CH711065A2

CH711065A2 - Construction of patterns, folding patterns, ornaments, characters, numbers, scales, logos and free forms in several metals, metal alloys and sinterable materials in the laser melting or sintering process.

Info

Publication number: CH711065A2
Application number: CH00664/15A
Authority: CH
Inventors: Personal Ag Hardworker; F Franco Juan
Original assignee: Eichenberger Futuretech Ag
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-11-15
Also published as: CH711065A8

Abstract

Diesem Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, den Produktionsablauf von Werkstücken aufzuzeigen, welche durch und durch aufgebaute Falten-, Flammen- und Schichtstrukturen aufweisen, die an Jahrhunderte alte Metallfalt- und Schmiedetechniken erinnern, in welche Muster, Ornamente, Schriftzeichen, Logos, Zahlen und Skalen eingearbeitet werden können. Erfindungsgemäss wird dies erreicht, indem 3D-Dateien und Zeichnungen im Laserschmelzverfahren umgesetzt werden. Sowohl für Einzelstücke wie für Serienproduktion zeichnet sich das Verfahren durch hohe Präzision und hochpräzise Wiederholungsgenauigkeit aus. Der Aufbau von Boden-, Wand-, und Trennstrukturen wird so angelegt, dass die ersten Aufbauten den höchsten Schmelzpunkt aufweisen, die abschliessende Kapsel-, Deckel- oder Deckschicht den niedrigsten. Sowohl die Aufbauvariante mit Trenn- und Kammerstrukturen, welche mit schmelz-, schweiss- oder sinterbarem Metallpulver und/oder Legierungspulver befüllt sind, wie die horizontal aufgebauten Schichten aus schmelz-, schweiss- oder sinterbarem Metallpulver und/oder Legierungspulver, werden mit einer Kapsel-, Deckel- oder Deckschicht überschmolzen. Das gekapselte Werkstück wird auf Dichtheit geprüft und anschliessend in/unter der isostatischen Presse gesintert. Die Faltungen und Schichtungen werden im Sinterprozess zu einem durch und durch, fugenlos verbundenen Werkstück verschmolzen, welches sich anschliessend mit herkömmlichen Werkzeugen und Bearbeitungstechniken oder von Hand bearbeiten lässt.This method is based on the object to show the production process of workpieces that have built-through wrinkles, flame and layer structures that are reminiscent of centuries old metal folding and forging techniques, in which patterns, ornaments, characters, logos, numbers and scales can be incorporated. According to the invention, this is achieved by 3D-files and drawings are implemented in the laser melting process. Both for single pieces as well as for series production, the process is characterized by high precision and high-precision repetition accuracy. The structure of soil, wall, and separating structures is designed so that the first structures have the highest melting point, the final capsule, cover or cover layer the lowest. Both the construction variant with separation and chamber structures which are filled with meltable, sweatable or sinterable metal powder and / or alloy powder, such as the horizontally constructed layers of meltable, sweatable or sinterable metal powder and / or alloy powder, are coated with a capsule. , Cover or cover layer overmelted. The encapsulated workpiece is checked for leaks and then sintered in / under the isostatic press. The folds and layers are fused in the sintering process to a through and through, seamlessly connected workpiece, which can then be processed by conventional tools and machining techniques or by hand.

Description

[0001] Mit diesem Aufbauverfahren werden schmelz-, schweiss- oder sinterbare Werkstoffe aufgebaut und derart miteinander fugenlos verbunden, dass Muster, Faltmuster, Ornamente, Schriftzeichen, Skalen, Logos und freie Formen in mehreren schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Metallen, Metall-Legierungen und schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Werkstoffen auf einer definierten Fläche, Schnittfläche, Ringfläche, Ringaussen- und/oder -Innenseite, Armschmuckaussen- oder -Innenseite oder einer Uhrschale gestaltet werden können. Das Verfahren setzt computergesteuerte 3D-Dateien und Zeichnungen um, lässt sich aber auch manuell bedienen. With this construction method meltable, weldable or sinterable materials are constructed and joined together so seamlessly that patterns, fold patterns, ornaments, characters, scales, logos and free forms in several melt, weld or sinterable metals, metal Alloys and melt, weld or sinterable materials on a defined surface, cut surface, ring surface, Ringaussen- and / or -Innenseite, Armschmuckaussen- or -Innenseite or a watch shell can be designed. The method converts computer-controlled 3D files and drawings, but can also be operated manually.

Variante mit TrennstrukturenVariant with separating structures

[0002] Einerseits werden ein Boden, äussere Begrenzungswände und innere Trennwände aufgebaut, die so entstandenen Kammern mit pulverisiertem, schmelz-, schweiss- oder sinterbarem Metall, Metall-Legierungspulver oder schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Werkstoffen befüllt. Die aufgebauten Körper weisen senkrechte, treppenförmige, überhängende oder freie Formen auf. On the one hand, a floor, outer boundary walls and inner partitions are constructed, the resulting chambers filled with powdered, melted, weldable or sinterable metal, metal alloy powder or melt, weld or sinterable materials. The constructed bodies have vertical, stepped, overhanging or free forms.

Variante mit Horizontalschichtungen ohne TrennstrukturenVariant with horizontal layers without separation structures

[0003] Andererseits wird ein Boden aufgebaut, darauf im Laserschmelz- oder –sinterverfahren weitere horizontale Schichten angelegt; wahlweise kommen Schichten von schmelz-, schweiss- oder sinterbarem Werkstoffpulver zum Einsatz. On the other hand, a soil is built, then applied in the laser melting or -sinterverfahren further horizontal layers; Optionally, layers of meltable, sweatable or sinterable material powder are used.

[0004] Die Horizontalschichtungen verschmelzen in der jeweils charakteristischen Art der eingesetzten Metalle, Metall- oder Werkstoffpulver. The horizontal layers merge in each characteristic type of metals used, metal or powder material.

[0005] Der gesamte Aufbau-, Schmelz- und Sinterprozess ist so angelegt, dass auf den ersten Strukturaufbau ein weiterer Aufbau oder weitere Pulverbefüllungen folgen, mit jeweils tieferem Schmelzpunkt. Die abschliessende, äusserste Deckel- oder Kapselschicht weist demzufolge den niedrigsten Schmelzpunkt auf. The entire assembly, melting and sintering process is designed so that the first structure structure followed by another structure or more powder fillings, each with a lower melting point. The final, outermost lid or capsule layer consequently has the lowest melting point.

[0006] Die so entstandenen, befüllten Rohlinge mit Kammerstrukturen wie auch die Rohlinge mit horizontal angelegten Schichten ohne Trennstrukturen werden mit einer Deck- oder Kapselschicht überschmolzen. Die gekapselten Werkstücke werden auf Dichtheit geprüft und dann in/unter der isostatischen Presse (bis 4 ́000 bar) gesintert. The resulting filled blanks with chamber structures as well as the blanks with horizontally applied layers without separating structures are over-melted with a cover or capsule layer. The encapsulated workpieces are checked for leaks and then sintered in / under the isostatic press (up to 4,000 bar).

[0007] Eine präzise Wiederholungsgenauigkeit und Anfertigungen in hohen Stückzahlen zeichnen die beiden Varianten des Verfahrens aus. Ein Ansetzen des Werkstückes, Ergänzen und /oder Überlagern von Aufbauten ist jederzeit möglich, insbesondere nach einer Umpositionierung des Werkstückes mit veränderten Arbeitswinkeln, einer Nach- und Neupositionierungen des Werkstückes und dem Definieren neuer oder zusätzlicher Arbeitshorizonte, ist man auf Markierungen, Markierungspunkte oder Koordinationspunkte angewiesen. Erfindungsgemäss wird eine Nach- oder Neujustierung des Werkstückes dadurch erreicht, dass Markierungen, Markierungspunkte, Koordinationspunkte an Boden, Aussenflächen und Deckschmelzflächen eingearbeitet und/oder aufgebracht werden, in Form von Aufschmelzpunkten, Laser- Gravuren, Fräsgravuren, Körnerpunkten und Punzierungen. Schlussendlich werden die geschmolzenen oder geschweissten oder gesinterten Werkstücke mit konventionellen Werkzeugen, Maschinen und Arbeitstechniken oder von Hand weiter bearbeitet. A precise repetition accuracy and manufacturing in large numbers characterize the two variants of the method. An attachment of the workpiece, supplementing and / or superimposing structures is possible at any time, in particular after a repositioning of the workpiece with changed working angles, a repositioning and repositioning of the workpiece and defining new or additional working horizons, one is dependent on markings, marker points or coordination points , According to the invention, a readjustment or readjustment of the workpiece is achieved by incorporating and / or applying markings, marking points, coordination points to the bottom, outer surfaces and top melt surfaces, in the form of melting points, laser engraving, milling engraving, grain points and punctures. Finally, the molten or welded or sintered workpieces are further processed by conventional tools, machines and work techniques or by hand.

Bildlegende:Caption:

[0008] <tb>Fig. 1<SEP>zeigt aufgebauten Rohling vor der Befüllung <tb>Fig. 2a )<SEP>zeigt Aufbauplatte <tb>Fig. 2b )<SEP>zeigt Aufbaugitter <tb>Fig. 2c )<SEP>zeigt Aufbaugestänge <tb>Fig. 3<SEP>zeigt Aufbau mit Kammerstruktur (befüllt) <tb>Fig. 4<SEP>zeigt flächig aufgebaute Horizontalschichtung <tb>Fig. 5<SEP>zeigt eine freie Form, befüllt (Blüte), mit Koordinationskreuzen / Markierungen auf der Trägerplatte / Aufspannplatte <tb>Fig. 6<SEP>zeigt den Aufbau eines Schmuckteils mit Ansatzkegeln, darin integriert: vorgefertigtes Verbindungselement[0008] <Tb> FIG. 1 <SEP> shows assembled blank before filling <Tb> FIG. 2a) <SEP> shows the mounting plate <Tb> FIG. 2b) <SEP> shows building mesh <Tb> FIG. 2c) <SEP> shows body uprights <Tb> FIG. 3 <SEP> shows structure with chamber structure (filled) <Tb> FIG. 4 <SEP> shows surface layered horizontal layering <Tb> FIG. 5 <SEP> shows a free form, filled (bloom), with coordination marks / markings on the carrier plate / clamping plate <Tb> FIG. 6 <SEP> shows the structure of a jewelery piece with necking cones, integrated into it: prefabricated connecting element

Claims

1. Verfahren, welches 3D-Dateien und Zeichnungen, Computer- oder mechanisch gesteuert, im Laserschmelz- oder -sinterverfahren, Muster, Faltmuster, Ornamente, Schriftzeichen, Zahlen, Skalen, Logos und freie Formen in mehreren Metallen, Metall-Legierungen und schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Werkstoffen auf einer definierten Fläche, Schnittfläche, Ringfläche, Armschmuck-Aussenseite, -Innenseite oder Uhrschale aufbaut, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden, Seiten- und Trennwände in schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Metallen und/oder Metall- Legierungen aufgebaut werden, die so entstandenen Kammern mit pulverisierten, schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Metallen, Metall-Legierungen, hochschmelzenden, schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Gläsern, schmelz-, schweiss- oder sinterbaren natürlichen und/oder synthetischen Werkstoffen und schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Mischungen dieser Werkstoffe in dieser Weise befüllt werden, dass jeweils der nächste Füllstoff einen tieferen Schmelzpunkt aufweist, als die schon verwendeten Boden-, Aussenwand- Trennaufbauten und Füllstoffe, die befüllten Aufbauten abschliessend mit einer Deckschicht/Deckelschicht aus Metall oder einer Metall-Legierung überlappend bis zu den Seitenwänden überschmolzen werden, unter der Berücksichtigung des Prinzips, dass der Boden den höchsten Schmelzpunkt aufweist, die Kapsel-oder Deckschicht den niedrigsten.1. Method involving 3D files and drawings, computer controlled or mechanically controlled, laser-fused or sintered, patterns, fold patterns, ornaments, characters, numbers, scales, logos and free shapes in multiple metals, metal alloys and fused , weldable or sinterable materials on a defined surface, cut surface, annular surface, outer side of the bracelet, inner side or watch shell, characterized in that a base, side and partitions in molten, weldable or sinterable metals and / or metal Alloys are built, the resulting chambers with powdered, melted, weldable or sintered metals, metal alloys, high-melting, melt, weld or sintered glasses, melt, weld or sinterable natural and / or synthetic materials and melt -, sweat or sinterable mixtures of these materials are filled in this way, that in each case the next filler a ti eferen melting point than the already used bottom, outer wall separation structures and fillers, the filled structures are finally over-overlapped with a cover layer / cover layer of metal or a metal alloy overlapping to the side walls, taking into account the principle that the bottom has the highest melting point, the capsule or cover layer the lowest.

2. Verfahren, welches 3-D-Dateien und Zeichnungen, Computer- oder mechanisch gesteuert, im Laserschmelz- oder -sinterverfahren, Muster, Ornamente, Schriftzeichen, Zahlen, Skalen, Logos und frei gestaltete Motive mit schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Metallen und Metall- Legierungen aufbaut, dadurch gekennzeichnet, dass horizontale Schichtstrukturen (Fig. 4 ) auf einem Boden aufgebaut, aufgeschmolzen, aufgedruckt, geplottet oder gestreut werden, mit schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Metallen und/oder Metall-Legierungen, hochschmelzend schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Gläsern, schmelz-, schweiss- oder sinterbaren natürlichen und/oder synthetischen Werkstoffen und schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Mischungen dieser Werkstoffe, welche in ihrer jeweils charakteristischen Art verschmelzen und einen horizontal geschichteten Aufbaukörper bilden, mit geometrischen, treppenförmigen, freien, Aussenkonturen, die mit einer Deckschicht überlappend mit dem Boden verschmolzen werden, unter Berücksichtigung des Prinzips, dass der Boden (der erste Aufbau) den höchsten Schmelzpunkt aufweist, die Kapsel- oder Deckschicht den niedrigsten.2. Method, which 3-D files and drawings, computer or mechanically controlled, in the laser melting or -interinterverfahren, patterns, ornaments, characters, numbers, scales, logos and freely designed motifs with melt, weld or sinterable metals and metal alloys, characterized in that horizontal layer structures (FIG. 4) are constructed, melted, printed, plotted or scattered on a base, with meltable, weldable or sinterable metals and / or metal alloys, high-melting melting point. , weldable or sinterable glasses, meltable, weldable or sinterable natural and / or synthetic materials and melt, weld or sinterable mixtures of these materials, which fuse in their respective characteristic way and form a horizontally layered body structure, with geometric, staircase-shaped , free, outer contours, which are merged with a cover layer overlapping with the ground, taking into account the principle that the soil (the first structure) has the highest melting point, the capsule or cover layer the lowest.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Verfahren, sowohl der Aufbau mit Trennstrukturen wie auch der Aufbau horizontaler Schichten ohne Trennstrukturen, am selben Werkstück angewendet werden, weitere Aufbauschritte angehängt und mit weiteren Aufbauten und/oder Netzstrukturen überlagert werden können, unter Berücksichtigung des Prinzips, dass der Boden den höchsten Schmelzpunkt aufweist, die Kapsel- oder Deckschicht den niedrigsten.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that both methods, both the structure with separation structures as well as the construction of horizontal layers without separation structures, are applied to the same workpiece, attached further construction steps and can be overlaid with other structures and / or network structures Taking into account the principle that the soil has the highest melting point, the capsule or cover layer the lowest.

4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Aufbau -, Werk- und Füllstoffe aus schmelz-, schweiss- oder sinterbaren, pulverisierten Metallen, Metall-Legierungen, organischen und synthetischen Werkstoffen oder aus Mischungen diesen Materialien bestehen.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the structural, working and fillers used consist of meltable, weldable or sinterable, powdered metals, metal alloys, organic and synthetic materials or mixtures of these materials.

5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Aufbauten und Füllstoffen Partikel, Flitter, Körner und feste Körper beigemengt werden aus Korund, Diamant, Silizium, Keramik, hochschmelzenden Gläsern, natürlichen und synthetischen Werkstoffen und aus Mischungen diesen Materialien.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the structures and fillers particles, tinsel, grains and solid bodies are added from corundum, diamond, silicon, ceramics, refractory glasses, natural and synthetic materials and mixtures of these materials.

6. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die so entstandenen, gekapselten Werkstück- Rohlinge auf Dichtheit geprüft, unter/in der isostatischen Presse gesintert und danach mit herkömmlichen Bearbeitungstechniken oder von Hand bearbeitet werden.6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the resulting, encapsulated workpiece blanks tested for leaks, sintered under / in the isostatic press and then processed by conventional machining techniques or by hand.

7. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die undichten Stellen markiert, zum Verschmelzen präpariert und neu verschlossen werden, dieses Prozedere wird so lange wiederholt, der Rohling zwischen den Arbeitsgängen dort bearbeiten, wo man später schwer oder nicht mehr dazu kommt, bis die Kapsel absolut dicht ist und unter/in der isostatischen Presse gesintert und danach mit herkömmlichen Bearbeitungstechniken oder von Hand bearbeitet wird.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the leaks marked, prepared for fusing and re-closed, this procedure is repeated as long, edit the blank between the operations there, where you later difficult or not more comes until the capsule is absolutely tight and sintered under / in the isostatic press and then processed by conventional machining techniques or by hand.

8. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansetzen von Aufbauschichten, von Trennstrukturen und Aussenwänden, das Planschleifen von neuen Aufbauflächen, das zusätzliche Aufschmelzen von horizontalen Schichtungen, das Verstellen des Arbeitshorizonts, die Positionsänderung und Justierung des Werkstücks dadurch ermöglicht wird, dass Markierungen, Markierungspunkte (Fig. 4 + 5 ), Koordinationspunkte an Boden, Aussen- und Deckschmelzflächen eingearbeitet und/oder aufgebracht werden, in Form von Aufschmelzpunkten (Fig. 4 ), Laser- Gravuren, Fräsgravuren, Körnerpunkten und Punzierungen, welche eine präzise Neupositionierung ermöglichen.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the application of build-up layers, of separating structures and outer walls, the surface grinding of new construction areas, the additional melting of horizontal layers, the adjustment of the working horizon, the position change and adjustment of the workpiece allows is that marks, marking points (Fig. 4 + 5), coordination points on the ground, outer and Oberschmelzflächen incorporated and / or applied, in the form of melting points (Fig. 4), laser engraving, Fräsgravuren, grain dots and Punzierungen, which enable a precise repositioning.

9. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es das Integrieren, Einarbeiten von vorgefertigten Blechen, Scheiben, auskragenden Elementen oder freigestalteten Formkörpern mit Durchbrüchen ermöglicht, welche mit den darunter liegenden Kammern und Aufbauschichten korrespondieren, welche neue Aussenkonturen aufweisen können und einerseits eine oder mehrere neue Ansatz- und Aufbauflächen bilden für weitere Aufbauschichten in schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Metallen, Metall-Legierungen und/oder schmelz-, schweiss- oder sinterbaren Werkstoffen, andererseits Verschraubungs-, Scharnier-, Ösen-, Anstösser- und Verbindungselemente (Fig. 6 ) aufweisen, welche den Zusammenbau mit weiteren Werkstücken und/oder Aufbauelementen ermöglichen, um sie starr oder beweglich 2x1 ergänzen und/oder zu verbinden.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that it allows the integration, incorporation of prefabricated sheets, discs, cantilevered elements or free-form bodies with breakthroughs, which correspond to the underlying chambers and build-up layers, which may have new outer contours and On the one hand, one or more new attachment and build-up surfaces form for further build-up layers in meltable, weldable or sinterable metals, metal alloys and / or meltable, weldable or sinterable materials, on the other hand screwed, hinged, eyelet, tapped and connecting elements (FIG. 6) which allow assembly with further workpieces and / or structural elements in order to complement and / or connect them rigidly or movably 2x1.

10. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbaustrukturen auf Platten (Fig. 2a ), Netzstrukturen, Gestängen, Gestängeanordnungen (Fig. 2c ), Stab- und Gitterkonstruktionen (Fig. 2b ) aufgebaut sind, welche schwenk-, neig- und beliebig positionierbar ausgebildet sind.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that the superstructure structures on plates (Fig. 2a), network structures, linkages, linkage arrangements (Fig. 2c), bar and grid structures (Fig. 2b) are constructed, which pivotally , tilt and are designed to position any position.