechenden Abstand zu der im jeweils vorausgegangenen Schritt auf der Bauplattform (13) ortsselektiv verfestigten Pulverschicht über die Bauplattform (13) hinwegzubewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverversorgungseinrichtung einen an einem außerhalb des Prozessraumes (9) vorgesehenen Pulvervorratsbehälter (57) angeschlossenen bzw. anschließbaren Pulverzuführungskanal (63) und einen Förderer zum Fördern von Pulver in dem Pulverzuführungskanal (63), insbesondere während der Phasen, in denen die Pulververfestigungseinrichtung zur ortsselektiven Verfestigung von Pulver der jeweils zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht (21) aktiviert ist, aufweist, wobei der Pulverzuführungskanal (63) an wenigstens einer zwischen der Bauplattform (13) und einer der Umkehrstellen der Pulverglättungsleiste (49) liegenden Pulvereinlassstelle (55) in den Prozessraum (9) einmündet, um Pulver unmittelbar zu dem Prozessraumboden (11) zu leiten.Apparatus for the production of shaped bodies by layer-wise building up from material powder by locally selective solidification of the powder to coherent areas in accordance with geometry description data of the shaped body ( 23 ), comprising - a process space ( 9 ) with a process room floor ( 11 ); the one basic level ( 51 ) and a relative thereto by means of a controllable drive unit along a vertical building platform axis ( 35 ) controlled height adjustable build platform ( 13 ) for the shaped body ( 23 ), - a Pulverschichtpräparierungseinrichtung for preparing a respective subsequently selectively to be solidified powder layer ( 21 ) on the build platform ( 13 ) and - a powder hardening device, which is used for site-selective solidification of powder last on the building platform ( 13 ) prepared powder layer ( 21 ) is activatable, wherein the powder layer preparation device ( 41 ) a powder supply device ( 55 . 57 . 59 . 63 ) for providing powder in the process space ( 9 ) and a smoothing slider ( 43 ) with a powder smoothing strip ( 49 ) for distributing and smoothing the powder supply device in the process space ( 9 ) provided powder on the build platform ( 13 ), wherein the smoothing slider ( 43 ) with its powder smoothing strip ( 49 ) between two reversal points with a building platform in between ( 13 ) in the process room ( 9 ) is reciprocable to the Pulverglättungsleiste ( 49 ) in a desired powder layer thickness corresponding distance to that in the previous step on the build platform ( 13 ) location-selectively solidified powder layer over the build platform ( 13 ), characterized in that the powder supply means one at an outside of the process space ( 9 ) provided powder reservoir ( 57 ) connected or connectable powder feed channel ( 63 ) and a conveyor for conveying powder in the powder supply passage (FIG. 63 ), in particular during the phases in which the powder consolidation device for the site-selective solidification of powder of the respectively last powder layer prepared on the building platform (US Pat. 21 ) is activated, wherein the powder feed channel ( 63 ) at least one between the build platform ( 13 ) and one of the reversal points of the powder smoothing strip ( 49 ) powder inlet point ( 55 ) in the process room ( 9 ) to powder directly to the process room floor ( 11 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverzuführungskanal (63) an wenigstens einer zwischen der Bauplattform (13) und einer der Umkehrstellen der Pulverglättungsleiste (49) liegenden Pulvereinlassstelle von unten her in den Prozessraumboden (11) mündet.Apparatus according to claim 1, characterized in that the powder feed channel ( 63 ) at least one between the build platform ( 13 ) and one of the reversal points of the powder smoothing strip ( 49 ) lying powder inlet point from below into the process room floor ( 11 ) opens. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderer ein Schneckenförderer ist, der eine in dem Pulverzuführungskanal (63, 63a) vorgesehene Förderschnecke aufweist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the conveyor is a screw conveyor, one in the powder feed channel ( 63 . 63a ) has provided screw conveyor. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulververfestigungseinrichtung eine Bestrahlungseinrichtung mit einer Strahlungsquelle, insbesondere Laserstrahlungsquelle aufweist, deren Strahlung ortsselektiv auf die Bauplattform (13) zu richten ist, um Pulver einer jeweils zuletzt darauf präparierten Pulverschicht (21) zu zusammenhängenden Bereichen umzuschmelzen oder zu versintern.Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the powder hardening device comprises an irradiation device with a radiation source, in particular a laser radiation source whose radiation is spatially selective to the construction platform ( 13 ) is to powder of each last prepared thereon powder layer ( 21 ) to remix or sinter into coherent areas. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplattform (13) relativ zur Basisebene (51) des Prozessraumbodens (11) jeweils um das Maß einer gewünschten Pulverschichtdicke in eine neue Absenkstellung absenkbar ist, um eine jeweilige neue Pulverschicht aufzunehmen, und dass die Unterseite der Pulverglättungsleiste im Wesentlichen auf der Höhe der Basisebene (51) des Prozessraumbodens (11) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the construction platform ( 13 ) relative to the base plane ( 51 ) of the process room floor ( 11 ) can each be lowered by the amount of a desired powder layer thickness to a new lowered position, in order to receive a respective new powder layer, and that the underside of the powder smoothing strip is essentially at the level of the base plane ( 51 ) of the process room floor ( 11 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Glättungsschieber (43) eine weitere Pulverglättungsleiste (47) aufweist, die in horizontalem Abstand zu der ersten Pulverglättungsleiste (49) auf gleicher Höhe mit dieser verläuft, so dass die Pulverglättungsleisten (47, 49) einen zum Prozessraumboden (11) offenen Zwischenraum (53) begrenzen, wobei der Glättungsschieber (43) mit seinen Pulverglättungsleisten (47, 49) in eine Pulvernachfüllwartestellung neben der Bauplattform (13) so positionierbar ist, dass die vorzugsweise im Prozessraumboden (11) vorgesehene Pulvereinlassstelle (55) in den Zwischenraum (53) einmündet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the smoothing slide ( 43 ) another powder smoothing bar ( 47 ) spaced horizontally from the first powder flattening bar (FIG. 49 ) runs at the same height with this, so that the Pulverglättungsleisten ( 47 . 49 ) one to the process room floor ( 11 ) open space ( 53 ), whereby the smoothing slider ( 43 ) with its powder smoothing strips ( 47 . 49 ) in a powder replenishment waiting position next to the building platform ( 13 ) is positionable so that the preferably in the process room floor ( 11 ) provided powder inlet point ( 55 ) into the space ( 53 ). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverglättungsleisten (47, 49) in Draufsicht die Form von Bögen haben, die in der Pulvernachfüllwartestellung des Glättungsschiebers (43) in Richtung zur Bauplattformachse (35) konvex sind.Apparatus according to claim 6, characterized in that the Pulverglättungsleisten ( 47 . 49 ) in plan view have the form of sheets which are in the powder replenishment waiting position of the smoothing slide ( 43 ) towards the building platform axis ( 35 ) are convex. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderer steuerbar ist, um eine jeweilige vorbestimmte Menge Pulver für die Präparierung einer jeweiligen nachfolgend zu verfestigenden Pulverschicht in den Prozessraum (9) einzubringen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conveyor is controllable to a respective predetermined amount of powder for the preparation of a respective subsequently to be solidified powder layer in the process space ( 9 ). Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pulverabsaugeinrichtung (69, 71) zur Absaugung von überschüssigem Pulver von der Bauplattform (13) nach Fertigstellung eines betreffenden Formkörpers (23) vorgesehen ist, wobei die Absaugeinrichtung (69, 71) eine Saugglocke umfasst, die im Prozessraum (9) über die Bauplattform (13) stülpbar ist und die über Absaugleitungen (71) mit einem externen Sammelbehälter verbunden ist.Device according to the preamble of An Claim 1 or according to one of the preceding claims, characterized in that a powder extraction device ( 69 . 71 ) for the extraction of excess powder from the building platform ( 13 ) after completion of a molding ( 23 ) is provided, wherein the suction device ( 69 . 71 ) comprises a suction cup, which in the process space ( 9 ) over the build platform ( 13 ) and the via suction lines ( 71 ) is connected to an external collection container. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplattform (13) bei darübergestülpter Absaugglocke (69) zumindest näherungsweise auf die Basisebene (51) des Prozessraumbodens anhebbar ist, insbesondere während eines Pulverabsaugvorganges, um so einen betreffenden Formkörper (23) in die Absaugglocke (69) einzubringen und ihn von Überschusspulver zu befreien.Apparatus according to claim 9, characterized in that the building platform ( 13 ) with überülülter suction bell ( 69 ) at least approximately to the base level ( 51 ) of the process chamber floor is liftable, in particular during a Pulverabsaugvorganges so as to a respective shaped body ( 23 ) in the suction bell ( 69 ) and to rid him of excess powder. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverabsaugeinrichtung eine Pulverauflockerungseinrichtung umfasst.Device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the powder suction a Powder loosening device comprises. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverauflockerungseinrichtung eine die Bauplattform in Vibration versetzende Rütteleinrichtung, insbesondere Ultraschall-Rütteleinrichtung aufweist.Device according to claim 11, characterized in that that the powder loosening device a the building platform in Vibratory vibrating device, in particular ultrasonic vibrator having. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder nach einem darauf rückbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung der Strahlungsquelle in Form eines fokussierten Laserstrahles (27) auf die Bauplattform (13) zu richten ist, wobei die Bauplattform (13) mittels der steuerbaren Antriebseinheit unmittelbar nach jedem Pulverschichtenpräparierungsvorgang relativ zum Brennpunkt (31) bzw. der Brennebene des Laserstrahles (27) vertikal verstellbar ist, um die Größe des Strahlauftreffpunktes (37) auf der zuletzt auf der Bauplattform (13) präparierten Pulverschicht zu variieren.Device according to Claim 4 or according to a claim dependent thereon, characterized in that the radiation of the radiation source is in the form of a focused laser beam ( 27 ) on the build platform ( 13 ), the building platform ( 13 ) by means of the controllable drive unit immediately after each powder layer preparation operation relative to the focal point ( 31 ) or the focal plane of the laser beam ( 27 ) is vertically adjustable to the size of the Strahlauftreffpunktes ( 37 ) on the last on the build platform ( 13 ) prepared powder layer to vary. Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern durch schichtweises Aufbauen aus Werkstoffpulver durch ortsselektives Verfestigen des Pulvers zu zusammenhängenden Bereichen nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers, umfassend – einen Prozessraum (9) mit einem Prozessraumboden (11), der eine Basisebene (51) und eine relativ dazu mittels einer steuerbaren Antriebseinheit längs einer vertikalen Bauplattformachse (35) gesteuert höhenverstellbare Bauplattform (13) für den Formkörper (23) aufweist, – eine Pulverschichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung einer jeweiligen nachfolgend ortsselektiv zu verfestigenden Pulverschicht (21) auf der Bauplattform (13) und – eine Pulververfestigungseinrichtung, die zum ortsselektiven Verfestigen von Pulver der jeweils zuletzt auf der Bauplattform präparierten Pulverschicht (21) aktivierbar ist, wobei die Pulververfestigungseinrichtung eine Bestrahlungseinrichtung mit einer Strahlungsquelle, insbesondere Laserstrahlungsquelle aufweist, deren Strahlung ortsselektiv auf die Bauplattform (13) zu richten ist, um Pulver einer jeweils zuletzt darauf präparierten Pulverschicht zu zusammenhängenden Bereichen umzuschmelzen oder zu versintern, wobei die Strahlung der Strahlungsquelle in Form eines fokussierten Strahles (27) auf die Bauplattform (13) zu richten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplattform (13) mittels der steuerbaren Antriebseinheit unmittelbar nach jedem Pulverschichtenpräparierungsvorgang relativ zum Brennpunkt (31) bzw. der Brennebene des Strahles (27) vertikal verstellbar ist, um die Größe des Strahlauftreffpunktes (37) auf der zuletzt auf der Bauplattform (13) präparierten Pulverschicht zu variieren.Apparatus for the production of shaped bodies by layer-wise building up from material powder by location-selective solidification of the powder to coherent areas in accordance with geometry description data of the shaped body, comprising - a process space ( 9 ) with a process room floor ( 11 ), which is a base level ( 51 ) and a relative thereto by means of a controllable drive unit along a vertical building platform axis ( 35 ) controlled height adjustable build platform ( 13 ) for the shaped body ( 23 ), - a Pulverschichtpräparierungseinrichtung for preparing a respective subsequently selectively to be solidified powder layer ( 21 ) on the build platform ( 13 ) and - a powder hardening device, which is used for site-selective solidification of powder of the last powder layer prepared on the building platform ( 21 ), wherein the powder hardening device has an irradiation device with a radiation source, in particular a laser radiation source, the radiation of which is spatially selective to the construction platform (US Pat. 13 ) in order to remelt or sinter powder of a respective powder layer which has been lastly prepared thereon to coherent regions, the radiation of the radiation source being in the form of a focused beam ( 27 ) on the build platform ( 13 ), characterized in that the building platform ( 13 ) by means of the controllable drive unit immediately after each powder layer preparation operation relative to the focal point ( 31 ) or the focal plane of the beam ( 27 ) is vertically adjustable to the size of the Strahlauftreffpunktes ( 37 ) on the last on the build platform ( 13 ) prepared powder layer to vary. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplattform (13) mittels der steuerbaren Antriebseinheit relativ zum Brennpunkt (31) bzw. der Brennebene des Strahles während des Vorgangs der ortsselektiven Bestrahlung der zuletzt auf der Bauplattform (13) präparierten Pulverschicht (21) gesteuert verstellbar ist, um die Größe des Strahlauftreffpunktes (37) auf der Pulverschicht (21) zu variieren.Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the building platform ( 13 ) by means of the controllable drive unit relative to the focal point ( 31 ) or the focal plane of the beam during the process of the location-selective irradiation of the last on the build platform ( 13 ) prepared powder layer ( 21 ) is controlled to the size of the beam impact point ( 37 ) on the powder layer ( 21 ) to vary.
DE102009038165A 2009-08-20 2009-08-20 Device for the production of form body through layer-wise application of material powder through location-selective hardening of powder to related areas, comprises a process area with a process area base that has a base plain Withdrawn DE102009038165A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009038165A DE102009038165A1 (en) 2009-08-20 2009-08-20 Device for the production of form body through layer-wise application of material powder through location-selective hardening of powder to related areas, comprises a process area with a process area base that has a base plain
DE202010018017U DE202010018017U1 (en) 2009-08-20 2010-08-19 Device for the production of moldings by layering of material powder
EP10173397.0A EP2286982B1 (en) 2009-08-20 2010-08-19 Device for manufacturing moulded bodies by layered construction using a material powder
EP13176330.2A EP2674283A3 (en) 2009-08-20 2010-08-19 Device for manufacturing moulded bodies by layered construction using a material powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009038165A DE102009038165A1 (en) 2009-08-20 2009-08-20 Device for the production of form body through layer-wise application of material powder through location-selective hardening of powder to related areas, comprises a process area with a process area base that has a base plain

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009038165A1 true DE102009038165A1 (en) 2011-02-24

Family

ID=43495439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009038165A Withdrawn DE102009038165A1 (en) 2009-08-20 2009-08-20 Device for the production of form body through layer-wise application of material powder through location-selective hardening of powder to related areas, comprises a process area with a process area base that has a base plain

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009038165A1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011075748A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Matthias Fockele Device for the successive production of moldings by layering of material powder
DE102012221641A1 (en) 2012-11-27 2014-05-28 Matthias Fockele Device for producing shaped objects from powder material, has conveying channel having bending point which has predetermined bending angle in the path along the screw conveyor and in the conveying direction in addition to powder inlet
DE102013215377A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gas guiding device, device for producing a component by application of powder layers and method for supplying and extracting gas in such a device
DE102015222689A1 (en) 2015-11-17 2017-05-18 Realizer Gmbh Mold production device for the production of moldings by site-selective solidification of material powder
WO2020038864A1 (en) 2018-08-20 2020-02-27 Realizer Gmbh Device for producing objects by layer-by-layer construction from pulverous material
DE102019212680A1 (en) * 2019-08-23 2021-02-25 Realizer Gmbh Device for the production of objects by building them up in layers from powdery material with binder jetting and sintering / melting
WO2021058279A1 (en) 2019-09-23 2021-04-01 Realizer Gmbh Carrier arrangement for use in an installation for selective powder melting
WO2021115994A1 (en) 2019-12-12 2021-06-17 Realizer Gmbh Active climate control in slm processes
DE102020201952A1 (en) 2020-02-17 2021-08-19 Realizer Gmbh calibration
CN113787709A (en) * 2021-08-23 2021-12-14 西安交通大学 A large and slender part printing equipment that can quantitatively select two-way powder coating
CN116551983A (en) * 2023-06-08 2023-08-08 厦门汉印电子技术有限公司 A powder lifting component, a powder spreading mechanism, a mobile printing vehicle and a three-dimensional printer

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19533960C2 (en) * 1995-09-13 1997-08-28 Fraunhofer Ges Forschung Method and device for producing metallic workpieces
WO1998024574A1 (en) 1996-12-02 1998-06-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Selective laser sintering at melting temperature
DE19905067A1 (en) 1999-02-08 2000-08-10 Matthias Fockele Layer-wise molding build-up apparatus, especially for laser prototyping of metallic articles, has a grinding tool for removing irregularities from a previously laser melted and solidified layer region
DE19935274C1 (en) * 1999-07-27 2001-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Apparatus for producing components made of a material combination has a suction and blowing device for removing material from the processing surface, and a feed device for a further material
DE20107262U1 (en) * 2001-04-27 2001-08-30 Eos Gmbh Electro Optical Systems, 82152 Planegg Device for producing a three-dimensional object
DE10112591A1 (en) 2000-03-15 2001-10-11 Matthias Fockele Production of a molded body used for molding a metal powder or a liquid resin comprises solidifying and/or melting a liquid or powdered raw material by irradiating with a laser beam corresponding to the cross-section of the molded body
DE10157647A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-05 Concept Laser Gmbh Process for the production of three-dimensional workpieces in a laser material processing system or a stereolitography system
DE10236907A1 (en) 2002-08-12 2004-02-26 Fockele, Matthias, Dr. Apparatus for making moldings using computer assisted design techniques by fusing layers of e.g. ceramic powder has leveling plate which smoothes off new layers of powder and bends over fixed obstructions
DE102004041633A1 (en) 2004-08-27 2006-03-02 Fockele, Matthias, Dr. Device for the production of moldings
DE102006010928A1 (en) * 2005-03-09 2006-11-30 3D Systems, Inc., Valencia Recycle system for laser sintering powder
DE202009000825U1 (en) * 2009-01-23 2009-03-26 Eos Gmbh Electro Optical Systems System for the reuse of residual powder from a plant for the generative production of three-dimensional objects
DE102008012063A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Method for the production of hybrid molded part, comprises placing a contour mask on a base body, coating the surface of the mask and the body with a powdery material, and exposing the material to be applied in area wise manner

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19533960C2 (en) * 1995-09-13 1997-08-28 Fraunhofer Ges Forschung Method and device for producing metallic workpieces
WO1998024574A1 (en) 1996-12-02 1998-06-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Selective laser sintering at melting temperature
DE19905067A1 (en) 1999-02-08 2000-08-10 Matthias Fockele Layer-wise molding build-up apparatus, especially for laser prototyping of metallic articles, has a grinding tool for removing irregularities from a previously laser melted and solidified layer region
DE19935274C1 (en) * 1999-07-27 2001-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Apparatus for producing components made of a material combination has a suction and blowing device for removing material from the processing surface, and a feed device for a further material
DE10112591A1 (en) 2000-03-15 2001-10-11 Matthias Fockele Production of a molded body used for molding a metal powder or a liquid resin comprises solidifying and/or melting a liquid or powdered raw material by irradiating with a laser beam corresponding to the cross-section of the molded body
DE20107262U1 (en) * 2001-04-27 2001-08-30 Eos Gmbh Electro Optical Systems, 82152 Planegg Device for producing a three-dimensional object
DE10157647A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-05 Concept Laser Gmbh Process for the production of three-dimensional workpieces in a laser material processing system or a stereolitography system
DE10236907A1 (en) 2002-08-12 2004-02-26 Fockele, Matthias, Dr. Apparatus for making moldings using computer assisted design techniques by fusing layers of e.g. ceramic powder has leveling plate which smoothes off new layers of powder and bends over fixed obstructions
DE102004041633A1 (en) 2004-08-27 2006-03-02 Fockele, Matthias, Dr. Device for the production of moldings
DE102006010928A1 (en) * 2005-03-09 2006-11-30 3D Systems, Inc., Valencia Recycle system for laser sintering powder
DE102008012063A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Method for the production of hybrid molded part, comprises placing a contour mask on a base body, coating the surface of the mask and the body with a powdery material, and exposing the material to be applied in area wise manner
DE202009000825U1 (en) * 2009-01-23 2009-03-26 Eos Gmbh Electro Optical Systems System for the reuse of residual powder from a plant for the generative production of three-dimensional objects

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011075748A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Matthias Fockele Device for the successive production of moldings by layering of material powder
DE102011075748B4 (en) 2011-05-12 2024-04-25 Realizer Gmbh Device for the sequential production of molded bodies by layer-by-layer construction from material powder
DE102012221641A1 (en) 2012-11-27 2014-05-28 Matthias Fockele Device for producing shaped objects from powder material, has conveying channel having bending point which has predetermined bending angle in the path along the screw conveyor and in the conveying direction in addition to powder inlet
DE102013215377A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gas guiding device, device for producing a component by application of powder layers and method for supplying and extracting gas in such a device
US10960467B2 (en) 2015-11-17 2021-03-30 Realizer Gmbh Forming device for producing moulded bodies by selectively hardening powder material
DE102015222689A1 (en) 2015-11-17 2017-05-18 Realizer Gmbh Mold production device for the production of moldings by site-selective solidification of material powder
WO2020038864A1 (en) 2018-08-20 2020-02-27 Realizer Gmbh Device for producing objects by layer-by-layer construction from pulverous material
DE102019212680A1 (en) * 2019-08-23 2021-02-25 Realizer Gmbh Device for the production of objects by building them up in layers from powdery material with binder jetting and sintering / melting
WO2021058279A1 (en) 2019-09-23 2021-04-01 Realizer Gmbh Carrier arrangement for use in an installation for selective powder melting
WO2021115994A1 (en) 2019-12-12 2021-06-17 Realizer Gmbh Active climate control in slm processes
DE102020201952A1 (en) 2020-02-17 2021-08-19 Realizer Gmbh calibration
WO2021165145A1 (en) 2020-02-17 2021-08-26 Realizer Gmbh Calibration of a system for selective powder melting
CN113787709A (en) * 2021-08-23 2021-12-14 西安交通大学 A large and slender part printing equipment that can quantitatively select two-way powder coating
CN116551983A (en) * 2023-06-08 2023-08-08 厦门汉印电子技术有限公司 A powder lifting component, a powder spreading mechanism, a mobile printing vehicle and a three-dimensional printer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2286982B1 (en) Device for manufacturing moulded bodies by layered construction using a material powder
DE102009038165A1 (en) Device for the production of form body through layer-wise application of material powder through location-selective hardening of powder to related areas, comprises a process area with a process area base that has a base plain
DE102011075748B4 (en) Device for the sequential production of molded bodies by layer-by-layer construction from material powder
EP0688262B2 (en) Process and device for producing three-dimensional objects
DE19813742C1 (en) Three-dimensional object manufacture and process equipment for faster, higher quality object manufacture
EP1839781B1 (en) Device for manufacturing objects by layered construction using a powdery substance
EP2010370B1 (en) Device for producing a three-dimensional object in layers
EP2026952B1 (en) Device and method for the layered production of a three-dimensional object from a powdered constituent
DE102005014483B4 (en) Device for the production of articles by layering of powdered material
DE19905067A1 (en) Layer-wise molding build-up apparatus, especially for laser prototyping of metallic articles, has a grinding tool for removing irregularities from a previously laser melted and solidified layer region
DE112015005758T5 (en) Method for producing a three-dimensional molding
DE202006016477U1 (en) Rapid prototyping apparatus for producing three-dimensional object, comprises carrier whose height is fixed and retaining wall whose height is adjusted by program-controlled adjuster
DE202011003443U1 (en) Device for the generative production of three-dimensional components
DE102014209161A1 (en) Control unit, apparatus and method for producing a three-dimensional object
DE102016211949A1 (en) Coating unit, coating method, apparatus and method for generatively producing a three-dimensional object
DE102016211952A1 (en) Coating unit, coating method, apparatus and method for generatively producing a three-dimensional object
DE102012107297A1 (en) Working method for producing three-dimensional workpiece under e.g. normal atmosphere, involves fully hardening applied layers of powdered materials at laser beam incidence on workpiece surface after introducing liquid or binding agent
DE102014222129A1 (en) Method, apparatus and coating module for producing a three-dimensional object
EP3374158B1 (en) Powder dispensing unit, device and method for generatively producing a three-dimensional object
DE102010029078A1 (en) Producing an article by layer-wise structures made of powdered metallic or ceramic material, comprises individually preparing material powder layers subsequent to each other on a support, and location-selectively solidifying each layer
DE102010045850A1 (en) Generatively producing component, preferably turbomachine, comprises solidifying powder bed in section-wise manner by energy input, to form local melt bath in powder bed, and vibrating powder bed for releasing gas components
WO2012062253A2 (en) Device for producing, repairing, and/or replacing a component by means of a powder that can be solidified by energy radiation, and a method and a component produced according to the method
DE202009016400U1 (en) Device for the production of moldings by layering of material powder
DE102011106380B4 (en) Device for producing three-dimensional objects
EP0737130A1 (en) Process and device for producing a three-dimensional object

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150303