DE102007029052A1 - Method and device for producing a component based on three-dimensional data of the component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, basierend auf dreidimensionalen Daten des Bauteils, wobei eine Bauplattform, die eine Aufbauebene in x-y-Richtung in einem rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystem darstellt, bereitgestellt wird, darauf nacheinander Pulverschichten übereinander in z-Richtung aufgebracht werden und jede Pulverschicht in einem Querschnittsbereich, der einem Querschnittsbereich entsprechend den Daten des Bauteils entspricht, mittels Energiestrahlung verfestigt wird, wobei die jeweiligen dem aufzubauenden Bauteil entsprechenden Querschnittsbereiche der jeweils folgenden Pulverschicht an dem jeweils darunter liegenden Querschnittsbereich verbunden werden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Aufbauen des Bauteils aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen in definierten Bereichen auf die jeweiligen Querschnittsbereiche eine jeweilige dem Werkstoff dieses Querschnittsbereichs entsprechende Pulverart aufgebracht wird und das aufgebrachte Pulver dieser Pulverschicht mittels jeweiliger Energiestrahlung, die der jeweiligen Pulverart angepasst ist, aufgeschmolzen wird. Weiterhin wird eine entsprechende Vorrichtung angegeben.The invention relates to a method for producing a component, based on three-dimensional data of the component, wherein a construction platform, which represents a construction plane in the xy direction in a rectangular xyz coordinate system is provided, successively powder layers are applied one above the other in the z-direction and each powder layer in a cross-sectional area, which corresponds to a cross-sectional area corresponding to the data of the component, is solidified by energy radiation, wherein the respective cross-sectional areas of the respectively following powder layer corresponding to the component to be assembled are connected to the respective underlying cross-sectional area, characterized in that for building the component of at least two different materials in defined areas on the respective cross-sectional areas a respective the material of this cross-sectional area corresponding powder type is applied and the comp eighth powder of this powder layer is melted by means of respective energy radiation, which is adapted to the respective type of powder. Furthermore, a corresponding device is specified.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils basierend auf dreidimensionalen Daten des Bauteils, wobei eine Bauplattform, die eine Aufbauebene in x-y-Richtung in einem rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystem darstellt, bereitgestellt wird, darauf nacheinander Pulverschichten übereinander in z-Richtung aufgebracht werden und jede Pulverschicht in einem Querschnittsbereich, der einem Querschnittsbereich entsprechend den Daten des Bauteils entspricht, mittels Energiestrahlung aufgeschmolzen wird, wobei die jeweiligen dem aufzubauenden Bauteil entsprechenden Querschnittsbereiche der jeweils folgenden Pulverschicht an dem jeweils darunter liegenden Querschnittsbereich verbunden werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung.The The invention relates to a method for producing a component based on three-dimensional data of the component, whereby a building platform, the one build-up plane in the x-y direction in a right-angled x-y-z coordinate system is provided, successively powder layers on top of each other be applied in z-direction and each powder layer in one Cross-sectional area corresponding to a cross-sectional area corresponds to the data of the component, melted by energy radiation is, with the respective corresponding to the component to be built Cross-sectional areas of each subsequent powder layer on the each underlying cross-sectional area are connected. Furthermore, the invention relates to a corresponding device.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die generative Fertigung (Rapid Manufacturing, Rapid Prototyping) von Bauteilen. Bei der generativen Fertigung werden Bauteile schichtweise durch Hinzufügen von Material aufgebaut. Bei den Verfahren, die als Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), LaserCusing, Electron Beam Melting (EBM) oder 3D-Printing bekannt sind, wird der hinzuzufügende Werkstoff in Pulverform verarbeitet. Der Pulverwerkstoff wird in einer dünnen Schicht (ca. 100 μm) auf eine absenkbare Bauplattform aufgetragen. Die Pulverschicht wird anschließend selektiv verfestigt, z. B. indem mit einem Laser- oder Elektronenstrahl gemäß den Geometriedaten des herzustellenden Bauteils der Bereich der Pulverschicht abgescannt wird, der zur entsprechenden Bauteilschicht gehört. Durch Einwirkung der energetischen Strahlung schmilzt oder versintert der Pulverwerkstoff in diesem Bereich. Beim 3D-Printing wird die Pulverschicht verfestigt, indem ein Binder selektiv in die zum Bauteil gehörenden Bereiche eingebracht wird. Danach wird die Bauplattform um eine Schichtdicke abgesenkt. Anschließend wird eine neue Pulverschicht darüber aufgetragen und wiederum verfestigt. So wird Schicht für Schicht ein Bauteil aus Pulver aufgebaut.The Field of application of the invention is the generative production (Rapid Manufacturing, rapid prototyping) of components. In the generative Manufacture components by layers by adding constructed of material. In the procedures called Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), LaserCusing, Electron Beam Melting (EBM) or 3D Printing are known to be added Material processed in powder form. The powder material is in a thin layer (about 100 microns) on a lowerable Construction platform applied. The powder layer is subsequently selectively solidified, e.g. B. by using a laser or electron beam according to the geometric data of the component to be manufactured the area of the powder layer is scanned, the corresponding to the Component layer belongs. By action of the energetic Radiation melts or sinters the powder material in this Area. In 3D printing, the powder layer is solidified by: a binder selectively into the component belonging areas is introduced. Thereafter, the construction platform is lowered by one layer thickness. Subsequently, a new layer of powder over it applied and solidified again. This is how layer for Layer a component made of powder.

Diese Verfahren werden zum Beispiel zur schnellen Herstellung von Prototypen, Einzelteilen oder Kleinserien angewandt. Außerdem werden mit den generativen Verfahren Bauteile gefertigt, die aufgrund Ihrer komplexen (inneren) Geometrie nicht mit anderen Verfahren, die spanend oder gießtechnisch arbeiten, herstellbar sind. Beispiel hierfür ist die Fertigung von Einsätzen für Spritzgießwerkzeuge mit internen konturnahen Kühlkanälen. Als Pulverwerkstoffe werden Metalle, Keramiken und Kunststoffe verwendet.These Methods are used, for example, for the rapid production of prototypes, Applied to items or small batches. In addition, will Using the generative process, components are manufactured based on your complex (inner) geometry does not work with other methods of machining or casting technology, can be produced. example this is the production of inserts for Injection molds with internal contiguous cooling channels. The powder materials used are metals, ceramics and plastics.

Der Pulverauftrag erfolgt bei den vorstehend genannten Verfahren, wie es auch in der DE 196 49 865 , die zu der vorliegenden Erfindung den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, beschrieben ist, meist durch einen Schieber. Der Schieber ist mindestens so breit wie die Bauplattform. Das aufzutragende Pulver wird vor dem Schieber deponiert. Die Unterkante des Schiebers befindet sich um den Betrag der aufzutragende Schichtdicke oberhalb der zuletzt erzeugten Bauteilschicht. Die neue Pulverschicht wird erzeugt, indem der Schieber über die gesamte Länge der Bauplattform verfahren wird. Dabei bleibt Pulver entsprechend der Höhe des Spaltes zwischen der zuletzt erzeugten Bauteilschicht und Schieberunterkante auf der zuletzt erzeugten Bauteilschicht liegen, während das restliche Pulver vom Schieber abgeschoben wird.The powder is applied in the above-mentioned methods, as well as in the DE 196 49 865 which is the closest prior art to the present invention, usually by a slider. The slider is at least as wide as the build platform. The powder to be applied is deposited in front of the slider. The lower edge of the slider is located by the amount of the layer thickness to be applied above the last produced component layer. The new powder layer is created by moving the slider over the entire length of the build platform. In this case, powder remains in accordance with the height of the gap between the last-produced component layer and slide bottom edge lie on the last-produced component layer, while the remaining powder is deported from the slide.

Der Auftrag des Pulvers mit einem Schieber hat den Vorteil, dass sich Unebenheiten auf der zuletzt erzeugten Bauteilschicht durch die neue Pulverschicht ausgleichen. Durch das Fließen des Pulvers wird der Spalt zwischen der zuletzt erzeugten Bauteilschicht und der Schieberunterkante vollständig mit Pulver aufgefüllt. Durch das Abziehen der Pulverschicht mit der Schieberkante ist die Oberfläche der neuen Pulverschicht „glatt".Of the Ordering the powder with a slider has the advantage of being Unevenness on the last generated component layer by the balance new powder layer. By the flow of the powder is the gap between the last generated component layer and the Slider bottom completely filled with powder. By peeling off the powder layer with the slide edge is the Surface of the new powder layer "smooth".

Mit den vorstehend angegebenen Verfahren können Bauteile nur aus einem Pulverwerkstoff bzw. einer Pulverwerkstoffart aufgebaut werden.With The above-mentioned method, components can only constructed of a powder material or a powder material become.

Der Aufbau von Bauteilen aus unterschiedlichen Werkstoffen in unterschiedlichen Bauteilabschnitten ist derzeit prinzipiell nur mit den so genannten Printing-Verfahren möglich. Hierbei können analog zum Prinzip des Tintenstrahl-Farbdruckers unterschiedliche Werkstoffe aus verschiedenen Düsen definiert ortsaufgelöst auf eine Substraffläche aufgetragen werden. Allerdings müssen hierbei Suspensionen verwendet werden; in einer solchen Suspension ist der Pulverwerkstoff mit einer Trägerflüssigkeit vermischt. Die Größe der Pulverpartikel in der Flüssigkeit beträgt typischerweise < 10 μm und der Volumenanteil des Pulvers in der Suspension beträgt typischerweise 10%. Dadurch können nur sehr dünne Schichten, die kleiner 10 μm in der Dicke sind, erzeugt werden, was zu einer sehr geringen Aufbaurate führt. Außerdem wird bei den Printing-Verfahren immer eine definierte Werkstoffmenge auf das Substrat aufgebracht. Dies führt dazu, dass sich Unebenheiten der Substratplatte bzw. der vorherigen Schichten nicht ausgleichen, sondern sich auf die Oberfläche der neu aufgetragenen Schicht übertragen.Of the Construction of components made of different materials in different Component sections is currently only with the so-called Printing process possible. This can analog to the principle of the inkjet color printer different materials defined from different nozzles spatially resolved be applied to a Substraffläche. Indeed in this case suspensions must be used; in a such suspension is the powder material with a carrier liquid mixed. The size of the powder particles in the Liquid is typically <10 microns and the volume fraction of the powder in the suspension is typically 10%. As a result, only very thin layers, which are smaller than 10 microns in thickness, which produces leads to a very low build-up rate. Furthermore is always a defined amount of material in the printing process applied to the substrate. This leads to that Unevenness of the substrate plate or the previous layers not balance, but focus on the surface of the newly applied Transfer layer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen es möglich ist, ein Bauteil aus lokal unterschiedlichen Werkstoffen aufzubauen und dadurch lokal unterschiedliche Funktionseigenschaften in dem Bauteil einzustellen, wobei vergleichbar mit dem bekannten Printing-Verfahren größere Aufbauraten erzielt werden können.The present invention has for its object to provide an apparatus and a method with which it is possible to build a component of locally different materials and thereby set locally different functional properties in the component, which comparable to the known printing process larger structure can be achieved.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass zum Aufbauen des Bauteils aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen in definierten Bereichen auf die jeweiligen Querschnittsbereiche eine jeweilige dem Werkstoff dieses Querschnittsbereichs entsprechende Pulverart aufgebracht wird und das aufgebrachte Pulver dieser Pulverschicht mittels jeweiliger Energiestrahlung, die der jeweiligen Pulverart angepasst ist, aufgeschmolzen wird.These Task is in a method with the features mentioned solved in that for building the component of at least two different materials in defined areas to the respective Cross-sectional areas corresponding to the respective material of this cross-sectional area Powder is applied and the applied powder of this powder layer by means of respective energy radiation, that of the respective type of powder is adjusted, is melted.

Vorrichtungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils basierend auf dreidimensionalen Daten des Bauteils, mit einer Bauplattform, die eine Aufbauebene in x-y-Richtung in einem rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystem darstellt, mit Einrichtungen zum Verarbeiten von dreidimensionalen Daten des Bauteils, mit Einrichtungen zum nacheinander Aufbringen von Pulverschichten übereinander in z-Richtung und mit Einrichtungen zum Aufbringen von Energiestrahlung auf jede Pulver schicht in einem Querschnittsbereich, der einem Querschnittsbereich entsprechend den Daten des Bauteils entspricht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Aufbauen des Bauteils aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen in definierten Bereichen die Einrichtungen zum Aufbringen der Pulverschicht mindestens ein Feld aus Pulverzuführdüsen, die mit den mindestens zwei Pulverarten versorgt werden, umfassen, wobei sich das Feld über zumindest eine der x- und y-Richtungen erstreckt, und mit Einrichtungen, um das Feld aus Pulverdüsen relativ zu der Aufbauebene zumindest in der anderen der x-y-Richtungen und in der z-Richtung zu verschieben.Device is according to the problem solved by a device for manufacturing a component based on three-dimensional data of the component, with a build platform that has a build-up plane in x-y direction in one represents rectangular x-y-z coordinate system, with facilities for processing three-dimensional data of the component, with means for successively applying powder layers one above the other in the z-direction and with devices for applying energy radiation each powder layer in a cross-sectional area, which is a cross-sectional area according to the data of the component, which is characterized is that for building the component from at least two different Materials in defined areas, the means for applying the powder layer at least one field of powder feed nozzles, which are supplied with the at least two types of powders include, the field being spread over at least one of the x and y directions extends, and with facilities to the field of powder nozzles relative to the building plane at least in the other of the x-y directions and move in the z direction.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der Vorrichtung werden in den jeweiligen Schichten definiert ortsaufgelöst unterschiedliche Pulverwerkstoffe aufgetragen. Bei diesem Vorgang wird keine zusätzliche Trägersubstanz, wie z. B. eine Flüssigkeit bei Suspensionen, benötigt. Das Pulver wird „trocken" aufgebracht. Das Pulver kann in beliebigen Schichtdicken aufgetragen werden. Die Oberfläche der Pulverschicht wird auch auf unebenen Flächen glatt abgestreift. Damit ist es möglich, mit den auf Pulver basierenden generativen Fertigungsverfahren, wie z. B. Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), LaserCusing oder Electron Beam Melting (EBM), ein Bauteil aus lokal unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen.With the method according to the invention and the device are defined spatially resolved in the respective layers applied different powder materials. In this process is no additional carrier substance, such as. As a liquid in suspensions needed. The powder is applied "dry." The powder can be applied in any layer thicknesses. The surface of the Powder layer is smoothly stripped even on uneven surfaces. Thus it is possible with the powder based generative Manufacturing process, such. B. Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), LaserCusing or Electron Beam Melting (EBM) to produce a component from locally different materials.

Bevorzugt werden zum Aufbringen der Pulver Pulverzuführdüsen eingesetzt, die in einer der x-y-Richtungen verfahren werden. Dabei werden an den definierten Bereichen jeweilige Pulvermengen der jeweiligen Pulverart aus den entsprechenden Pulverzuführdüsen abgegeben.Prefers are used to apply the powder powder feed nozzles used, which are moved in one of the x-y directions. there At the defined areas, respective amounts of powder of the respective Powder type from the corresponding powder feed nozzles issued.

Sofern in den vorliegenden Unterlagen von einem Verfahren, Verschieben oder einem sonstigen Verändern der Positionen der Pulverzuführdüsen in x- und/oder y-Richtung gesprochen wird, so ist die Verfahrrichtung nicht unmittelbar exakt auf diese Richtungen beschränkt. Vielmehr muss sichergestellt werden, dass die Düsen so räumlich verteilt sind und auch derart über das aufzubauende Bauteil verfahren werden, dass mit den jeweiligen Pulverarten zugeordneten Pulverzuführdüsen die vorgesehenen Bereiche des aufzubauenden Bauteils erreicht und überfahren werden können, um die entsprechenden Pulverarten und Pulvermengen aufzubringen. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Pulverdüsen in ihrer Höhe oberhalb den aufzubauenden Bauteilbereichen in einem defi nierten Abstand angeordnet werden können, d. h. sie müssen in z-Richtung relativ zu der Aufbauebene in der Höhe eingestellt werden.Provided in the present documents of a procedure, moving or otherwise changing the positions of the powder feed nozzles is spoken in the x and / or y direction, so is the direction of travel not directly limited to these directions. Rather, it must be ensured that the nozzles are so are spatially distributed and also so about the be moved to be built component that with the respective powder types associated powder feed nozzles the intended areas be reached and run over the component to be built can order the appropriate powder types and powder quantities applied. It must also be ensured that the powder nozzles in height above the to be built up Component areas are arranged in a defi ned distance can, d. H. they have to be relative in the z direction be set to the construction level in height.

In einer Ausführungsform werden die einzelnen Pulverzuführdüsen zum Deponieren der jeweiligen Pulverart beim Verfahren des Düsenfelds in x- und/oder y-Richtung unabhängig voneinander so angesteuert, dass jede einzelne Pulverzuführdüse zu den Zeitpunkten geöffnet wird, zu denen sie Bereiche überfährt, in denen die entsprechende Pulverart deponiert werden soll, und zu den Zeitpunkten, zu denen sie Bereiche überfährt, in denen eine andere Pulverart deponiert werden soll, verschlossen verbleibt.In In one embodiment, the individual powder feed nozzles for depositing the respective type of powder when moving the nozzle field independently controlled in the x and / or y direction, that every single powder feed nozzle at the times to which she overruns areas, in which the corresponding powder is to be deposited, and at the times when she passes over areas, in which another type of powder is to be deposited, sealed remains.

Vorrichtungsgemäß sollte jeder aufzubringenden Pulverart ein Feld aus Pulverzuführdüsen zugeordnet sein.Device should be each powder to be applied a field of powder feed nozzles be assigned.

Ein solches Feld sollte für jede aufzubringende Pulverart mindestens eine einzeilige Reihe aus Pulverzuführdüsen umfassen. Beim Überfahren der aufzubauenden Bauteilbereiche werden dann nur diejenigen Pulverdüsen, die in einem derartigen Feld angeordnet sind, geöffnet, um Pulvermengen einer entsprechenden Pulverart abzugeben, die sich im Bereich der koordinatenmäßig vorgegebenen Bauteilstelle befinden.One such field should be at least for each type of powder to be applied comprise a single-row row of powder feed nozzles. When driving over the component areas to be built then only those powder nozzles, in such a Field are arranged, opened to powder quantities of a corresponding Powder type, which is in the range of coordinate are predetermined component site.

Um einen gleichmäßigen Pulverauftrag zu erreichen, sollten die jeweiligen Pulverzuführdüsen einen Pulveraustrittskegel derart erzeugen, dass sich diese Pulveraustrittskegel in der Ebene des aufzubauenden Bauteils überlappen. Dadurch werden von jeweils benachbarten Pulverzuführdüsen die Übergangsbereiche gemeinsam mit Pulver beschickt, so dass nach Aufbringen des Pulvers diese Übergangsbereiche nicht mehr zu lokalisieren sind.Around to achieve a uniform powder application, should the respective powder feed nozzles a Create powder outlet cone such that these powder exit cone overlap in the plane of the component to be built. Thereby be from each adjacent powder feed nozzles the transition areas are charged together with powder, so that after applying the powder these transition areas not to locate more.

Für ein gleichmäßiges Aufbringen des Pulvers über einen größeren, zusammenhängenden Bauteilbereich sollten die Pulverzuführdüsen einer Pulverart in mindestens zwei Reihen angeordnet werden; die einzelnen Pulverzuführdüsen der einen Reihe werden dann zu den Pulverzuführdüsen der anderen Reihe versetzt.For a uniform application of the powder over a larger, contiguous component area, the powder feed nozzles of a powder type should be arranged in at least two rows; the individual powder feed nozzles of the one Row are then added to the powder feed nozzles of the other row.

Die einzelnen Düsenfelder sollten in Bezug auf die Auftragsrichtung hintereinander angeordnet werden. Da sich bei dieser Anordnung ein räumlich ausgedehntes Feld aus Pulverzuführdüsen ergibt, muss sichergestellt werden, dass jede Pulverdüse in der x- und/oder der y-Richtung über den gesamten Bereich des aufzubauenden Bauteils entlang dieser Richtung verfahren werden kann.The individual nozzle fields should be in relation to the application direction be arranged one behind the other. Since with this arrangement a spatially extended field of powder feed nozzles results, it must be ensured that every powder nozzle in the x and / or y direction over the entire range of the component to be built along this direction can.

Zum Einstellen der abzugebenden Pulvermengen weist jede Pulverzuführdüse einen Pulverzufuhrkanal mit einer Absperreinrichtung auf; bei dieser Absperreinrichtung kann es sich um ein Absperrventil handeln.To the Adjustment of the amounts of powder to be dispensed, each powder feed nozzle a powder feed channel with a shut-off device; at this Shut-off device can be a shut-off valve.

Für einen kompakten Aufbau der Absperrventile unter geringen Abmessungen wird bevorzugt ein Piezoelement eingesetzt, um den Pulverzufuhrkanal zu öffnen und zu verschließen, um das Pulver abzugeben oder die Abgabe zu unterbrechen.For a compact construction of the shut-off valves with small dimensions a piezoelectric element is preferably used to the powder feed channel open and close to release the powder or to interrupt the delivery.

Die Pulverzuführdüsen zumindest einer Pulverart können in einer Düsenplatte angeordnet werden; eine solche Düsenplatte bildet einen gemeinsamen Träger, der in der Baugröße klein gehalten werden kann, da die einzelnen Düsen sehr dicht aneinander gesetzt werden können. In einer solchen Düsenplatte können auch die Pulverzuführdüsen der einzelnen Pulverarten angeordnet werden.The Pulverzuführdüsen at least one powder type can be arranged in a nozzle plate; such a nozzle plate forms a common carrier, which in size can be kept small because the individual nozzles very can be placed close to each other. In such a Nozzle plate can also use the powder feed nozzles the individual powder types are arranged.

Die Pulverzuführdüsen bilden mit ihrem unteren, dem aufzubauenden Bauteil zugewandten Rand gleichzeitig eine Abstreifebene, um eine die Höhe des auf dem zuvor verfestigten Bauteilbereich aufgebrachten Pulvers zu begrenzen. Falls eine Düsenplatte eingesetzt wird, kann der Unterseite dieser Düsenplatte eine Abstreifeinrichtung zugeordnet werden. Vorzugsweise kann die untere Plattenebene der Düsenplatte selbst diese Abstreifeinrichtung bilden.The Powder feed nozzles form with their lower, the component to be erected at the same time a stripping level, by a height of the applied on the previously solidified component area Limit powder. If a nozzle plate inserted is, the underside of this nozzle plate, a scraper be assigned. Preferably, the lower plate level of the Orifice plate itself form this scraper.

Um eine gleichmäßige und störungsfreie Abgabe des Pulvers zu gewährleisten, sind den Pulverdüsen bzw. der Düsenplatte, falls eine solche eingesetzt wird, eine oder mehrere Vibrationseinrichtungen zugeordnet, die die Pulverdüsen oder die Düsenplatte in Vibration versetzen, insbesondere dann, wenn Pulver aus den Pulverdüsen abgegeben werden soll.Around a smooth and trouble-free delivery to ensure the powder are the powder nozzles or the nozzle plate, if one is used, associated with one or more vibration devices that the powder nozzles or vibrate the nozzle plate, in particular then, when powder is discharged from the powder nozzles should.

Die Anordnung sollte so aufgebaut sein, dass die Pulvervorratsbehälter für die jeweiligen Pulverarten oberhalb der Pulverzuführdüsen derart angeordnet sind, dass das Pulver unter Schwerkraft den Pulverzuführdüsen zugeführt wird. Hierdurch sind keine zusätzlichen Fördereinrichtungen für das Pulver erforderlich.The Arrangement should be constructed so that the powder reservoir for the respective powder types above the powder feed nozzles are arranged such that the powder under gravity to the powder feed nozzles is supplied. There are no additional ones Conveyors for the powder required.

Die Pulverzuführdüsen sollten für die Zufuhr von Pulver mit einer Korngröße im Bereich von 1 μm bis 200 μm, vorzugsweise von 10 μm bis 100 μm, ausgelegt sein.The Powder feed nozzles should be used for the supply of Powder with a grain size in the range of 1 micron to 200 microns, preferably from 10 microns to 100 microns designed be.

Um einen einfachen Aufbau zu erreichen, können die Pulverzuführdüsen zumindest teilweise durch Röhrchen gebildet werden. Derartige Röhrchen werden bevorzugt direkt in eine Düsenplatte eingelassen. Die Düsen können auch durch Bohrungen in der Düsenplatte gebildet werden.Around To achieve a simple structure, the powder feed nozzles at least partially formed by tubes. such Tubes are preferably inserted directly into a nozzle plate. The nozzles can also through holes in the nozzle plate be formed.

Für eine geeignete Abgabe der eingesetzten Pulver sollten die Röhrchen einen Innendurchmesser im Bereich von 0,4 mm bis 3,00 mm, vorzugsweise von 0,05 mm bis 1,5 mm, aufweisenFor a suitable delivery of the powders used should be the tubes an inside diameter in the range of 0.4 mm to 3.00 mm, preferably of 0.05 mm to 1.5 mm

Derartige Röhrchen können jeweils über einen Schlauch mit einem Pulvervorratsbehälter, gegebenenfalls über einen oder mehrere zusätzliche Verteiler, verbunden werden.such Tubes can each have a hose with a powder reservoir, if necessary over one or more additional distributors.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigtFurther Details and features of the invention will become apparent from the following Description of embodiments with reference to the drawing. In the drawing shows

1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer schematischen, teilweise perspektivischen Darstellung, und 1 a device according to the invention in a schematic, partially perspective view, and

2 bis 7 die Vorrichtung der 1 in einer Darstellung von der Seite aus, die verschiedene Abfolgen zeigen, in denen eine Pulverschicht, die aus zwei Pulverarten besteht, zum Aufbauen eines Bauteils aufgebracht wird. 2 to 7 the device of 1 in a side view showing various sequences in which a powder layer consisting of two types of powders is applied to build a component.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils mit unterschiedlichen Materialarten und Materialstrukturen in unterschiedlchen Querschnittsbereichen aus einzelnen Pulverschichten mit verschiedenen Pulvern, die mittels Energiestrahlung, insbesondere mittels Laserstrahlung, aufgeschmolzen werden, umfasst, wie sie in 1 dargestellt ist, eine Bauplattform 1, die auf einem Hubtisch 2 aufliegt, der über eine nicht näher dargestellte Kolbenanordnung 3 in Richtung des Pfeils 4 verfahren werden kann.The inventive device for producing a component with different material types and material structures in unterschiedlchen cross-sectional areas of individual powder layers with different powders which are melted by means of energy radiation, in particular by means of laser radiation comprises, as in 1 is shown, a construction platform 1 on a lift table 2 rests, via a non-illustrated piston assembly 3 in the direction of the arrow 4 can be moved.

In dem in 1 angegeben rechtwinkligen Koordinatensystem erfolgt der Verfahrweg der Kolbenanordnung 3 in der z-Richtung.In the in 1 given rectangular coordinate system is the travel of the piston assembly 3 in the z direction.

Der Hubtisch 2 und damit die Bauplattform 1 sind allseitig durch die Wände 5a eines Gehäuses 5 umgeben. Oberhalb der Bauplattform 1 befindet sich ein Feld 6 aus Pulverzuführdüsen 7, die in einer gemeinsamen Düsenplatte 8 gehalten sind. Dieses Feld 6 aus den Pulverzuführdüsen 7 besteht wiederum aus drei Gruppen 7a, 7b, 7c Pulverzuführdüsen, wobei wiederum jede Gruppe aus zwei einzelnen Reihen zusammengesetzt ist, die sich in x-Richtung erstrecken. Die jeweiligen Pulverzuführdüsen 7 der einer Gruppe 7a, 7b, 7c zugeordneten zwei Pulverzuführdüsen-Reihen, die in y-Richtung hintereinander angeordnet sind, sind hierbei in x-Richtung so zueinander versetzt, dass sie jeweils die Zwischenräume der anderen Reihe der Pulverzuführdüsen 7 überdecken, d. h. in der Projektion über die Breite der Bauplattenform 1 stehen die Düsen 7 genau nebeneinander und die Breite der Bauplattform 1 wird somit vollständig von Düsen der jeweiligen Düsengruppe 7a, 7b und 7c abgedeckt.The lift table 2 and thus the build platform 1 are all sides through the walls 5a a housing 5 surround. Above the build platform 1 there is a field 6 from powder feed nozzles 7 placed in a common nozzle plate 8th are held. This field 6 from the powder feed nozzles 7 again consists of three groups 7a . 7b . 7c Pulverzuführdüsen, again, each group is composed of two individual rows extending in the x-direction. The respective powder feed nozzles 7 the one of a group 7a . 7b . 7c associated two Pulverzuführdüsen-rows which are arranged one behind the other in the y-direction, in this case in the x-direction are offset from each other so that they each have the interstices of the other row of Pulverzuführdüsen 7 cover, ie in the projection across the width of the building board shape 1 stand the nozzles 7 right next to each other and the width of the build platform 1 is thus completely from nozzles of the respective nozzle group 7a . 7b and 7c covered.

Die jeweiligen Düsenöffnungen der Pulverzuführdüsen 7 befinden sich auf der Unterseite der Düsenplatte 8.The respective nozzle openings of the powder feed nozzles 7 are located on the underside of the nozzle plate 8th ,

Mit der Vorrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist, ist es möglich, ein Bauteil auf der Bauplattform 1 aus einzelnen Pulverschichten übereinander in z-Richtung, und aus unterschiedlichen Pulverarten in verschiedenen Querschnittsbereichen, aufzubauen. Dabei wird für jede Pulverart bzw. für jedes Material, aus dem die unterschiedlichen Bereiche des Bauteils aufgebaut werden sollen, eines der Felder 7a, 7b und 7c aus Pulverzuführdüsen 7 benötigt, so dass mit der in 1 gezeigten Vorrichtung drei verschiedene Pulverarten über die Breite und die Länge der Bauplattform 1, d. h. in x-Richtung und in y-Richtung, aufgebracht werden können. Dazu ist, wie schematisch in 1 dargestellt ist, jede Pulverzuführdüse der jeweiligen Gruppe 7a, 7b und 7c mit einem Pulvervorratsbehälter 9 verbunden, die mit den jeweiligen Pulverarten gefüllt sind. Wie schmematisch gezeigt ist, kann die Zufuhr zu den jeweiligen Pulverdüsen mit einer Absperreinrichtung 10 freigegeben oder verschlossen werden, um erforderliche Mengen an Pulver zu den jeweiligen Düsen zuzuführen. Die Pulverzuführdüsen 7 sind in dem gezeigten Beispiel aus jeweiligen Röhrchen, die in die Düsenplatte 8 eingesetzt sind, gebildet, wodurch sich ein einfacher aber dennoch sicherer Aufbau der Düsenplatte 8 mit den Pulverzuführdüsen 7 ergibt. Der Innendurchmesser dieser Röhrchen, und damit die Öffnungsweite der Pulverzuführdüsen 7, sollte (im Bereich von 0,4 mm bis 1,5 mm liegen, und zwar) in Abhängigkeit von der Korngröße des eingesetzten Pulvers so gewählt werden, dass das eingesetzte Pulver durch die Düsenöffnung gleichmäßig austreten kann (die im Bereich von 10 μm bis 100 μm liegen kann).With the device, as in 1 It is possible to have a component on the build platform 1 from individual powder layers one above the other in the z-direction, and from different powder types in different cross-sectional areas, build up. In this case, for each type of powder or for each material from which the different areas of the component are to be constructed, one of the fields 7a . 7b and 7c from powder feed nozzles 7 needed, so with the in 1 shown device three different powder types across the width and length of the build platform 1 , ie in the x-direction and in the y-direction, can be applied. This is how schematic in 1 is shown, each Pulverzuführdüse the respective group 7a . 7b and 7c with a powder reservoir 9 connected, which are filled with the respective powder types. As is shown messily, the supply to the respective powder nozzles with a shut-off device 10 be released or closed to supply required amounts of powder to the respective nozzles. The powder feed nozzles 7 are in the example shown from respective tubes which are in the nozzle plate 8th are used, formed, resulting in a simple but still safe construction of the nozzle plate 8th with the powder feed nozzles 7 results. The inner diameter of these tubes, and thus the opening width of the powder feed nozzles 7 , should be (in the range of 0.4 mm to 1.5 mm, and that) be chosen depending on the grain size of the powder used so that the powder used through the nozzle opening can emerge uniformly (in the range of 10 microns to Can be 100 microns).

Das Pulver fließt bei dieser Anordnung durch die Schwerkraft von den Pulvervorratsbehältern 9 über die Absperreinrichtung 10 durch die Röhrchen zu den Pulverzuführdüsen 7. Der Fluss des Pulvers kann durch einen nicht näher dargestellten Vibrationsmechanismus unterstützt werden, der die gesamte Düsenplatte 8 in eine leichte, hochfrequente Vibration versetzt.The powder flows in this arrangement by gravity from the powder reservoirs 9 over the shut-off device 10 through the tubes to the powder feed nozzles 7 , The flow of powder can be assisted by a vibrating mechanism, not shown, covering the entire nozzle plate 8th put in a slight, high-frequency vibration.

Um ein Bauteil in z-Richtung auf der Bauplattform 1 aufzubauen, werden auf der Bauplattform 1 nacheinander Pulverschichten aufgetragen und jeweils mit Energiestrahlung aufgeschmolzen.To a component in z-direction on the build platform 1 Build on the build platform 1 successively applied powder layers and each melted with energy radiation.

Die einzelnen Verfahrensschritte sind in den 2 bis 7 dargestellt.The individual process steps are in the 2 to 7 shown.

Es sollte darauf hingewiesen werden, dass in den 2 bis 7, gegenüber 1, die y-Richtung und die z-Richtung, dargestellt sind, um das Verfahren der Düsenplatte in y-Richtung zu zeigen. Weiterhin sind nur zwei Reihen aus Pulverzuführdüsen 7a und 7b mit dem jeweiligen Pulvervorratsbehälter 9, die schematisch einer Dosiereinheit 11 zugeordnet sind, dargestellt.It should be noted that in the 2 to 7 , across from 1 , the y-direction and the z-direction, are shown to show the process of the nozzle plate in the y-direction. Furthermore, only two rows of Pulverzuführdüsen 7a and 7b with the respective powder reservoir 9 schematically a dosing unit 11 are assigned shown.

2 zeigt eine Ausgangssituation, bei der bereits auf der Bauplattform 1 eine erste Schicht, die sich in x-y-Richtung erstreckt, aus Pulver aufgebracht ist und die bereits verfestigt ist, wie sie durch die schraffierten Linien angedeutet ist und die mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist, während das nicht aufgeschmolzene Pulver, das innerhalb der Wände 5a des Gehäuses 5 verbleibt, mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet ist. Die erste Schicht besteht bereits aus zwei Werkstoffen 12a und 12b Nachdem diese erste Schicht 12 aufgebaut ist, wird der Hubtisch 2 über die Kolbenanordnung 3 in Richtung des Pfeils 14 (z-Richtung) um einen Betrag Δz abgesenkt, der der Dicke der nächsten aufzubauenden Pulverschicht entspricht. 2 shows an initial situation, which is already on the build platform 1 a first layer which extends in the xy direction, is applied from powder and which is already solidified, as indicated by the hatched lines and the reference numeral 12 while the unmelted powder is inside the walls 5a of the housing 5 remains with the reference numeral 13 is marked. The first layer already consists of two materials 12a and 12b After this first shift 12 is constructed, the lift table 2 over the piston assembly 3 in the direction of the arrow 14 (z-direction) lowered by an amount .DELTA.z, which corresponds to the thickness of the next powder layer to be built up.

Die aufzubauende Schichtdicke ergibt sich dadurch, dass das Pulver aus den Pulverzuführdüsen 7 austritt und den Spalt zwischen der Bauplattform 1 und der Unterseite der Düsenplatte 8 füllt. Bei der nächsten aufzubauenden Schicht ergibt sich folglich die Dicke durch den Spalt zwischen Oberseite der bereits aufgebauten ersten Schicht 12 und der Unterseite der Düsenplatte 8. Während des Verfahrens der Dosiereinheit 11 in y-Richtung über die erste Schicht werden die einzelnen Pulverzuführdüsen 7a und 7b kontrolliert über die Absperreinrichtungen 10, zum Beispiel über Piezoelemente, geöffnet und geschlossen.The layer thickness to be built up results from the fact that the powder from the powder feed nozzles 7 exit and the gap between the build platform 1 and the bottom of the nozzle plate 8th crowded. Consequently, in the next layer to be built up, the thickness results from the gap between the upper side of the already constructed first layer 12 and the bottom of the nozzle plate 8th , During the process of the dosing unit 11 In the y-direction over the first layer are the individual powder feed nozzles 7a and 7b controlled by the shut-off devices 10 , for example via piezo elements, opened and closed.

3 zeigt den Aufbau der 2, allerdings mit der Düsenplatte 8 in y-Richtung über der ersten Schicht 12 verfahren. Über diesen Verfahrbereich wird der Vorratsbehälter 9 der ersten Pulverart geöffnet, wie anhand der Stellung der Absperreinrichtung 10 zu erkennen ist, so dass das Pulver aus dem ersten Vorratsbehälter, der mit 9a bezeichnet ist, austritt. Bei weiteren Verfahren der Düsenplatte 8 wird dann, um den mittleren Bereich der ersten Schicht 12 mit der zweiten Pulverart zu bedecken, die Absperrreinrichtung 10 des zweiten Pulverbehälters 9b geöffnet, während in diesem Bereich die Absperrreinrichtung 10 des ersten Pulverbehälters 9a geschlossen ist, wie dies 4 zeigt. 3 shows the structure of the 2 , but with the nozzle plate 8th in the y-direction over the first layer 12 method. About this travel range of the reservoir 9 opened the first powder type, as based on the position of the shut-off device 10 can be seen, so that the powder from the first reservoir, with 9a is designated, exit. For further procedures of the nozzle plate 8th is then added to the middle area of the first layer 12 to cover with the second type of powder, the shut-off device 10 of the second powder container 9b opened, while in this area the shut-off device 10 of the first powder container 9a closed is, like this 4 shows.

Wenn die Pulverzuführdüse 7a, die der ersten Pulverart zugeordnet ist, den rechten Teil der ersten Schicht 12 des Bauteils errreicht, wird wieder die Absperreinrichtung 10 für die erste Pulverart in dem ersten Pulvervorratsbehälter 9a geöffnet, so dass, wie 5 zeigt, die Pulverart für den rechten Bereich über die Pulverzuführdüsen 7a aufgebracht wird, während gleichzeitig die zweite Pulverart über die Pulverzuführdüsen 7b in dem mittleren Bereich aufgebracht wird. Aus diesem Grund sind, wie anhand der 5 zu sehen ist, die Absperreinrichtung 10 beider Pulverzuführdüsen-Reihen 7a, 7b geöffnet.When the powder feed nozzle 7a associated with the first powder type, the right part of the first layer 12 reaches the component is again the shut-off device 10 for the first type of powder in the first powder reservoir 9a open, so that, like 5 shows the powder type for the right area over the powder feed nozzles 7a is applied while at the same time the second type of powder on the powder feed nozzles 7b is applied in the middle area. For this reason, as based on the 5 you can see the shut-off device 10 both powder feed nozzle rows 7a . 7b open.

Am Ende des mittleren Bereichs, in der y-Richtung gesehen, wird dann die Absperreinrichtung 10 der Pulverdüsen 7b für die zweite Pulverart geschlossen und nur noch die erste Pulverart aus dem Pulvervorratsbehälter 9a über die Pulverzuführdüsen 7a aufgebracht. In der Endposition, die in 7 dargestellt ist, ist entsprechend der Struktur bzw. der Materialanordnung des aufzubauenden Bauteils für die zweite Schicht die entsprechende Pulverart in den entsprechenden Bereichen aufgebracht. Anschließend wird diese zweite Pulverschicht 15 beispielsweise mit Laserstrahlung aufgeschmolzen und gleichzeitig an der ersten, bereits verfestigten Schicht 12 angebunden.At the end of the central area, as seen in the y-direction, then the shut-off device 10 the powder nozzles 7b closed for the second powder and only the first powder from the powder reservoir 9a via the powder feed nozzles 7a applied. In the final position, in 7 is shown, according to the structure or the material arrangement of the component to be constructed for the second layer, the corresponding type of powder is applied in the corresponding areas. Subsequently, this second powder layer 15 For example, melted with laser radiation and at the same time on the first, already solidified layer 12 tethered.

Wie anhand der 2 bis 7 verdeutlicht wird, werden bei der Überfahrt der Düsenplatte 8 über die Bauplattform 1 bzw. die jeweiligen bereits aufgebauten Schichten 12, 15 die einzelnen Düsen 7 der Düsenfelder 7a, 7b für die jeweiligen Pulverarten kontrolliert geöffnet und geschlossen. Auch werden die Düsen eines jeweligen Düsensfeldes 7a, 7b, 7c, die in 1 dargstellt sind und jeweils aus zwei Düsenreiehen bestehen, beim Überfahren der Bauplattform 1 unabhängig voneinander so angesteuert, dass jede einzelne Düse 7 zu den Zeitpunkten geöffnet ist, an denen sie Bereiche überfährt, in denen die jeweilige Pulverart deponiert werden soll, und sie werden zu den Zeitpunkten geschlossen, an denen sie Bereiche überfahren, in denen eine andere Pulverart deponiert werden soll.As based on the 2 to 7 is clarified when crossing the nozzle plate 8th over the build platform 1 or the respective already constructed layers 12 . 15 the individual nozzles 7 the nozzle fields 7a . 7b controlled opened and closed for the respective powder types. Also, the nozzles of a jeweligen nozzle field 7a . 7b . 7c , in the 1 dargstellt and each consist of two Düsenreiehen, when driving over the build platform 1 independently controlled so that every single nozzle 7 It is open at times when it passes over areas in which the particular powder type is to be deposited, and they are closed at the times when they run over areas in which a different type of powder is to be deposited.

Durch die Anordnung mehrerer Düsenfelder können so beliebig viele Werkstoffe definiert ortsaufgelöst innerhalb einer Schicht, beispielsweise der Schicht 12 oder 15, deponiert werden. Die minimale laterale Auflösung der Bereiche, die mit unterschiedlichen Pulverwerkstoffen belegt werden können, ist durch den verwendeten Düsendurchmesser bestimmt. Der kleinste verwendbare Düsendurchmesser ist wiederum durch die Fließfähigkeit des verwendeten Pulverwerkstoffs bestimmt, die, wie vorstehend erwähnt ist, durch eine Vibrationseinrichtung unterstützt werden kann, um das jeweilige Pulver aus den Pulverdüsen abzugeben.As a result of the arrangement of a plurality of nozzle fields, any desired number of materials can be defined in a spatially resolved manner within a layer, for example the layer 12 or 15 to be dumped. The minimum lateral resolution of the areas that can be covered with different powder materials is determined by the nozzle diameter used. The smallest usable nozzle diameter, in turn, is determined by the fluidity of the powder material used, which, as mentioned above, can be assisted by a vibrating device to discharge the respective powder from the powder nozzles.

Mit der Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist, kann so definiert ein ortsaufgelöster Auftrag unterschiedlicher Pulverwerkstoffe in einer Schicht auch für große Schichtdicken genutzt werden. Es ist möglich, großvolumige Bauteile mit unterschiedlichen Werkstoffen generativ zu fertigen.With The device as described above can thus be defined a spatially resolved application of different powder materials in one layer also for large layer thicknesses be used. It is possible to have large-volume components to produce generatively with different materials.

Obwohl es nicht näher in den schematischen Figuren dargestellt ist, werden als Pulverzuführteile Röhrchen in die Düsenplatte 8 eingesetzt. Diese einzelnen Röhrchen 9a, 9b können mit jeweiligen Schläuchen mit einem gemeinsamen Pulvervorratsbehälter für die jeweilige Pulverart verbunden werden.Although not shown in more detail in the schematic figures, tubes are used as Pulverzuführteile tubes in the nozzle plate 8th used. These single tubes 9a . 9b can be connected with respective hoses with a common powder reservoir for each powder type.

Als Beispiel für ein Bauteil aus einer Werkstoffkombination kann ein Formeinsatz für ein Spritzgießwerkzeug angegeben werden. Der Formeinsatz muss im Spritzgießbetrieb die Funktionen der Formgebung und der Wärmeabfuhr für die eingespritzte Kunststoffmasse erfüllen. Dafür muss die Oberfläche des Formeinsatzes möglichst verschleißfest sein, d. h. der Werkstoff muss eine hohe Härte besitzen. Gleichzeitig muss der Formeinsatz eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, um die Wärme möglichst schnell und gleichmäßig abzuführen. Bisher werden die Einsätze aus Werkzeugstahl mit hoher Härte aber geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt. Falls die Wärmeabfuhr damit nicht ausreichend ist, werden alternativ Einsätze aus einer Kupferlegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit aber deutlich geringerer Härte eingesetzt. Damit kann gegenüber dem Einsatz aus Werkzeugstahl zwar eine bessere Kühlung erreicht werden, aber die Verschleißanfälligkeit ist deutlich erhöht. Mit der Erfindung kann z. B. ein Formeinsatz bzw. ein Bauteil gefertigt werden, der bzw. das im Inneren aus einer Kupferlegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht und dessen äußere Hülle aus Werkzeugstahl mit hoher Härte besteht. Durch diese Werkstoffkombination können die beiden Anforderungen der hohen Härte und der hohen Wärmeleitfähigkeit an einen Formeinsatz gleichzeitig erfüllt werden.When Example of a component made of a material combination can be a mold insert for an injection mold be specified. The mold insert must be injection molded the functions of shaping and heat dissipation for meet the injected plastic mass. Therefore the surface of the mold insert must be as possible wear resistant, d. H. the material must be high Own hardness. At the same time, the mold insert must have a have high thermal conductivity to heat remove as quickly and evenly. So far, the inserts made of tool steel with high Hardness but low thermal conductivity manufactured. If the heat dissipation is not sufficient is, are alternatively inserts made of a copper alloy with high thermal conductivity but significantly lower Hardness used. This can be compared to the use made of tool steel although better cooling can be achieved but the susceptibility to wear is significantly increased. With the invention can z. B. a mold insert or a component manufactured The inside of a copper alloy with high Thermal conductivity exists and its outer Shell made of tool steel with high hardness. Through this material combination, the two requirements high hardness and high thermal conductivity be met simultaneously on a mold insert.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19649865 [0004] - DE 19649865 [0004]

Claims (22)

Verfahren zum Herstellen eines Bauteils basierend auf dreidimensionalen Daten des Bauteils, wobei eine Bauplattform, die eine Aufbauebene in x-y-Richtung in einem rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystem darstellt, bereitgestellt wird, darauf nacheinander Pulverschichten übereinander in z-Richtung aufgebracht werden und jede Pulverschicht in einem Querschnittsbereich, der einem Querschnittsbereich entsprechend den Daten des Bauteils entspricht, mittels Energiestrahlung verfestigt wird, wobei die jeweiligen dem aufzubauenden Bauteil entsprechenden Querschnittsbereiche der jeweils folgenden Pulverschicht an dem jeweils darunter liegenden Querschnittsbereich verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbauen des Bauteils aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen in definierten Bereichen auf die jeweiligen Querschnittsbereiche eine jeweilige dem Werkstoff dieses Querschnittsbereichs entsprechende Pulverart aufgebracht wird und das aufgebrachte Pulver dieser Pulverschicht mittels jeweiliger Energiestrahlung, die der jeweiligen Pulverart angepasst ist, aufgeschmolzen wird.A method of manufacturing a component based on three-dimensional data of the component, wherein a build platform representing a build-up plane in the xy direction in a xyz rectangular coordinate system is provided, successively depositing powder layers one above the other in the z-direction and each powder layer in a cross-sectional area which corresponds to a cross-sectional area corresponding to the data of the component, is solidified by energy radiation, wherein the respective cross-sectional areas of the respectively following powder layer are connected to the respective underlying cross-sectional area, characterized in that for constructing the component of at least two different materials a respective powder type corresponding to the material of this cross-sectional area is applied in defined areas to the respective cross-sectional areas, and the applied powder of this powder layer is centered els respective energy radiation, which is adapted to the respective type of powder is melted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen der Pulver eine Pulverzufuhreinheit eingesetzt wird, die in einer der x-y-Richtungen relativ zu der Aufbauebene verfahren werden, wobei an den definierten Bereichen je weilige Pulvermengen der jeweiligen Pulverart aus der Pulverzufuhreinheit abgegeben wird.Method according to claim 1, characterized in that in that a powder feed unit is used to apply the powders which is in one of the x-y directions relative to the build plane be moved, wherein at the defined areas per respective powder quantities the respective powder type is discharged from the powder supply unit. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverzufuhreinheit einzelne Pulverzuführdüsen aufweist und die Öffnungen der Pulverzuführdüsen in z-Richtung entsprechend der jeweils aufzutragenden Schichtdicke des Pulvers in der Höhe über dem jeweils darunter liegenden Querschnittsbereich des sich aufbauenden Bauteils positioniert werden.Method according to claim 1 or 2, characterized that the powder supply unit individual powder feed nozzles and the openings of the powder feed nozzles in the z-direction according to the particular layer thickness to be applied of the powder in height above each below lying cross-sectional area of the building component positioned become. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Pulverzuführdüsen zum Deponieren der jeweiligen Pulverart beim Verfahren des Düsenfelds in x- und/oder y-Richtung unabhängig voneinander so angesteuert werden, dass jede einzelne Pulverzuführdüse zu den Zeitpunkten geöffnet wird, zu denen sie Bereiche überfährt, in denen die entsprechende Pulverart deponiert werden soll, und zu den Zeitpunkten, zu denen sie Bereiche überfährt, in denen eine andere Pulverart deponiert werden soll, verschlossen verbleibt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the individual powder feed nozzles for depositing the respective type of powder when moving the nozzle field be controlled independently in the x and / or y direction, that every single powder feed nozzle at the times to which she overruns areas, in which the corresponding powder is to be deposited, and at the times when she passes over areas, in which another type of powder is to be deposited, sealed remains. Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils basierend auf dreidimensionalen Daten des Bauteils, mit einer Bauplattform, die eine Aufbauebene in x-y-Richtung in einem rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystem darstellt, mit Einrichtungen zum Verarbeiten von dreidimensionalen Daten des Bauteils, mit Einrichtungen zum nacheinander Aufbringen von Pulverschichten übereinander in y-Richtung und mit Einrichtungen zum Aufbringen von Energiestrahlung auf jede Pulverschicht in einem Querschnittsbereich, der einem Querschnittsbereich entsprechend den Daten des Bauteils entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbauen des Bauteils aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen in definierten Bereichen die Einrichtungen zum Aufbringen der Pulverschicht mindestens ein Feld (7a, 7b, 7c) aus Pulverzuführdüsen (7), die mit den mindestens zwei Pulverarten (9a, 9b) versorgt werden, umfassen, wobei sich das Feld (7a, 7b, 7c) über zumindest eine der x- und y-Richtungen erstreckt, und mit Einrichtungen, um das Feld (7a, 7b, 7c) aus Pulverdüsen (7) relativ zu der Aufbauebene (1) zumindest in der anderen der x-y-Richtungen und in der z-Richtung (4) zu verschieben.Device for producing a component based on three-dimensional data of the component, comprising a construction platform, which represents a construction plane in the xy direction in a right-angled xyz coordinate system, with devices for processing three-dimensional data of the component, with devices for successively applying layers of powder one above the other Y direction and with means for applying energy radiation to each powder layer in a cross-sectional area corresponding to a cross-sectional area corresponding to the data of the component, characterized in that for building the component of at least two different materials in defined areas, the means for applying the powder layer at least a field ( 7a . 7b . 7c ) from powder feed nozzles ( 7 ) containing at least two powder types ( 9a . 9b ), whereby the field ( 7a . 7b . 7c ) extends over at least one of the x and y directions, and with means to move the field ( 7a . 7b . 7c ) from powder nozzles ( 7 ) relative to the construction level ( 1 ) at least in the other of the xy directions and in the z direction ( 4 ) to move. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder aufzubringenden Pulverart ein Feld (7a, 7b, 7c) aus Pulverzuführdüsen (7) zugeordnet ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that each powder to be applied a field ( 7a . 7b . 7c ) from powder feed nozzles ( 7 ) assigned. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld (7a, 7b, 7c) für jede aufzubringenden Pulverart mindestens eine einzeilige Reihe aus Pulverzuführdüsen (7) umfasst.Device according to claim 6, characterized in that the field ( 7a . 7b . 7c ) for each type of powder to be applied, at least one row of powder feed nozzles ( 7 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverzuführdüsen (7) einen Pulveraustrittskegel derart erzeugen, dass sich diese Pulveraustrittskegel in der Ebene des aufzubauenden Bauteils überlappen.Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the powder feed nozzles ( 7 ) produce a powder exit cone such that these powder exit cone overlap in the plane of the component to be built up. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverzuführdüsen (7) einer Pulverart in mindestens zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Pulverzuführdüsen (7) der einen Reihe zu den Pulverzuführdüsen der anderen Reihe versetzt sind.Apparatus according to claim 7, characterized in that the powder feed nozzles ( 7 ) are arranged in a powder type in at least two rows, wherein the powder feed nozzles ( 7 ) are offset one row to the powder feed nozzles of the other row. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenfelder in Bezug auf die Auftragsrichtung hintereinander angeordnet sind.Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the nozzle fields in relation are arranged in succession to the order direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pulverzuführdüse (7) einen Pulverzufuhrkanal mit einer Absperreinrichtung (10) aufweist.Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that each Pulverzuführdüse ( 7 ) a powder feed channel with a shut-off device ( 10 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperreinrichtung (10) durch ein Absperrventil gebildet ist.Apparatus according to claim 11, characterized in that the shut-off device ( 10 ) is formed by a shut-off valve. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (10) durch ein Piezoelement betätigt wird.Apparatus according to claim 12, characterized ge indicates that the shut-off valve ( 10 ) is actuated by a piezoelectric element. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverzuführdüsen (7) in einer Düsenplatte (8) angeordnet sind.Device according to one of claims 5 to 13, characterized in that the powder feed nozzles ( 7 ) in a nozzle plate ( 8th ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der dem aufzubauenden Bauteil zugewandten Unterseite der Düsenplatte (8) eine Abstreifeinrichtung zugeordnet ist.Device according to claim 14, characterized in that the underside of the nozzle plate facing the component to be built up ( 8th ) is associated with a stripping device. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (8) mit einer Vibrationseinrichtung in Vibration versetzbar ist.Apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that the nozzle plate ( 8th ) is vibratable with a vibration device. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Pulvervorratsbehälter (9a, 9b) oberhalb der Pulverzuführdüsen (7) derart angeordnet sind, dass das Pulver unter Schwerkraft den Pulverzuführdüsen (7) zugeführt wird.Device according to one of claims 5 to 16, characterized in that powder reservoir ( 9a . 9b ) above the powder feed nozzles ( 7 ) are arranged such that the powder under gravity the powder feed nozzles ( 7 ) is supplied. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverzuführdüsen (7) für die Zufuhr von Pulver mit einer Korngröße im Bereich von 1 μm bis 200 μm ausgelegt sind.Device according to one of claims 5 to 17, characterized in that the powder feed nozzles ( 7 ) are designed for the supply of powder having a particle size in the range of 1 .mu.m to 200 .mu.m. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverzuführdüsen (7) zumindest teilweise durch Röhrchen gebildet sind.Device according to one of claims 5 to 18, characterized in that the powder feed nozzles ( 7 ) are at least partially formed by tubes. Vorrichtung nach Anspruch 19 in Verbindung mit Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen in die Düsenplatte (8) eingelassen sind.Device according to Claim 19 in conjunction with Claim 14, characterized in that the tubes are inserted into the nozzle plate ( 8th ) are admitted. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen einen Innendurchmesser im Bereich von 0,05 mm bis 3 mm aufweisen.Device according to claim 19 or 20, characterized that the tubes have an inside diameter in the range of 0.05 mm to 3 mm. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen jeweils mit einem Schlauch mit einem Pulvervorratsbehälter (9a, 9b) verbunden sind.Device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the tubes each with a hose with a powder reservoir ( 9a . 9b ) are connected.
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