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Die vorliegende Erfindung betrifft eine additive Fertigungsanlage für die Herstellung von Fahrzeugbauteilen, einen Wechselrahmen für eine solche additive Fertigungsanlage sowie ein Verfahren für die Reinigung eines Einkoppelfensters einer derartigen additiven Fertigungsanlage.
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Additive Fertigungsanlagen für die Herstellung von Bauteilen sind zum Beispiel in Form von Sinteranlagen grundsätzlich bekannt. Dabei wird durch Energieeintrag, z. B. mit Hilfe einer Laserlichtquelle, ein Sintermaterial durch einen Sinterprozess teilweise miteinander verbunden bzw. bei Strahlschmelzanlagen vollständig miteinander verschweißt, sodass in schichtweise aufbauender Weise Fahrzeugbauteile oder andere Bauteile hergestellt werden können. Als Sintermaterial können dabei Kunststoffmaterialien oder Metallmaterialien eingesetzt werden.
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Nachteilhaft bei bekannten additiven Fertigungsanlage ist es, dass insbesondere die Laserlichtquelle einem regelmäßigen Wartungszyklus unterworfen ist. Ein sehr häufig durchzuführender Wartungstyp ist dabei die Reinigung eines entsprechenden Einkoppelfensters für das Laserlicht aus der Laserlichtquelle. Bei der Durchführung des Sinterprozesses und dem entsprechenden Energieeintrag entsteht beim Sinterprozess Rauchgas innerhalb des Sinterraumes. Vor diesem Rauchgas wird die Laserlichtquelle durch ein Einkoppelfenster geschützt. Jedoch führt das Rauchgas durch entsprechenden Niederschlag auf dem Einkoppelfenster dazu, dass eine langsame Verschmutzung dieses Einkoppelfensters und dementsprechend damit einhergehend eine Reduktion des Transmissionsgrades am Einkoppelfenster stattfindet. Dies führt dazu, dass nunmehr nicht mehr die volle Transmissionsleistungen und damit nicht mehr die vollständig zur Verfügung stehende Energieleistung des Laserlichts tatsächlich im Sinterraum Verwendung finden kann. Vielmehr muss zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Reinigung des Einkoppelfensters stattfinden. Bei bekannten additiven Fertigungsanlagen führt dies zu einem Stopp und einer entsprechenden manuellen Reinigung des Einkoppelfensters. Neben dem damit einhergehenden Zeitaufwand entstehen auch Gefährdungen der Einbauten bzw. des Einkoppelfensters selbst. Auch kann auf diese Weise keine genaue und immer gleichbleibende Qualität der Reinigung des Einkoppelfensters gewährleistet werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Wartungsintervalle einer additiven Fertigungsanlage zu vergrößern und gleichzeitig eine bessere Leistungsausnutzung der Laserlichtquelle zur Verfügung zu stellen.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine additive Fertigungsanlage mit den Merkmalen des Anspruches 1, einen Wechselrahmen mit den Merkmalen des Anspruches 9 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie dem erfindungsgemäßen Wechselrahmen und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wird im Rahmen dieser Patentanmeldung insbesondere als Sinteranlage mit einem Bearbeitungsraum in Form eines Sinterraums beschrieben. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung bei vorzugsweise jedem aufbauenden, also additiven Verfahren zum Einsatz kommen kann. Neben einer Ausbildung als Sinteranlage kann zum Beispiel auch eine Ausbildung als Strahlschmelzanlage zum Einsatz kommen. In einer solchen Ausführungsform ist der Sinterraum allgemein als Bearbeitungsraum bzw. Herstellraum bzw. explizit als Strahlschmelzraum zu verstehen.
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Eine erfindungsgemäße additive Fertigungsanlage dient der Herstellung von Fahrzeugbauteilen und ist insbesondere als Sinteranlage bzw. als Strahlschmelzanlage ausgebildet. Hierfür weist die additive Fertigungsanlage einen Sinterraum und eine Laserlichtquelle für einen Energieeintrag in ein Sintermaterial im Sinterraum zur Ausbildung der Fahrzeugbauteile auf. Eine erfindungsgemäße additive Fertigungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Sinterraum und der Laserlichtquelle ein Wechselrahmen mit wenigstens einem Einkoppelfenster für die Transmission von Laserlicht der Laserlichtquelle in den Sinterraum angeordnet ist. Dabei ist der Wechselrahmen bezogen auf das wenigstens eine Einkoppelfenster zwischen einer Transmissionsposition und einer Reinigungsposition zur Reinigung des wenigstens einen Einkoppelfensters bewegbar gelagert.
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Fahrzeugbauteile können im Sinne der vorliegenden Erfindung jegliche Bauteile des Fahrzeugs sein. Insbesondere handelt es sich um metallische Bauteile, bevorzugt mechanisch belastete metallische Bauteile des Fahrzeugs.
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Der Sinterprozess innerhalb der additiven Fertigungsanlage kann in bekannter Weise durchgeführt werden. So kann ein schichtweise aufbauendes Sinterverfahren die Herstellung der Fahrzeugbauteile innerhalb des Sinterraumes ermöglichen. Die für den Sinterprozess notwendige Energie wird durch Energieeintrag mit Hilfe von Laserlicht von der Laserlichtquelle zur Verfügung gestellt.
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Erfindungsgemäß und entscheidend ist nun die Ausbildung eines Wechselrahmens mit wenigstens einem Einkoppelfenster. Der Wechselrahmen definiert eine Bewegbarkeit des Einkoppelfensters gemeinsam mit dem Wechselrahmen. So kann sich das Einkoppelfenster durch die bewegliche Lagerung des Wechselrahmens nun gemeinsam mit dem Wechselrahmen zwischen zumindest zwei Positionen bewegen. Die erste Position ist dabei die Transmissionsposition. In der Transmissionsposition ist das Einkoppelfenster in einer Position angeordnet, in welcher das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht durch Transmission durch das Einkoppelfenster in den Sinterraum eindringen kann. Bewegt sich nun der Wechselrahmen gemeinsam mit dem Einkoppelfenster von der Transmissionsposition in die Reinigungsposition, so kann keine Korrelation zwischen dem emittierten Laserlicht und dem Einkoppelfenster mehr stattfinden. Vielmehr befindet sich das Einkoppelfenster nun sozusagen außerhalb des optischen Eingriffs der Laserlichtquelle und kann in dieser Position gereinigt werden. Nach der Reinigung kann das Einkoppelfenster gemeinsam mit dem Wechselrahmen wieder zurück in die Transmissionsposition bewegt werden, um die gewünschte Transmissionswirkung für das Laserlicht zur Verfügung zu stellen.
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Dabei ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich ein einziges Einkoppelfenster grundsätzlich ausreicht. So kann beispielsweise der Wechselrahmen eine Abdeckung aufweisen, welche bei der Bewegung des Einkoppelfensters von der Transmissionsposition in die Reinigungsposition in der Transmissionsposition die entsprechend verbleibende Öffnung ohne Einkoppelfenster abdeckt. Somit ist die gewünschte Sicherung der Laserlichtquelle durch Einwirkung aus dem Sinterraum heraus weiter auch in Reinigungsposition des Einkoppelfensters gegeben.
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Es ist jedoch verständlich, dass vorzugsweise mehr als ein Einkoppelfenster vorgesehen ist, wie dies später noch erläutert wird. Insbesondere kann durch den Wechselrahmen eine Wechselmöglichkeit zur Verfügung gestellt werden, zwischen einem Einkoppelfenster in Reinigungsposition und einem wenigstens zweiten Einkoppelfenster in Transmissionsposition. Diese beiden Einkoppelfenster können vorzugsweise wechseln, sodass immer ein Einkoppelfenster in der Reinigungsposition gereinigt werden kann und damit anschließend in der Reinigungsposition in gereinigter Ausführung für den nächsten Einsatz vorgehalten wird. Die entsprechend notwendige Wartungszeit für den Wechsel zwischen zwei Einkoppelfenstern wird dementsprechend auf die Bewegungszeit zwischen Reinigungsposition und Transmissionsposition für den Wechselrahmen verkürzt. Das tatsächliche Reinigen des jeweiligen Einkoppelfensters in Reinigungsposition wird sozusagen parallel zum entsprechend gleichzeitig durchgeführten Sinterprozess mit dem anderen Einkoppelfenster in Transmissionsposition durchgeführt. Dies ist ein deutlicher Zeitgewinn. Auch ist darauf hinzuweisen, dass unter einem Reinigen des Einkoppelfensters auch ein Austausch der Scheibe des Einkoppelfensters zu verstehen ist. So kann das Einkoppelfenster selbst einen Fensterrahmen aufweisen, in welchem die entsprechende Fensterscheibe des Einkoppelfensters austauschbar angeordnet ist. Auch eine aktive oder passive Reinigung mit einer entsprechenden Reinigungsvorrichtung ist in der Reinigungsposition selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Auch ist darauf hinzuweisen, dass das Einkoppelfenster vorzugsweise eine reine Transmissionsfunktion aufweist. Jedoch ist es nicht ausgeschlossen, dass auch weitere optische Funktionalitäten, wie z. B. eine Blendenfunktion, eine Linsenfunktion oder eine Reflektionsfunktion von dem Einkoppelfenster zumindest abschnittsweise wahrgenommen werden.
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Neben der geringeren Ausfallzeit wird eine längere Wartungsfreiheit durch eine erfindungsgemäße additive Fertigungsanlage gewährleistet. Auch kann auf diese Weise eine höhere Laserleistung über den gesamten Nutzungszeitraum in den Sinterraum eingebracht werden. Insbesondere wird auf diese Weise bei ansonsten zu langer Nutzung und zu starker Verschmutzung eine möglicherweise mit dieser zu starken Verschmutzung einhergehende Beschädigung des Einkoppelfensters vermieden.
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Eine erfindungsgemäße additive Fertigungsanlage kann dahingehend weitergebildet werden, dass das Einkoppelfenster lösbar am Wechselrahmen befestigt und in der Reinigungsposition des Wechselrahmens austauschbar ist. Dabei kann das gesamte Einkoppelfenster oder auch nur die entsprechende Fensterscheibe des Einkoppelfensters austauschbar sein. Hier wird durch das Austauschen des Einkoppelfensters bzw. der zugehörigen Fensterscheibe die Reinigung durchgeführt. Das Einkoppelfenster kann dabei als einmaliges Einwegverbrauchsmaterial ausgebildet sein. Jedoch ist es auch möglich, dass das Einkoppelfenster in einer separaten Reinigungsstation außerhalb der additiven Fertigungsanlage nach dem Lösen vom Wechselrahmen gereinigt und wieder in gereinigter Version eingesetzt wird. Dabei handelt es sich jedoch nicht um ein einfaches Einschieben des Einkoppelfensters sondern vielmehr um einen Austausch im Wechselrahmen, welcher insbesondere wenigstens ein weiteres Einkoppelfenster oder eine entsprechende Abdeckung zum zeitgleichen Anordnen in der Transmissionsposition aufweist.
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Auch von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage der Wechselrahmen wenigstens zwei Einkoppelfenster aufweist, wobei bei Anordnung des einen Einkoppelfensters in der Transmissionsposition das andere Einkoppelfenster in der Reinigungsposition angeordnet ist. Hier kann nun die bereits mehrfach beschriebene parallele Durchführung der Reinigung und der Transmission stattfinden. So befindet sich in stehendem Betrieb des Wechselrahmens immer ein Einkoppelfenster in Transmissionsposition und ein Einkoppelfenster in Reinigungsposition. Wird bei einer solchen Lösung eine rein translatorische Bewegung des Wechselrahmens durchgeführt, kann für jedes Einkoppelfenster eine separate Reinigungsposition definiert werden. Damit ist der beschriebene kontinuierliche Betrieb möglich, und insbesondere die Totzeit für den Einsatz der additiven Fertigungsanlage auf die Bewegungszeit des Wechselrahmens für die Einkoppelfenster zwischen den beiden Positionen beschränkt. Vorteilhaft ist es natürlich, wenn deutlich mehr Einkoppelfenster z. B. drei oder vier Einkoppelfenster im Wechselrahmen vorgesehen sind. Dabei können die weiteren Einkoppelfenster vorzugsweise zwischen der Reinigungsposition und der Transmissionsposition angeordnet sein. Dies führt dazu, dass sozusagen immer eine gewisse Anzahl an gereinigten und damit frisch zu verwendenden Einkoppelfenstern in sogenannten Vorhaltepositionen vorgehalten wird. Dies führt dazu, dass auch längere Reinigungszeiten kein Problem darstellen, da nun durch das Vorhalten die jeweilige Reinigung auch längere Zeiträume in Anspruch nehmen kann.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage zwischen der Transmissionsposition und der Reinigungsposition eine Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, welche bei der Bewegung des wenigstens einen Einkoppelfensters des Wechselrahmens in die Reinigungsposition in reinigenden Kontakt, insbesondere in berührenden Kontakt, mit diesem Einkoppelfenster gelangt. Die Reinigungsvorrichtung kann dabei unterschiedlichste Ausgestaltungen aufweisen, wie sie später noch erläutert werden. So kann z. B. eine berührende Reinigung mit Hilfe von Bürsten und Borsten durchgeführt werden. Auch eine berührungslose Reinigung in Form von Wasserstrahl, Fluidstrahl, CO2-Schneestrahl oder Druckluft, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. Durch das Ausnutzen der stattfindenden Bewegung des Wechselrahmens zwischen Transmissionsposition und Reinigungsposition kann diese Reinigungsvorrichtung auch als passive Reinigungsvorrichtung ausgewählt sein. Darunter ist zu verstehen, dass z. B. eine einfache Bürste an einer entsprechenden Position zwischen der Transmissionsposition und der Reinigungsposition angeordnet ist, sodass bei der Bewegung des Wechselrahmens eine Relativbewegung zwischen dieser Bürste der Reinigungsvorrichtung und dem entsprechenden Einkoppelfenster des Wechselrahmens stattfindet. Auch kann auf diese Weise sozusagen ein Überstreichen der Querschnittsfläche des Einkoppelfensters für die Reinigungsvorrichtung sozusagen automatisch durch die Bewegung des Wechselrahmens stattfinden. Dies führt zu einer besonders kostengünstigen und einfachen Lösung der Reinigung. In der Reinigungsposition ist dementsprechend das Einkoppelfenster sozusagen sofort gereinigt vorliegend.
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Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage in der Reinigungsposition eine Reinigungsvorrichtung angeordnet ist für die aktive Reinigung des wenigstens einen Einkoppelfensters. Diese Lösung kann selbstverständlich mit der Ausführungsform gemäß dem voranstehenden Absatz kombiniert werden, um mit unterschiedlichen Reinigungsmöglichkeiten bzw. unterschiedlichen Reinigungsverfahren nebeneinander und zeitlich nacheinander eine bessere Reinigungsleistung erzielen zu können. Eine aktive Reinigung kann z. B. mit Hilfe von Druckluft oder aktiv bewegten Bürsten- oder Borstenvorrichtungen durchgeführt werden.
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Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage der Wechselrahmen wenigstens einen Transmissionssensor aufweist für die Bestimmung des Transmissionsgrades des wenigstens einen Einkoppelfensters, insbesondere in der Transmissionsposition. Mit anderen Worten kann nun eine tatsächliche belastungsgenaue Wartung durchgeführt werden. Erkennt der Transmissionssensor eine unerwünschte Reduktion des Transmissionsgrades des jeweiligen Einkoppelfensters, kann die Reinigung durch Bewegung des Wechselrahmens initiiert werden. Dabei können selbstverständlich Schwellwerte vorgegeben werden, welche der bestimmte Transmissionsgrad nicht unterschreiten soll. Fällt der Transmissionsgrad unter einen solchen Schwellwert, wird die Reinigung in erfindungsgemäßer Weise durchgeführt. Damit können feste Wartungsintervalle vermieden werden sondern belastungsgenau die Wartung durchgeführt werden. Auch wird bei unterschiedlichen Materialien für das Sintermaterial in entsprechend unterschiedlicher Verschmutzung eine über die Maßen unerwünschte Verschmutzung als Verschmutzungsgrad des Einkoppelfensters wirkungsvoll vermieden. Damit kann im größten Teil immer die maximale Leistung der Laserlichtquelle auch tatsächlich als Energieeintrag für das Sintermaterial zur Verfügung gestellt werden.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage der Wechselrahmen für eine einfache Bewegung in Form einer einfachen Rotation oder einer einfachen, insbesondere linearen, Translation, ausgebildet ist. Unter einer einfachen Bewegung ist dabei eine ausschließliche Bewegung entlang einer solchen Bewegungsrichtung zu verstehen. So wird vorzugsweise ausschließlich rotiert oder ausschließlich durch Translation, insbesondere linear, bewegt. Dies führt zum einen zu einer deutlich einfacheren Konstruktion der notwendigen beweglichen Lagerung der additiven Fertigungsanlage. Darüber hinaus sind die einzelnen Positionen also die Reinigungsposition und die Transmissionsposition deutlich genauer bestimmbar.
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Eine erfindungsgemäße additive Fertigungsanlage bringt dann Vorteile mit sich, wenn in der Reinigungsposition die Reinigung des wenigstens einen Einkoppelfensters durch wenigstens eine der folgenden Reinigungsarten durchgeführt wird:
- – Austausch des Einkoppelfensters
- – Druckluft
- – Wasserstrahl
- – Partikelstrahl (z. B. CO2-Schneestrahl)
- – Mechanische Reinigung (z. B. Tuch, Bürste, Rolle, Lippe)
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Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Selbstverständlich können innerhalb einer Reinigungsvorrichtung oder durch verschiedene Reinigungsvorrichtungen auch verschiedene Reinigungsverfahren bzw. Reinigungsarten miteinander verbunden werden. Der Austausch des Einkoppelfensters stellt dabei eine mögliche Reinigungsart dar. Über Druckluft können anhaftende Partikel direkt von dem Einkoppelfenster von dessen Oberfläche abgetragen werden. Eine ähnliche Wirkung erzeugt einen Wasserstrahl. Auch Partikelstrahlmöglichkeiten in Form eines Sandstrahlverfahrens oder Kunststoffpartikelstrahlverfahren kann zur Reinigung des Einkoppelfensters Einsatz finden. Selbstverständlich ist auch die mechanische Reinigung mit Bürsten, Borsten, Rollen, Tüchern, Lippen oder Walzen im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselrahmen für eine additive Fertigungsanlage, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein solcher Wechselrahmen zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Einkoppelfenster für die Transmission von Laserlicht einer Laserlichtquelle in einen Sinterraum angeordnet ist. Dabei ist der Wechselrahmen bezogen auf das wenigste eine Einkoppelfenster zwischen einer Transmissionsposition und einer Reinigungsposition zur Reinigung des wenigstens einen Einkoppelfensters bewegbar lagerbar. Damit ist ein erfindungsgemäßer Wechselrahmen ausgebildet in einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage die gleichen Vorteile mit sich zu bringen, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße additive Fertigungsanlage erläutert worden sind.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Reinigung eines Einkoppelfensters einer additiven Fertigungsanlage, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend die folgenden Schritte:
- – Bewegen des Einkoppelfensters mittels eines Wechselrahmens von einer Transmissionsposition in eine Reinigungsposition,
- – Reinigen des Einkoppelfensters,
- – Bewegen des gereinigten Einkoppelfensters mittels des Wechselrahmens von der Reinigungsposition in die Transmissionsposition.
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Durch die Ausführung bei einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße additive Fertigungsanlage erläutert sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine erste Ausführungsform eines Wechselrahmens bei einer additiven Fertigungsanlage,
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2 die Ausführungsform der 1 mit anderer Position des Wechselrahmens,
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3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage,
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4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage und
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5 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrahmens.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage 10. Diese weist einen Sinterraum 20 auf, in welchem der tatsächliche Sinterprozess stattfindet. Hierfür wird über ein nicht mehr bezeichnetes Substrat eine Basis zur Verfügung gestellt, auf welchem Sintermaterial 40 in pulverförmiger Weise aufgetragen werden kann. Von einer Laserlichtquelle 30 wird Laserlicht L emittiert und kann im Belichtungsverfahren die Energie für den gewünschten Sinterprozess punktgenau zur Verfügung stellen. Auf diese Weise wird schichtweise aufbauend die Herstellung der Fahrzeugbauteile 100 innerhalb des Sintermaterials 40 zur Verfügung gestellt.
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Um sicherzustellen, dass der Energieeintrag durch das Laserlicht I auch möglich ist, ist jeweils ein Einkoppelfenster 52 für die Einkopplung des Laserlichts L in den Sinterraum 20 angeordnet. Erfindungsgemäß ist das jeweilige Einkoppelfenster 52 hier in einem Wechselrahmen 50 angeordnet. Dieser Wechselrahmen 50 ist zwischen einer Transmissionsposition TP und einer Reinigungsposition RP für das jeweilige Einkoppelfenster 52 bewegbar.
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In 1 befindet sich das linke Einkoppelfenster 52b in der Transmissionsposition TP, sodass hier nun die Transmission für das Laserlicht L zur Verfügung gestellt ist. Erkennt nun z. B. ein Transmissionssensor 54 eine ansteigende und damit zu starke Verschmutzung des Einkoppelfensters 52b, erfolgt die Bewegung dieses Einkoppelfensters 52b in die zugehörige Reinigungsposition RP gemäß 2. Durch die Bewegung des gesamten Wechselrahmens 50 wird damit automatisch das saubere Einkoppelfenster 52a von seiner Reinigungsposition RP in die Transmissionsposition TP gebracht. In der Positionierung gemäß 2 kann nun die Reinigung des linken Einkoppelfensters 52b erfolgen, was hier durch einen Austausch der Fensterscheibe durchgeführt wird. Gleichzeitig und damit parallel kann jedoch weiter der Sinterprozess innerhalb des Sinterraumes 20 stattfinden, da sich nunmehr das andere Einkoppelfenster 52a in der Transmissionsposition TP befindet.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Möglichkeit einer Reinigung. Hierfür ist eine aktive Reinigungsvorrichtung 60 in der Reinigungsposition RP angeordnet. Diese kann hier z. B. ein Wasserstrahlverfahren oder ein Druckluftverfahren einsetzen, um unerwünschte Verschmutzungspartikel von der Oberfläche des Einkoppelfensters 52 zu entfernen. Wie bei dieser Ausführungsform gemäß 3 zu erkennen ist, ist der Wechselrahmen 50 hier mit einem einzigen Einkoppelfenster 52 ausgestattet. Jedoch bleibt eine Blende bestehen, welche bei der Bewegung des Einkoppelfensters 52 mit dem Wechselrahmen 50 in die Reinigungsposition RP in der Transmissionsposition TP eine Abdeckung zwischen dem Sinterraum 20 und damit eine Abschirmung für die Laserlichtquelle 30 zur Verfügung stellen.
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In 4 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen additiven Fertigungsanlage 10 dargestellt. Hier ist eine Reinigungsvorrichtung 60 zwischen der Transmissionsposition TP und der Reinigungsposition RP angeordnet. Der Wechselrahmen 50 ist in 4 während der Bewegung nach links dargestellt, sodass hier zu erkennen ist, dass sich das linke Einkoppelfenster 52b nun aus der Transmissionsposition TP in die Reinigungsposition RP bewegt. Dabei entsteht ein berührender Kontakt zwischen der Reinigungsvorrichtung 60, hier z. B. als Bürstenvorrichtung, und dem Einkoppelfenster 52b. Dieser berührende Kontakt führt zur gewünschten mechanischen Reinigung und kann z. B. auch mit einer Reinigungsvorrichtung 60 gemäß der 3 in Reinigungsposition RP kombiniert sein.
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Die 5 zeigt eine Ausführungsform eines Wechselrahmens 50 mit vier Einkoppelfenstern 52a, 52b, 52c und 52d. Von diesen vier Einkoppelfenstern 52a, 52b, 52c und 52d befindet sich nur eines (52a) in der Transmissionsposition TP. Ein weiteres Einkoppelfenster 52b ist in der Reinigungsposition RP angeordnet, während die beiden restlichen Einkoppelfenster 52c und 52d in einer Vorhalteposition VP in gereinigter Version vorgehalten werden, um einen schnellen Austausch in einer entsprechenden Wechselsituation zur Verfügung stellen zu können. Während die Lösungen gemäß den 1 bis 4 vorzugsweise translatorisch, insbesondere linear die entsprechende Bewegung des Wechselrahmens durchführen, zeigt 5 eine Lösung einer rotatorischen Bewegung des Wechselrahmens 50.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Additive Fertigungsanlage
- 20
- Sinterraum
- 30
- Laserlichtquelle
- 40
- Sintermaterial
- 50
- Wechselrahmen
- 52
- Einkoppelfenster
- 52a
- Einkoppelfenster
- 52b
- Einkoppelfenster
- 52c
- Einkoppelfenster
- 52d
- Einkoppelfenster
- 54
- Transmissionssensor
- 60
- Reinigungsvorrichtung
- 100
- Fahrzeugbauteil
- L
- Laserlicht
- TP
- Transmissionsposition
- RP
- Reinigungsposition
- VP
- Vorhalteposition
