CH710301B1

CH710301B1 - Hebe- und Absenkvorrichtung zum Tragen und vertikalen Bewegen eines Trägers.

Info

Publication number: CH710301B1
Application number: CH01437/15A
Authority: CH
Inventors: Solenicki Dominik; Von Burg Christian
Original assignee: Sintratec Ag
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2020-01-31
Also published as: CH710301A2; DE102015117431A1

Abstract

Eine Hebe- und Absenkvorrichtung, umfassend einen Träger (15, 16), einen Behälter (25), und eine Halterung (17, 18) zum Tragen und vertikalen Bewegen des Trägers (15, 16) in einem Behälter (25), ist für eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes vorgesehen. Der Behälter kann als ein Pulvervorratsbehälter (7) oder ein Objektbehälter (1) ausgebildet sein. Der Träger (15, 16) ist mit der Halterung (17, 18) verbunden, wobei die Halterung (17, 18) des Trägers (15, 16) durch eine seitliche Öffnung im Behälter (25) hindurchgeführt ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Hebe- und Absenkvorrichtung zum Tragen und vertikalen Bewegen eines Trägers für eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes, die als Schichtauftragungsvorrichtung zur Schichtauftragung eines pulverförmigen Werkstoffes verwendet wird. Beim pulverförmigen Werkstoff kann es sich um Kunststoffe oder Polymere, typischerweise PA, Metalle, Keramiken oder Verbundmaterialien handeln.

[0002] Fig. 1 zeigt eine Lasersintervorrichtung. Sie weist einen nach oben und unten offenen Behälter auf, nachfolgend Objektbehälter 1 genannt, in welchem sich ein Träger 2 befindet, welcher den pulverförmigen Werkstoff und das zu bildende Objekt 41 trägt. Zusammen mit einer Haltevorrichtung 3 und einem Antrieb bildet der Träger 2 eine Hebe- und Absenkvorrichtung, womit der Träger 2 innerhalb des Objektbehälters 1 in vertikaler Richtung auf und ab bewegt wird. Oberhalb des Objektbehälters 1 befindet sich eine Strahlungseinrichtung 4 in Form eines Lasers, die einen gerichteten Lichtstrahl 5 über eine Ablenkvorrichtung 6 in Richtung des zu bildenden Objektes 41 abgibt.

[0003] Weiterhin findet sich ein zum Objektbehälter 1 benachbarter, nach unten und oben offener Pulvervorratsbehälter 75, worin sich ebenfalls eine Hebe- und Absenkvorrichtung analog zur Hebe- und Absenkvorrichtung im Objektbehälter 1 befindet. In Kombination zu den Behältern befördert eine Auftragungsvorrichtung 8 eine von der gewünschten Schichtdicke des zu erstellenden Objektes abhängige Menge an pulverförmigem Werkstoff aus dem Pulvervorratsbehälter 7 in den Objektbehälter 1, begleitet durch eine von der gewünschten Schichtdicke abhängige Aufwärtsbewegung der Hebe- und Absenkvorrichtung im Pulvervorratsbehälter 7 und Abwärtsbewegung der Hebe- und Absenkvorrichtung im Objektbehälter 1.

[0004] Es sind zudem Vorrichtungen bekannt, die anstelle eines zum Objektbehälter 1 benachbarten Pulvervorratsbehälters 7 mit Hebevorrichtung nur einen Objektbehälter mit Hebevorrichtung verwenden. Der Pulvervorratsbehälter befindet sich dabei über dem Objektbehälter und hat an seiner Unterseite eine Öffnung, woraus pulverförmiger Werkstoff bei Bedarf auslaufen kann. Eine entsprechende Vorrichtung wird in der US 4 863 538 offenbart.

[0005] Nach Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen für die Auftragungsvorrichtung bekannt. Beispiele sind ein Querelement mit einer befestigten Klinge, welches auf zwei Schienen läuft, oder ein Rakel oder eine gegenläufig drehende Rolle, wie in der US 5 053 090 beschrieben.

[0006] Zur Herstellung eines Objektes wird nach einer Pulverauftragung der Lichtstrahl über die Ablenkvorrichtung auf die Pulveroberfläche des pulverförmigen Werkstoffs im Objektbehälter so geleitet, dass der abgelenkte Lichtstrahl nacheinander an allen gewünschten, also in dieser Schicht dem Objekt entsprechenden Stellen, auftrifft und dort der pulverförmige Werkstoff durch Sintern verfestigt.

[0007] In der US 5 155 324 wird die Hebevorrichtung realisiert, gemäss welcher ein Träger an einer Haltevorrichtung befestigt wird. Mittels der Haltevorrichtung wird der Träger von unterhalb des Objekt- oder Pulvervorratsbehälters, durch dessen untere Öffnung stossend, fixiert.

[0008] Dies bringt den Nachteil, dass unterhalb der Behälter Platz für die Halterung und Antrieb des Trägers mindestens in der Höhe der Behälter gebraucht wird, für den Fall, dass sich ein Träger in der tiefst möglichen Position befindet.

[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer platzsparenden Hebe- und Absenkvorrichtung und einer damit verbundenen Auftragungsvorrichtung. Insbesondere soll eine optimierte Hebe- und Absenkvorrichtung zu einer rascheren und energieeffizienteren schichtweisen Herstellung von Bauteilen durch Sintern bereitgestellt werden.

[0010] Die Aufgabe wird durch eine Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0011] Die Hebe- und Absenkvorrichtung zum Tragen und vertikalen Bewegen eines Trägers in einem Behälter ist insbesondere für eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes geeignet. Der Behälter kann als Pulvervorratsbehälter oder Objektbehälter ausgebildet sein. Die Hebe- und Absenkvorrichtung umfasst einen Träger, einen Behälter und eine Halterung. Der Träger weist die Halterung auf, wobei die Halterung des Trägers durch eine seitliche Öffnung im Behälter hindurchgeführt ist. Die seitliche Öffnung kann sich in einer der Seitenwände, der Vorderwand oder der Rückwand des Behälters befinden.

[0012] Nach einem Ausführungsbeispiel ist eine Abdichtplatte ausserhalb des Behälters an einer Seitenwand des Behälters angeordnet und mit der Halterung verbunden. Die Abdichtplatte kann die seitliche Öffnung im Behälter zur Verhinderung des Ausrinnens von pulverförmigem Werkstoff aus dem Behälter abdichten, wobei durch Ausüben eines Anpressdrucks der Abdichtplatte auf den Behälter insbesondere eine zu der Seitenwand des Behälters parallele Bewegung der Abdichtplatte ermöglicht ist.

[0013] Nach einem Ausführungsbeispiel sind die Abdichtplatte und/oder die Aussenseite des Behälters mit einem abdichtenden Material versehen, wobei das abdichtende Material mindestens ein Element aus der Gruppe der Kunststoff matten, Metallplatten, Metallvorhänge oder Keramikplatten umfassen kann. Die Kunststoffmatte kann insbesondere ein Element aus der Gruppe der Glasfaser- oder Polyestermatten enthalten. Die Metallplatte kann insbesondere ein Element aus der Gruppe der rostfreien, unbeschichteten oder beschichteten Metallplatten enthalten.

CH 710 301 B1 [0014] Nach einem Ausführungsbeispiel ist das abdichtende Material temperaturbeständig übereinen Sinterbereich eines im Behälter befindlichen pulverförmigen Werkstoffs. Der pulverförmige Werkstoff kann ein Element aus der Gruppe der Kunststoffe oder Metalle enthalten, wobei insbesondere für einen Kunststoff enthaltenden pulverförmigen Werkstoff eine Temperaturbeständigkeit bis einschliesslich 350 °C gegeben ist und/oder für einen ein Metall enthaltenden pulverförmigen Werkstoff, wobei eine Temperaturbeständigkeit bis einschliesslich 2000 °C gegeben ist.

[0015] Nach einem Ausführungsbeispiel ist eine Rückwand von einem oder mehreren Behältern ausgebildet, wobei die Rückwand die Höhe der Behälter übertrifft, in der Rückwand kann mindestens ein Öffnungsschlitz angeordnet sein, durch welchen die Halterung des Trägers hindurchgeführt ist.

[0016] Nach einem Ausführungsbeispiel ist eine Schiene auf einer zur Rückwand gegenüberliegenden Oberkante einer Vorderwand des Behälters angeordnet. Eine zu der Schiene vertikal versetzte Schiene kann an einer Oberkante der Rückwand angeordnet sein. Jede der Schienen kann eine Auftragungsvorrichtung zum Aufträgen von pulverförmigem Werkstoff tragen, wobei die Auftragungsvorrichtung entlang der Schiene oder der Schienen über den oder die Behälter bewegbar ist.

[0017] Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Abdichtplatte mechanische Zusatzelemente zur formschlüssigen, stabilen und präzisen Führung enthalten.

[0018] Nach einem Ausführungsbeispiel kann die seitliche Öffnung im Behälter durch eine Abdeckvorrichtung abgedeckt werden, welche auf einer Seite mit einer Kante des Trägers verbunden ist und auf einer anderen Seite mit einer Einspannvorrichtung verbunden ist, welche sich an einer oberen Kante des Behälters befindet.

[0019] Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Einspannvorrichtung aus einer passiv oder aktiv bewegten Rolle bestehen, welche die Abdeckvorrichtung bei einer Auf- oder Abwärtsbewegung des Trägers entsprechend ein- oder ausrollt.

[0020] Eine Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele kann in einer Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes erfolgen. Das dreidimensionale Objekt kann aus einer Mehrzahl von Schichten eines pulverförmigen Werkstoffs gebildet werden, indem die jeweils oberste Schicht an den Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des Objektes in dieser Schicht entsprechen, durch eine Strahlungseinrichtung verfestigt wird.

[0021] Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass vertikal Platz gespart werden kann, wodurch sich die Höhe einer Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen dreidimensionaler Objekte oder einer Lasersintervorrichtung essenziell verkleinert. Dadurch wird eine Bauweise einer Lasersintervorrichtung im Desktop- oder Kleinformat ermöglicht. Da der Innenraum einer Lasersintervorrichtung üblicherweise aufgeheizt wird, führt das verkleinerte Volumen zudem zu einer Energieersparnis und verkürzten Aufheizzeiten.

[0022] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den Zeichnungen dargestellt werden, näher erläutert. Von den Figuren zeigt:

Fig. 1 eine Lasersintervorrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Darstellung einer Vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Darstellung der Vorrichtung in der ersten Ausführungsform und zusätzlich einer Auftragungsvorrichtung in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Darstellung einer Vorrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine Darstellung einer Vorrichtung und Auftragungsvorrichtung gemäss der Erfindung in einer Lasersintervorrichtung.

[0023] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 40 zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes 41, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das dreidimensionale Objekt 41 wird aus einer Mehrzahl von Schichten 42,43,44 eines pulverförmigen Werkstoffs gebildet, wobei in Fig. 1 exemplarisch nur die drei zuoberst angeordneten Schichten bezeichnet sind. Die Schichtdicke jeder der Schichten ist im Wesentlichen gleich. Die jeweils oberste Schicht, hier die Schicht 44, wird an den Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des Objektes 41 in dieser Schicht 44 entsprechen, durch eine Strahlungseinrichtung 4 verfestigt. Durch die Strahlungseinrichtung wird beispielsweise ein gerichteter Lichtstrahl 5 erzeugt, der als Laserstrahl ausgebildet ist. Der gerichtete Lichtstrahl 5 wird von einer Ablenkvorrichtung 6 erfasst und auf die Schicht 44 umgelenkt. Der Lichtstrahl wird über eine Oberfläche auf der Schicht 44 geführt, die dem Querschnitt des dreidimensionalen Objektes in dieser Schicht entspricht. Der Querschnitt des dreidimensionalen Objekts ist beispielsweise durch ein Modell desselben festgelegt, wobei durch das Modell eine Folge von horizontalen Schnitten gelegt wird, die den Schichten des pulverförmigen Werkstoffs entspricht, welches mit der Auftragungsvorrichtung 8 in den Objektbehälter 1 eingebracht wird. Das Modell kann in einer Prozessregelungsvorrichtung 36 gespeichert sein. Die Prozessregelungsvorrichtung 36 kann aufgrund der Informationen, die es über das Modell des Objekts enthält, einerseits die Strahlungsvorrichtung 4 regeln, die Richtung des gerichteten Lichtstrahls 5 über die Ablenkvorrichtung 6 einstellen, sowie die Auftragungsvorrichtung

CH 710 301 B1 betätigen, sowie die Hebe- und Absenkvorrichtung betätigen, insbesondere den Antrieb 45 für die Haltevorrichtung 3 und gegebenenfalls einen Antrieb 47 für die Haltevorrichtung 46 des Pulvervorratsbehälters 7 betätigen. Zu Beginn der Bearbeitung ist der hier leer gezeichnete Pulvervorratsbehälter 7 mit einem pulverförmigen Werkstoff befüllt. Die Hebeund Absenkvorrichtung, hier dargestellt durch die Haltevorrichtung 46, befindet sich in der untersten Position. Auch der Zwischenraum zwischen dem Objektbehälter 1 und dem Pulvervorratsbehälter 7 kann mit pulverförmigem Werkstoff befüllt sein, sodass der pulverförmige Werkstoff mittels der Auftragungsvorrichtung 8 vom Pulvervorratsbehälter 7 zum Objektbehälter 1 transportiert werden kann. Der Objektbehälter 1 und der Pulvervorratsbehälter 7 weisen eine in diesem Schnitt nicht sichtbare Vorderwand, eine in der Fig. 1 geschnitten dargestellte linke und rechte Seitenwand und eine Rückwand auf. Der Objektbehälter 1 und der Pulvervorratsbehälter 7 sind oben offen und unten von je einem höhenverstellbaren Träger 2, 49 begrenzt, der auf den Haltevorrichtungen 3, 46 aufliegt und mit der jeweiligen Halteverbindung lösbar oder unlösbar verbunden ist, sodass die Gesamtheit von Trägern und Haltvorrichtungen in der Höhe verstellbar ist. Jeder der Träger 2, 49, die Haltevorrichtungen 3, 46 und die zugehörigen Antriebe 45, 47 bilden die Hebe- und Absenkvorrichtung aus. Die Seitenwände, die Vorderwand und die Rückwand bilden eine geschlossene Umfangsfläche aus, entlang derer der Träger 2, 49 nach der Art eines Kolbens aufwärts oder abwärts bewegbar ist.

Erste Ausführungsform [0024] Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Eine Rückwand des Behälters 25, der ein Objektbehälter 1 oder ein Pulvervorratsbehälter 7 sein kann, wird in zwei Segmente geteilt (9 und 10). Der Träger 11 ist mit einer Halterung verbunden, welche durch den Spalt geführt wird, der durch die Segmente 9,10 der Seitenwand entsteht. Die Halterung ist an einer vertikalen Abdichtplatte 13 befestigt. Die Höhe der Abdichtplatte 13 entspricht beispielsweise der Höhe der Seitenwände des Behälters und ihre Breite ist grösser als der Spalt der Segmente 9,10 der Seitenwand, Die Abdichtplatte befindet sich ausserhalb des Behälters und drückt auf die beiden Segmente 9, 10 der Seitenwand. Die Abdichtplatte 13 ist mit einem den pulverförmigen Werkstoff abdichtenden Material beschichtet, damit seitlich durch den Spalt kein pulverförmiger Werkstoff auslaufen kann. Beim abdichtenden Material handelt es sich typischerweise um eine temperaturbeständige Kunststoffmatte oder eine Metallplatte. Die Kunststoffmatte kann zumindest ein Element aus der Gruppe der Glasfaser- oder Polyestermatten umfassen. Die Metallplatte kann zumindest ein Element der rostfreien, unbeschichteten oder beschichteten Metallplatten mit geringer Temperaturleitfähigkeit umfassen. Das abdichtende Material kann auch ein Element der Gruppe der Metall-Vorhänge oder Keramikplatten enthalten. Die Temperaturbeständigkeit des abdichtenden Materials ist für den Temperaturbereich gegeben, in welchem der Sintervorgang abläuft. Diese Temperaturbeständigkeit beträgt für abdichtende Materialien aus Kunststoff bis einschliesslich 350 °C und für abdichtende Materialien aus metallischen oder keramischen Werkstoffen typischerweise bis einschliesslich 2000 °C.

[0025] Die Abdichtplatte 13 verfügt über mechanische Zusatzelemente, wie Federn oder andere elastischen Materialien (Silikon Matten usw.), welche diese formschlüssig an die Behälter drücken sowie eine stabile und exakte Führung der Abdichtplatte 13 ermöglichen. Die Abdichtplatte 13 ist zudem mit einem hier nicht dargestellten Antrieb verbunden, welche sie und somit den verbundenen Träger 11 in vertikaler Richtung bewegen kann.

[0026] Mittels der gezeigten Anordnung kann erreicht werden, dass sich die für das schichtweise Herstellen eines Objektes mit einem pulverförmigen Werkstoff benötigte vertikale Bewegung des Trägers 11 im Objektbehälter 1 oder Pulvervorratsbehälter 7 platzsparend realisieren lässt, indem die Halterung 12 des Trägers 11 seitlich durch den Objektbehälter 1 oder den Pulvervorratsbehälter 7 hindurchgeführt ist. Durch die mit der Halterung 11 verbundene Abdichtplatte 13 wird der Objektbehälter 1 oder der Pulvervorratsbehälter 7 abgedichtet.

Zweite Ausführungsform [0027] Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Jeweils eine Seitenwand von Objektbehälter 1 und Pulvervorratsbehälter 7 wird von einer gemeinsamen Rückwand 14 gebildet. Die Träger 15,16 werden jeweils von den mit ihnen verbundenen Halterungen 17,18 getragen, wobei in der Fig. 3 die Halterungen 17, 18 und die zugehörigen Abdichtplatten 19, 20 der Übersichtlichkeit halber explosionsartig versetzt gezeigt werden. Aufgrund der hier nicht dargestellten Ablenkvorrichtung der Strahlungseinrichtung, wie beispielsweise einer Lasersintervorrichtung, über dem Objektbehälter 1 wird in einer oberhalb der Behälter 25 angeordneten Horizontalebene Platz für die Anordnung der Strahlungseinrichtung 4 sowie der zugehörigen Ablenkvorrichtung 6 oder der Prozessregelungsvorrichtung 36 benötigt. Denn vom Laserstrahl muss eine genügend grosse Fläche abgefahren werden können, die den maximalen Querschnittsabmessungen des Objekts in der jeweiligen Schichtebene entspricht. Des Weiteren wird Platz gebraucht, um Zugang zu den Behältern 25 zu erhalten, beispielsweise um das hergestellte Objekt zu entfernen oder um den pulverförmigen Werkstoff einzufüllen. Um nicht Platz für eine Hebevorrichtung unterhalb der Behälter zu vergeuden, nutzt die Erfindung den zur Verfügung stehenden Platz seitlich der Behälter 25 vorteilhaft. Wenn einer der Träger 15,16 sich in der höchsten Position befindet, so ragt die Abdichtplatte 19, 20, welche an die Rückwand 14 drückt, überden Behälter25 hinaus.

[0028] Eine Auftragungsvorrichtung 8, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, hat den Nachteil, dass das Querelement 21 sowie eine Schiene der Rückwand 14 oder den Abdichtplatten 19, 20 in die Quere kommen würde. Die Erfindung beinhaltet deshalb eine vorteilhafte Auftragungsvorrichtung 48, welche auf einer Schiene 22 auf oberer Behälterkantenhöhe hin und her bewegbar ist und/oder auf einer zweiten Schiene 23 hin und her bewegbar ist. Die zweite Schiene 23 ist zur ersten Schiene 22 nach oben vertikal versetzt, sodass die zweite Schiene 23 über der maximalen Höhe der

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Abdichtplatten 19, 20 zu liegen kommt. Die erste Schiene 22 erstreckt sich entlang der oberen Kante der Vorderwand der Behälter 25, die zweite Schiene 23 erstreckt sich entlang der oberen Kante der Rückwand 14. Das Querelement 21 ist deshalb in L-Form gebaut, sodass jeweils ein Ende des Querelementes 21 auf eine der Schienen 22, 23 zu liegen kommt. Das Querelement 21 ist Bestandteil der Auftragungsvorrichtung 48, um den pulverförmigen Werkstoff aufzutragen. Das Querelement 21 kann durch einen nicht dargestellten Antrieb in horizontaler Richtung bewegt werden und neuen pulverförmigen Werkstoff auf den Träger 15 oder auf bereits vorhandenen pulverförmigen Werkstoff im Objektbehälter 1 auftragen. Das Verwenden einer ersten und einer zweiten Schiene 22, 23 anstelle einer einzigen Schiene hat den Vorteil, dass beim Aufträgen das Querelement 21 in einer flüssigeren Bewegung geschoben werden kann, was zu einer gleichmässiger aufgetragenen Schicht führt. Die Auftragungsvorrichtung 48 kann ein Element aus der Gruppe der Rakel, Klingen oder Walzen enthalten. Insbesondere kann eine Walze beim Aufträgen des pulverförmigen Werkstoffs der Querelementbewegungsrichtung entgegenlaufen. Weitere handelsübliche Auftragungsvorrichtungen können ohne Einschränkung in der vorliegenden Vorrichtung verwendet werden.

[0029] Ebenfalls denkbar ist eine Ausführungsform der Erfindung, gemäss welcher der Pulvervorratsbehälter 7 gemäss Fig. 3 weggelassen wird und ein Pulverreservoir in die Auftragungsvorrichtung integriert wird oder der Auftragungsvorrichtung über eine Zuleitung pulverförmiger Werkstoff aus einem externen oder oberhalb des Objektbehälter befindenden Reservoir zugeführt wird.

Dritte Ausführungsform [0030] Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Der Träger 24 des nach oben und unten offenen Pulvervorrats- oder Objektbehälters, nachfolgend als Behälter 25 bezeichnet, wird gehalten von einer Halterung 28, die den Behälter 25 seitlich durchstösst. Die Öffnung für die Halterung 26 im Behälter wird von einer Abdeckvorrichtung 27 abgedichtet. Diese besteht aus einem Abdeckmaterial (z.B. einer Glasfasermatte), welches die seitliche Öffnung im Behälter 25 abdeckt, an einer Kante des Trägers 24 befestigt ist, sowie bis an die obere Kante des Behälters 25 reicht. An der oberen Kante des Behälters 25 befindet sich eine Einspannvorrichtung 28, die das Abdeckmaterial einspannt. Beispielsweise kann die Einspannvorrichtung 28 als eine Rolle ausgebildet sein, die das Abdeckmaterial bei einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Trägers entsprechend auf- oder abrollt. So wird erreicht, dass durch die seitliche Öffnung der pulverförmige Werkstoff nicht austreten kann und die beschriebenen Vorteile einer platzsparenden Hebevorrichtung genutzt werden können.

[0031] Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung, welche in einer Lasersintervorrichtung angeordnet ist. Der Schnitt verläuft in vertikaler Richtung durch den Behälter 23 entlang einer Schnittebene, die parallel zur Rückwand 14 angeordnet ist und vor der Rückwand 14 liegt. Im Behälter 29, der als Objektbehälter oder Pulvervorratsbehälter ausgebildet sein kann, ist eine seitliche Öffnung angeordnet. In dieser seitlichen Öffnung befindet sich ein Träger 30, welcher von einer Halterung 31 getragen wird, die wiederum den Behälter 29 seitlich verlässt. Die Halterung 31 ist ausserhalb des Behälters 29 mit einem Antrieb verbunden, der die Vorrichtung in vertikaler Richtung bewegen kann. Eine Auftragungsvorrichtung 37, beispielsweise realisiert wie in Fig. 3, trägt im Behälter 29, der in dieser Darstellung ein Ausführungsbeispiel für einen Objektbehälter 1 ist, jeweils pulverförmigen Werkstoff auf. Oberhalb des Objektbehälters 1 befindet sich ein Laserablenksystem 32, welches den von einer Laserquelle 33 generierten Laserstrahl 35 durchtretend durch eine Optik 34 auf die Pulveroberfläche des im Objektbehälter 1 befindlichen pulverförmigen Werkstoffs lenkt und somit Querschnitte des herzustellenden Objektes selektiv schichtweise verhärtet. Das Objekt ist in Fig. 5 nicht dargestellt.

Bezugszeichenliste [0032]

Objektbehälter

Träger

Haltevorrichtung

Strahlungseinrichtung

Lichtstrahl

Ablenkvorrichtung

Pulvervorratsbehälter

Auftragungsvorrichtung

Segment der Seitenwand

Träger

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Halterung

Abdichtplatte

Rückwand

Träger

Halterung

Abdichtplatte

Querelement

Schiene

Träger

Behälter (Pulvervorratsbehälter oder Objektbehälter)

Halterung

Abdeckvorrichtung

Einspannvorrichtung

Behälter

Träger

Halterung

Laserablenksystem

Laserquelle

Optik

Laserstrahl

Prozessregelungsvorrichtung

Auftragungsvorrichtung

Vorrichtung

Objekt

Schicht

Antrieb

Haltevorrichtung

Antrieb

Auftragungsvorrichtung

Träger

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Claims

Patentansprüche

1. Hebe- und Absenkvorrichtung für eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes, umfassend einen Träger (2, 11, 15, 16, 24, 30, 49), einen Behälter (25, 29) und eine Halterung (12,17, 18, 26, 31), wobei der Träger (2, 11, 15, 16, 24, 30, 49) im Behälter (25, 29) tragbar und vertikal mittels eines Antriebs (45, 47) bewegbar ist, wobei der Behälter als Pulvervorratsbehälter (7) oder Objektbehälter (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2,11,15,16,24,30,49) mit der Halterung (12,17,18,26,31) verbunden ist oder von der Halterung getragen ist, wobei die Halterung (12,17,18, 26, 31 ) im Behälter (25,29) vertikal bewegbar angeordnet ist, wobei die Halterung (12, 17, 18, 26, 31) des Trägers (2, 11, 15, 16, 24, 30, 49) durch eine seitliche Öffnung im Behälter (25, 29) hindurchgeführt ist.
2. Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdichtplatte (13) ausserhalb des Behälters (25, 29) an einer Seitenwand (9, 10) des Behälters angeordnet ist und mit der Halterung (12, 17, 18, 26, 31) verbunden ist, sodass die Abdichtplatte (13) die seitliche Öffnung im Behälter (25, 29) zur Verhinderung des Ausrinnens von Pulver aus dem Behälter abdichtet.
3. Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtplatte (13) und/oder eine Aussenseite des Behälters (25, 29) mit einem abdichtenden Material versehen ist, wobei das abdichtende Material mindestens ein Element aus der Gruppe der Kunststoffmatten, Metallplatten, Metallvorhänge oder Keramikplatten umfasst.
4. Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatte ein Element aus der Gruppe der Glasfaser- oder Polyestermatten enthält oder dass die Metallplatte ein Element aus der Gruppe der rostfreien, unbeschichteten oder beschichteten Metallplatten enthält.
5. Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das abdichtende Material temperaturbeständig über einen Sinterbereich eines im Behälter (25, 29) befindlichen pulverförmigen Werkstoffs ist.
6. Hebe- und Absenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (25, 29) eine Rückwand (14) aufweist, wobei die Rückwand (14) höher als die anderen Wände des Behälters (25, 29) ist, wobei in der Rückwand (14) mindestens ein Öffnungsschlitz, der die seitliche Öffnung bildet, angeordnet ist, durch welchen die Halterung (12, 17, 18, 26, 31 ) des Trägers (2, 11, 15, 16, 24, 30, 49) hindurchgeführt ist.
7. Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schiene (22) auf einer zur Rückwand (14) gegenüberliegenden Oberkante einer Vorderwand des Behälters (25, 29) angeordnet ist, sowie eine zu der Schiene (22) vertikal versetzte Schiene (23) an einer Oberkante der Rückwand (14) angeordnet ist, wobei die Schiene (22, 23) dazu vorgesehen ist, eine Auftragungsvorrichtung (48) zum Aufträgen von pulverförmigem Werkstoff zu tragen, die entlang der Schiene (22, 23) über den Behälter (25, 29) bewegbar ist.
8. Hebe- und Absenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtplatte (13) mechanische Zusatzelemente zur formschlüssigen, stabilen und präzisen Führung enthält, wobei die mechanischen Zusatzelemente die Abdichtplatte formschlüssig an die Behälter drücken.
9. Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Öffnung im Behälter (25,29) durch eine Abdeckvorrichtung (27) abgedeckt wird, welche auf einer Seite mit einer Kante des Trägers (24) verbunden ist und auf einer anderen Seite mit einer Einspannvorrichtung (28) verbunden ist, welche sich an einer oberen Kante des Behälters (25, 29) befindet.
10. Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtung (28) aus einer passiv oder aktiv bewegten Rolle besteht, welche die Abdeckvorrichtung (27) bei einer Auf- oder Abwärtsbewegung des Trägers (24) entsprechend ein- oder ausrollt.
11. Verwendung der Hebe- und Absenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Vorrichtung (40) zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes (41), welches aus einer Mehrzahl von Schichten (42, 43, 44) eines pulverförmigen Werkstoffs gebildet wird, indem die jeweils oberste Schicht an den Stellen, die dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (41) in dieser Schicht entsprechen, durch eine Strahlungseinrichtung (4) verfestigt wird.
12. Verwendung der Hebe- und Absenkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der pulverförmige Werkstoff ein Element aus der Gruppe der Kunststoffe oder Metalle enthalten kann, wobei der kunststoffhaltige pulverförmige Werkstoff eine Temperaturbeständigkeit bis einschliesslich 350 °C aufweist oder der das Metall enthaltende pulverförmige Werkstoff eine Temperaturbeständigkeit bis einschliesslich 2000 °C aufweist.

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