DE102014112155A1

DE102014112155A1 - Method for monitoring the production of a component from a powdery starting material and apparatus therefor

Info

Publication number: DE102014112155A1
Application number: DE102014112155.4A
Authority: DE
Inventors: Torsten Diehl; Peter Triebel
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Herstellung eines Bauteils (14) aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial (02), welches zur Ausbildung fester Körperkanten lokal durch Lasersintern verhärtet wird. Dazu erfolgt in einem ersten Schritt das Einprägen einer Anregungsstrahlung (04) in das pulvrige Ausgangsmaterial (02) im Bereich eines Zuführweges (01), auf welchem das Ausgangsmaterial (02) zu einem Prozessort (03) geführt wird. Nachfolgend wird die vom pulvrigen Ausgangsmaterial (02) abgegebene Strahlung (08) an einem Sensor (07) empfangen, der das Spektrum der Strahlung (08) aufnimmt. Das Spektrum wird auf das Vorhandensein von Spektrallinien geprüft, die mindestens einen im Ausgangsmaterial vorhandenen Markerstoff identifizieren. Schließlich wird ein Bestätigungssignal ausgegeben, wenn die den Markerstoff identifizierenden Spektrallinien vorhanden sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils (14) aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial (02).The invention relates to a method for monitoring the production of a component (14) from a powdery starting material (02), which is hardened locally by laser sintering to form solid body edges. For this purpose, in a first step, an excitation radiation (04) is impressed into the powdery starting material (02) in the region of a feed path (01), on which the starting material (02) is guided to a processing location (03). Subsequently, the radiation (08) emitted by the powdery starting material (02) is received by a sensor (07) which records the spectrum of the radiation (08). The spectrum is checked for the presence of spectral lines identifying at least one marker material present in the starting material. Finally, an acknowledgment signal is output when the spectral lines identifying the marker substance are present. The invention further relates to an apparatus for producing a component (14) from a powdery starting material (02).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial, die sich für die Ausführung eines solchen Verfahrens eignet. The present invention relates to a method for monitoring the production of a component from a powdery starting material. Furthermore, the invention relates to an apparatus for producing a component of a powdery starting material, which is suitable for the execution of such a method.

Allgemein bekannt ist sogenanntes Rapid Prototyping, mit welchem Teile und Baugruppen in einer frühen Entwicklungsphase provisorisch und schnell hergestellt werden können. Die zugrunde liegenden Technologien wurden weiterentwickelt und eignen sich unterdessen auch zur Herstellung von Kleinserien und insbesondere Ersatzteilen, die vollwertig einsetzbar sind (Rapid-Manufacturing, Rapid Tooling). Eingesetzte Technologien sind unter anderem 3D-Druck für Kunststoffe und Selective Laser Melting für Metalle und Legierungen. Die letztgenannte Technologie wird auch als selektives Lasersintern (SLS) bezeichnet. Dabei handelt es sich generell um ein generatives Schichtaufbauverfahren, mit dem räumliche Strukturen bzw. Bauteile durch Sintern aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial geschaffen werden. Durch Lasersintern kann ein Bauteil mit beliebiger Struktur Schicht für Schicht aufgebaut werden. Als pulveriges Ausgangsmaterial eignen sich beispielsweise Polyamid 12, kunststoffbeschichteter Formsand, Metall- oder Keramikpulver bzw. Mischungen entsprechender Materialien. Üblicherweise wird das pulvrige Ausgangsmaterial an einem Prozessort vollflächig in einer Dicke von 0,001 bis 0,2 mm aufgebracht. Die Schichten des Bauteils werden durch eine Bestrahlung des Pulvers mit einem Laserstrahl schrittweise lokal gesintert oder eingeschmolzen.
( http://de.wikipedia.org/wiki/Lasersintern ) Generally known is so-called rapid prototyping, with which parts and assemblies can be produced provisionally and quickly in an early development phase. The underlying technologies have been further developed and meanwhile are also suitable for the production of small series and in particular spare parts that can be fully used (rapid manufacturing, rapid tooling). Applied technologies include 3D printing for plastics and selective laser melting for metals and alloys. The latter technology is also referred to as selective laser sintering (SLS). In general, this is a generative layer-building process, with which spatial structures or components are created by sintering from a powdery starting material. By laser sintering, a component with any structure can be built up layer by layer. As a powdery starting material are, for example, polyamide 12, plastic-coated molding sand, metal or ceramic powder or mixtures of appropriate materials. Usually, the powdery starting material is applied to a processing site over the entire surface in a thickness of 0.001 to 0.2 mm. The layers of the component are locally sintered or melted by irradiation of the powder with a laser beam stepwise.
( http://de.wikipedia.org/wiki/Lasersintern )

Das Lasersintern wird inzwischen z. B. in der Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, der Industrie und im Automobilbau insbesondere zur dezentralen Herstellung von Ersatzteilen verwendet. Eine Ersatzteilherstellung erfolgt dann beispielsweise in folgenden Schritten:

a) ein Datensatz des zu fertigenden Bauteils wird vom Originalhersteller bzw. Konstrukteur bereitgestellt;
b) ein Bauteilproduzent beschafft die pulvrigen Ausgangsmaterialien, die vom Originalhersteller zugelassen sind, und stellt das Bauteil unter Verwendung des Datensatzes her und liefert es für die weitere Verwendung an einen Kunden.

The laser sintering is now z. B. used in medical technology, aerospace, industry and automotive especially for the decentralized production of spare parts. Spare parts production then takes place, for example, in the following steps:

a) a record of the component to be manufactured is provided by the original manufacturer or designer;
b) a component producer procures the powdery raw materials approved by the original manufacturer and manufactures the component using the data set and delivers it to a customer for further use.

Im Falle eines auftretenden Fehlers oder einer Reklamation des Bauteils, ist es für den Bauteilproduzenten bedeutsam, einen Nachweis führen zu können über die verwendeten Ausgangsmaterialien sowie über die Einhaltung der vom Konstrukteur vorgegebenen Prozess- und Verarbeitungsparameter. Automatisierte Verfahren zur Überwachung solcher Herstellungsprozesse sind bisher jedoch nicht bekannt, sodass im Einzelfall eine aufwendige manuelle Prüfung und Dokumentation der Ausgangsmaterialien und der hergestellten Bauteile notwendig ist. In the event of a fault or a complaint of the component, it is important for the component manufacturer to be able to provide a proof of the starting materials used and of compliance with the process and processing parameters specified by the designer. However, automated methods for monitoring such production processes are not yet known, so that in individual cases a complex manual testing and documentation of the starting materials and the manufactured components is necessary.

Die DE 10 2012 109 680 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Auswertung, Regelung und Optimierung von Prozessen. Dabei wird mindestens eine Prozessgröße überwacht, beispielsweise die Gaskonzentration. Die Vorrichtung umfasst eine Messeinheit sowie eine Regel-, Auswerte- und Recheneinheit. Beispielsweise kann die Messeinheit für eine spektrometrische Gasanalyse konfiguriert sein. Die Auswerteeinheit kann zur dynamischen Datenaufnahme einen FPGA-Chip enthalten. Die Steuerung der Vorrichtung kann mittels eines Handbedientools, z. B. eines Smart Phones erfolgen. The DE 10 2012 109 680 A1 describes an apparatus and a method for evaluation, control and optimization of processes. In this case, at least one process variable is monitored, for example the gas concentration. The device comprises a measuring unit and a control, evaluation and arithmetic unit. For example, the measuring unit may be configured for spectrometric gas analysis. The evaluation unit can contain an FPGA chip for dynamic data acquisition. The control of the device can by means of a hand-operated tool, z. B. a smart phone done.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, ein Verfahren zur Überwachung der Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial bereitzustellen, durch welches die verwendeten Ausgangsmaterialien geprüft und dokumentiert werden können. Vorzugsweise soll auch die Einhaltung vorgegebener Prozessparameter geprüft werden können. Eine Teilaufgabe wird darin gesehen, regelnd in einen entsprechenden Herstellungsprozess einzugreifen, in Abhängigkeit von den ermittelten Parametern. Darüber hinaus ist eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial zu sehen. The object of the present invention is seen to provide a method for monitoring the production of a component from a powdery starting material, by which the starting materials used can be tested and documented. Preferably, compliance with predetermined process parameters should also be able to be tested. A sub-task is seen as being a regular intervention in a corresponding manufacturing process, depending on the determined parameters. In addition, it is an object of the invention to provide an apparatus for producing a powdery raw material component.

Diese und weitere Aufgaben werden durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. These and other objects are achieved by a method according to the appended claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Überwachung der Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial. Das pulvrige Ausgangsmaterial wird während des zu überwachenden Herstellungsprozesses lokal durch Lasersintern verhärtet, um feste Körperkanten auszubilden, wie sie durch einen Datensatz vorbestimmt sind. Das Verfahren zur Überwachung umfasst einen ersten Schritt des Einprägens einer Anregungsstrahlung in das pulvrige Ausgangsmaterial im Bereich eines Zuführweges, auf welchem das Ausgangsmaterial zu einem Prozessort geführt wird. In einem zweiten Schritt wird die vom pulvrigen Ausgangsmaterial daraufhin abgegebene Strahlung an einem Sensor empfangen, wobei der Sensor das Spektrum der empfangenen Strahlung aufnimmt. Nachfolgend erfolgt in einem dritten Schritt das Prüfen des aufgenommenen Spektrums auf das Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens einen im Ausgangsmaterial vorhandenen Markerstoff identifizieren. Schließlich wird in einem vierten Schritt ein erstes Bestätigungssignal ausgegeben, wenn die den Markerstoff identifizierenden Spektrallinien im aufgenommenen Spektrum vorhanden sind. The method according to the invention serves to monitor the production of a component from a powdery starting material. The powdery raw material is locally hardened by laser sintering during the manufacturing process to be monitored to form solid body edges as predetermined by a data set. The method of monitoring comprises a first step of impressing an excitation radiation into the powdery starting material in the region of a feed path, on which the starting material is guided to a processing location. In a second step, the radiation then emitted by the powdery starting material is received at a sensor, the sensor recording the spectrum of the received radiation. Subsequently, in a third step, the recorded spectrum is checked for the presence of spectral lines which identify at least one marker substance present in the starting material. Finally, in a fourth step, a first confirmation signal issued when the marker substance identifying spectral lines are present in the recorded spectrum.

Der Markerstoff kann ein zur Identifikation des Ausgangsmaterials extra hinzugefügter Stoff sein, der im weiteren Prozess beim Lasersintern verdampft oder anderweitig umgewandelt wird. Typische Markerstoffe, die von den Herstellern zugesetzt werden, sind fluoreszierende Pulver. Der Markerstoff kann aber auch ein notwendiger Bestandteil des Ausgangsmaterials sein. The marker substance may be a substance added extra to the identification of the starting material, which in the further process is vaporized or otherwise converted during laser sintering. Typical marker materials added by manufacturers are fluorescent powders. The marker substance may also be a necessary constituent of the starting material.

Generell eignen sich spektrometrische Analyseverfahren für die Analyse von Pulvern, wobei in Abhängigkeit von den zu untersuchenden Materialien UV, UVVIS und NIR Spektrometrie genutzt werden kann. Die Zusammensetzung der zu analysierenden pulvrigen Ausgangsmaterialien bestimmt den Wellenlängenbereich, den die Anregungsstrahlung aufweisen muss. Im einfachsten Fall dient die spektrometrische Analyse des Ausgangsmaterials dem Auffinden eines oder mehrerer Markerstoffe, welche dem Ausgangsmaterial vom Hersteller gezielt zugesetzt werden. Wenn durch das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren innerhalb des Herstellungsprozesses durch Auswertung des gewonnenen Spektrums der Nachweis erbracht wird, dass der entsprechende Markerstoff im zugeführten pulvrigen Ausgangsmaterial enthalten ist, belegt dies die Verwendung des vom Konstrukteur/Originalhersteller vorgeschriebenen Ausgangsmaterials. In general, spectrometric analysis methods are suitable for the analysis of powders, whereby, depending on the materials to be investigated, UV, UVVIS and NIR spectrometry can be used. The composition of the powdery starting materials to be analyzed determines the wavelength range which the excitation radiation must have. In the simplest case, the spectrometric analysis of the starting material serves to find one or more marker substances which are added to the starting material by the manufacturer in a targeted manner. If, by the method according to the invention described in the production process by evaluation of the spectrum obtained, evidence is provided that the corresponding marker substance is contained in the supplied powdery starting material, this demonstrates the use of the starting material prescribed by the designer / original manufacturer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt nicht nur der spektrometrische Nachweis eines Markers im zugeführten Ausgangsmaterial sondern es werden weitere Prüf- und Nachweisschritte ausgeführt. Vorzugsweise wird das Ausgangsmaterial spektrometrisch analysiert, um wesentliche Inhaltsstoffe und deren Mengenanteil zu ermitteln und zu dokumentieren. Dies kann durch Entnehmen einer Probe des pulvrigen Ausgangsmaterials vor Erreichen des Prozessorts geschehen. Es folgt eine spektrometrische Analyse der Probe zur Ermittlung der Bestandteile und vorzugsweise auch deren Massenanteile im Ausgangsmaterial. Die ermittelten Ergebnisse der spektrometrischen Analyse werden für Nachweiszwecke aufgezeichnet. Anstelle der Analyse einer Probe kann bei hohen Anforderungen eine laufende spektrometrische Analyse des über den Zuführweg zugeführten Ausgangsmaterials hinsichtlich sämtlicher Inhaltsstoffe vorgenommen werden. According to a preferred embodiment, not only the spectrometric detection of a marker in the supplied starting material is carried out, but further testing and detection steps are carried out. The starting material is preferably analyzed spectrometrically in order to determine and document essential ingredients and their proportion. This can be done by taking a sample of the powdery raw material before reaching the process location. This is followed by a spectrometric analysis of the sample to determine the constituents and preferably also their mass fractions in the starting material. The determined results of the spectrometric analysis are recorded for detection purposes. Instead of analyzing a sample, high demands may be made for ongoing spectrometric analysis of the starting material fed via the feed path with respect to all ingredients.

Gemäß einer nochmals weitergebildeten Ausführungsform wird ein weiterer spektrometrischer Prüfungsschritt nach und/oder während des Lasersinterns ausgeführt. Dadurch lassen sich die Prozessparameter überwachen sowie die Qualität des hergestellten Bauteils. Dazu wird eine Anregungsstrahlung am Prozessort und/oder in das durch Lasersintern verhärtete Material eingeprägt. Nachfolgend wird die vom verhärteten Material abgegebene Strahlung an einem Sensor empfangen, wobei der Sensor das Spektrum der Strahlung aufnimmt. Es folgt das Prüfen des aufgenommenen Spektrums auf Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens eine Parameteränderung des verhärteten Materials gegenüber dem Ausgangsmaterial identifizieren. Abschließend wird ein zweites Bestätigungssignal ausgegeben, wenn die identifizierte Parameteränderung einer unter vorgegebenen Prozessbedingungen auftretenden Parameteränderung entspricht. According to a further developed embodiment, a further spectrometric test step is carried out after and / or during laser sintering. This allows the process parameters to be monitored as well as the quality of the manufactured component. For this purpose, an excitation radiation is impressed on the processing site and / or in the material hardened by laser sintering. Subsequently, the radiation emitted by the hardened material is received at a sensor, the sensor receiving the spectrum of the radiation. This is followed by testing the recorded spectrum for the presence of spectral lines identifying at least one parameter change of the hardened material relative to the starting material. Finally, a second confirmation signal is output if the identified parameter change corresponds to a parameter change occurring under predetermined process conditions.

Eine solche zu identifizierende Parameteränderung kann beispielsweise aus einer chemischen Umwandlung des Stoffes im Ausgangsmaterial entstehen. Insbesondere können einzelne Stoffe (z. B. die Marker) verdampfen, wenn die Prozesstemperatur korrekt gewählt wurde. Zeigt die spektrale Analyse hingegen, dass bestimmte Marker nicht (vollständig) verdampft sind, deutet dies auf falsch gewählte Prozessparameter hin, sodass die Qualität des hergestellten Bauteils ggf. fehlerhaft ist. Die zu identifizierende Parameteränderung kann aber auch in einer veränderten Dichte des verhärteten Materials bestehen. Such a parameter change to be identified can arise, for example, from a chemical transformation of the substance in the starting material. In particular, individual substances (eg the markers) can evaporate if the process temperature has been selected correctly. On the other hand, if the spectral analysis shows that certain markers are not (completely) evaporated, this indicates that the process parameters have been selected incorrectly, so that the quality of the manufactured component may be incorrect. However, the parameter change to be identified may also consist of an altered density of the hardened material.

Die o. g. Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 5 gelöst. The o. G. The object is further achieved by a device according to the appended claim 5.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial umfasst zunächst einen Zuführweg, über welchen das pulvrige Ausgangsmaterial an einen Prozessort zugeführt wird. Weiterhin ist eine Ausgangsmaterialprüfeinheit vorgesehen. Diese besitzt eine Anregungsquelle, welche im Bereich des Zuführweges eine Anregungsstrahlung in das pulvrige Ausgangsmaterial einprägt, und einen Sensor, der die vom pulvrigen Ausgangsmaterial abgegebene Strahlung empfängt und das Spektrum der Strahlung aufnimmt. Die Ausgangsmaterialprüfeinheit besitzt außerdem eine Auswerteeinheit, welche das aufgenommene Spektrum auf das Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens einen im Ausgangsmaterial vorhandenen Markerstoff identifizieren, untersucht und ein erstes Bestätigungssignal generiert, wenn die den Markerstoff identifizierenden Spektrallinien im aufgenommenen Spektrum vorhanden sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst darüber hinaus eine Prozesseinheit mit einer Laserquelle, die eine Laserstrahlung am Prozessort bereitstellt, zur lokalen Ausbildung fester Körperkanten durch Lasersintern des pulvrigen Ausgangsmaterials. The device according to the invention for producing a component from a powdery starting material initially comprises a feed path, via which the powdery starting material is supplied to a processing location. Furthermore, a Ausgangsmaterialprüfeinheit is provided. This has an excitation source, which impresses an excitation radiation in the powdery starting material in the region of the feed path, and a sensor which receives the radiation emitted by the powdery starting material and absorbs the spectrum of the radiation. The Ausgangsmaterialprüfeinheit also has an evaluation unit, which examines the recorded spectrum for the presence of spectral lines that identify at least one marker material present in the starting material, and generates a first confirmation signal when the marker substance identifying spectral lines are present in the recorded spectrum. The device according to the invention furthermore comprises a process unit with a laser source, which provides laser radiation at the processing location, for local formation of solid body edges by laser sintering of the powdery starting material.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt außerdem eine Endmaterialprüfeinheit. Die Endmaterialprüfeinheit umfasst eine Anregungsquelle, welche eine Anregungsstrahlung in das durch Lasersintern verhärtete Material einprägt, einen Sensor, der die vom verhärteten Material abgegebene Strahlung empfängt und das Spektrum der Strahlung aufnimmt, sowie eine Auswerteeinheit, welche das aufgenommene Spektrum auf das Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens eine Parameteränderung, beispielsweise eine chemische Veränderung des verhärteten Materials gegenüber dem Ausgangsmaterial identifizieren, untersucht und ein zweites Bestätigungssignal generiert, wenn die identifizierte Parameteränderung einer unter vorgegebenen Prozessbedingungen auftretenden Parameteränderung entspricht. A preferred embodiment of the device according to the invention also has a Endmaterialprüfeinheit. The Endmaterialprüfeinheit comprises an excitation source, which a Injecting radiation into the material hardened by laser sintering, a sensor which receives the radiation emitted by the hardened material and absorbs the spectrum of the radiation, and an evaluation unit which analyzes the recorded spectrum for the presence of spectral lines, the at least one parameter change, for example a chemical change of the hardened material relative to the starting material is identified, examined and a second confirmation signal is generated if the identified parameter change corresponds to a parameter change occurring under given process conditions.

Bevorzugt werden einzelne Komponenten wie Anregungsquelle, Sensor und Auswerteeinheit sowohl von der Ausgangsmaterialprüfeinheit als auch der Endmaterialprüfeinheit verwendet. Es genügt also, wenn die Hardwarekomponenten, die für eine spektrometrische Analyse benötigt werden, einmal in der Vorrichtung vorhanden sind und für die unterschiedlichen Analysen entsprechend verwendet werden. Preferably, individual components such as excitation source, sensor and evaluation unit are used by both the Ausgangsmaterialprüfeinheit and the Endmaterialprüfeinheit. Thus, it suffices if the hardware components needed for a spectrometric analysis are once present in the device and used accordingly for the different analyzes.

Die vorliegende Erfindung gestattet somit die Bestimmung eines oder mehrerer Bestandteile eines pulverförmigen Ausgangsmaterials beim Prozess des Lasersinterns. Dazu werden eine spektrometrische Messeinheit (Sensor), eine Anregungsquelle und eine Auswerteeinheit zur inhaltsstoffspezifischen Auswertung von Zusammensetzungen und Konzentrationen von zum Lasersintern verwendeten pulverförmigen Stoffen konfiguriert. Der Sensor liefert zunächst Rohsignale und leitet diese an die Auswerteeinheit weiter. Die Signale, die in der Auswerteeinheit als spezifische Auswertungen von spektrometrischen Signalen verarbeitet werden, betreffen die Zusammensetzung der Stoffe und das Vorkommen von einzelnen Bestandteilen sowie Konzentrationen und geben eine Prozessgröße (u. a. Pulverart, Granularität, Prozessparameter und Hersteller des Pulvers) an. In abgewandelten Ausführungsformen kann diese Prozessgröße von einer übergeordneten Maschinensteuerung zur Bestimmung von Pulverarten verwendet werden. Ebenso ist es in bevorzugten Ausführungsformen möglich, die Prozessgröße zur Optimierung und Regelung des eigentlichen Herstellungsprozesses zu verwenden. The present invention thus permits the determination of one or more constituents of a powdery starting material in the process of laser sintering. For this purpose, a spectrometric measuring unit (sensor), an excitation source and an evaluation unit for the content-specific evaluation of compositions and concentrations of powdered materials used for laser sintering are configured. The sensor initially supplies raw signals and forwards them to the evaluation unit. The signals that are processed in the evaluation unit as specific evaluations of spectrometric signals relate to the composition of the substances and the occurrence of individual components as well as concentrations and indicate a process variable (including powder type, granularity, process parameters and manufacturer of the powder). In modified embodiments, this process variable may be used by a higher level machine controller to determine powder types. Likewise, in preferred embodiments it is possible to use the process variable for optimizing and regulating the actual production process.

Die vorliegende Erfindung lässt sich für alle pulvrigen Ausgangsmaterialien einsetzen, die sich für Lasersintern eignen, z. B. Polyamid 12 oder andere UV-Polymere, kunststoffbeschichteter Formsand, Metall- oder Keramikpulver sowie Nanopulver. The present invention can be used for all powdery starting materials which are suitable for laser sintering, for. As polyamide 12 or other UV polymers, plastic-coated molding sand, metal or ceramic powder and nanopowder.

Zur beschriebenen spektrometrischen Analyse werden hauptsächlich Verfahren der Emissions- und Absorptionsspektroskopie genutzt. Mit diesen Verfahren lassen sich materialcharakteristische Banden identifizieren sowie auch deren Konzentrationen bestimmen. The described spectrometric analysis mainly uses methods of emission and absorption spectroscopy. These methods can be used to identify material-characteristic bands as well as their concentrations.

Die Anregung der pulvrigen Ausgangsmaterialien kann sowohl mit Weißlicht (Glühlampe, LED) als auch mit einer Bandbreiten begrenzten Lichtquelle (LED, Laser, Glühlampe mit Filter) vorgenommen werden. Eine derartige Anregungsquelle kann sowohl kontinuierlich als auch gepulst betrieben werden. Die Betriebsart der Anregungsquelle hängt vom gewählten Detektionsregime des Sensors ab. Neben Bandbreiten begrenzten Anregungsquellen können auch Monochromatoren zur Wellenselektionen eingesetzt werden. Beim Einsatz eines Laserspektrometers wird eine charakteristische Laserwellenlänge zur spektrometrischen Analyse genutzt. Die Detektion der Materialzusammensetzung wird beispielsweise durch eine der folgenden Spektrometereinheiten vorgenommen:

– Czerny-Turner Spektrometer,
– Ebert-Fastie Spektrometer,
– Rowland-Kreis Spektrometer, insbesondere zur Detektion von metallspektroskopischen Signalen,
– Offner-Spektrometer,
– Mini-USB Spektrometer.

The excitation of the powdery starting materials can be done both with white light (incandescent lamp, LED) and with a bandwidth limited light source (LED, laser, incandescent lamp with filter). Such an excitation source can be operated both continuously and pulsed. The operating mode of the excitation source depends on the selected detection regime of the sensor. In addition to bandwidth limited excitation sources and monochromators can be used for wave selections. When using a laser spectrometer, a characteristic laser wavelength is used for spectrometric analysis. The detection of the material composition is carried out, for example, by one of the following spectrometer units:

- Czerny-Turner spectrometer,
- Ebert-Fastie spectrometer,
- Rowland circle spectrometer, in particular for the detection of metal spectroscopic signals,
- Offner spectrometer,
- Mini USB spectrometer.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es zeigen: Further advantages, details and developments of the invention are described below with reference to the drawing with reference to preferred embodiments. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 a schematic representation of an apparatus according to the invention for producing a component of a powdery starting material according to a first embodiment;

2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. 2 a schematic representation of the device according to the invention according to a second embodiment.

1 zeigt ein stark vereinfachtes Bauchschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial gemäß einer ersten, einfachen Ausführungsform. Die Vorrichtung umfasst zunächst alle erforderlichen Komponenten, die für die Ausführung eines Lasersinterprozesses erforderlich sind, hier aber nicht näher erläutert werden müssen. Ebenso kann auf die detaillierte Darstellung des Aufbaus und der Funktionsweise der für die spektrometrische Analyse erforderlichen Einheiten verzichtet werden, da diese dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind. 1 shows a greatly simplified schematic diagram of an apparatus according to the invention for producing a component from a powdery starting material according to a first, simple embodiment. The device initially comprises all the necessary components which are necessary for the execution of a laser sintering process, but need not be explained in more detail here. Likewise, it is possible to dispense with the detailed representation of the structure and mode of operation of the units required for the spectrometric analysis, since these are known in principle to the person skilled in the art.

Die erste erfindungswesentliche Besonderheit der Vorrichtung besteht zunächst in der Modifikation eines Zuführwegs 01, in welchem ein zur Ausführung eines Lasersinterprozesses geeignetes pulvriges Ausgangsmaterial 02 an einen Prozessort 03 zugeführt wird. Diese Modifikation besteht in der Ermöglichung des Einprägens einer Anregungsstrahlung 04 in das Ausgangsmaterial 02. Die Anregungsstrahlung 04 wird von einer Anregungsquelle 06 ausgesandt und beispielsweise über ein transparentes Fenster im Zuführweg 01 dem Ausgangsmaterial eingeprägt. Weiterhin ist ein Sensor 07 vorhanden, der eine vom angeregten pulvrigen Ausgangsmaterial abgegebene Strahlung 08 empfängt und das Spektrum der abgegebenen Strahlung aufnimmt. Der Sensor 07 kann beispielsweise ein CCD-Sensor sein und als typisches Spektrometer aufgebaut sein, welches auf die im Ausgangsmaterial zu untersuchenden Substanzen bzw. die abgegebene Strahlung angepasst ist. Die abgegebene Strahlung kann reflektierte und/oder emittierte Strahlungsanteile umfassen. The first feature of the invention, which is essential to the invention, consists initially in the modification of a feed path 01 in which a powdery starting material suitable for carrying out a laser sintering process 02 to a processor 03 is supplied. This modification consists in enabling the impressing of an excitation radiation 04 into the starting material 02 , The excitation radiation 04 becomes from an excitation source 06 sent out and, for example via a transparent window in Zuführweg 01 impressed on the starting material. Furthermore, there is a sensor 07 present, which is a radiation emitted by the excited powdery source material 08 receives and absorbs the spectrum of the emitted radiation. The sensor 07 For example, it may be a CCD sensor and constructed as a typical spectrometer, which is adapted to the substances to be examined in the starting material or the emitted radiation. The emitted radiation may comprise reflected and / or emitted radiation components.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswerteeinheit 09, welche das Sensorsignal erhält und das aufgenommene Spektrum auf das Vorhandensein von vorbestimmten Spektrallinien, die mindestens einen im Ausgangsmaterial vorhandenen Markerstoff identifizieren, untersucht und ein erstes Bestätigungssignal generiert, wenn die den Markerstoff identifizierenden Spektrallinien im aufgenommenen Spektrum vorhanden sind. Die Auswerteeinheit ist im einfachsten Fall Bestandteil eines herkömmlichen Spektrometers. Die Auswerteeinheit kann das Bestätigungssignal, ggf. weitere Messergebnisse und Steuersignale an eine übergeordnete Maschinensteuerung 11 bereitstellen, welche beispielsweise eine revisionssichere Dokumentation des Herstellungsprozesses vornimmt oder beim Auftreten vorbestimmter Parametergrößen Einfluss auf den Prozess nimmt. Furthermore, the device according to the invention comprises an evaluation unit 09 which obtains the sensor signal and examines the recorded spectrum for the presence of predetermined spectral lines identifying at least one marker material present in the starting material and generates a first confirmation signal when the spectral lines identifying the marker substance are present in the recorded spectrum. The evaluation unit is in the simplest case part of a conventional spectrometer. The evaluation unit can transmit the confirmation signal, possibly further measurement results and control signals to a higher-level machine control 11 provide, for example, a revision-proof documentation of the manufacturing process or takes on the occurrence of predetermined parameter sizes influence on the process.

Das Grundprinzip bei der Detektion von Pulvern ist die Messung einzelner Absorptionslinien, Emissionslinien oder Fluoreszenzen der Pulverbestandteile im vorbeifließenden Strom oder in der entnommenen Probe. Die Ausgangsmaterialprüfeinheit misst die Intensität der reflektierten, transmittierten oder gestreuten (Vorwärts- oder Rückwärtsstreuung) Lichtes des vorher bestimmten Wellenlängenbereichs. Es werden somit in dem bestimmten Wellenlängenbereich die einzelnen chemischen Bestandteile des Pulvers angeregt und deren optische Response entsprechend detektiert. Der charakteristische Verlauf des Spektrums steht u. a. im Zusammenhang mit dem Lambert-Beer-Gesetz. Somit lassen sich Konzentrationen der einzelnen Bestandtele bestimmen. Ähnliche Modelle lassen sich für die Detektion Emissions- und Fluoreszenzbanden/-linien heranziehen. Diese sind eingehend in der Literatur beschrieben, beispielsweise in Demtröder, Wolfgang „Molekülphysik: Theoretische Grundlagen und experimentelle Methoden“, 2003 ). The basic principle in the detection of powders is the measurement of individual absorption lines, emission lines or fluorescence of the powder constituents in the passing stream or in the sample taken. The raw material testing unit measures the intensity of the reflected, transmitted or scattered (forward or backward scattering) light of the predetermined wavelength range. Thus, in the particular wavelength range, the individual chemical constituents of the powder are excited and their optical response is correspondingly detected. The characteristic course of the spectrum is inter alia in connection with the Lambert-Beer law. Thus, concentrations of the individual constituents can be determined. Similar models can be used for the detection of emission and fluorescence bands / lines. These are described in detail in the literature, for example in Demetröder, Wolfgang "Molecular Physics: Theoretical Foundations and Experimental Methods", 2003 ).

Die Signalverarbeitung geschieht beispielsweise wie folgt: der Sensor (CCD, Photodiode, Lasermesskopf, Pyrometer) detektiert eine wellenlängenabhängige Intensität. Die Wellenlängenauflösung wird durch die Wellenlängenselektivität des aktiven oder passiven optischen Elements festgelegt, wofür beispielsweise LED, Laser, Gitter, dispersive Elemente (Prismen, dichroitische Bauelemente) eingesetzt werden. Die so gewonnenen Rohdaten werden von der ggf. baulich getrennten Auswerteeinheit als Messgröße erfasst, ausgewertet und entsprechend der gewünschten Informationen weiterverarbeitet. The signal processing occurs, for example, as follows: the sensor (CCD, photodiode, laser measuring head, pyrometer) detects a wavelength-dependent intensity. The wavelength resolution is determined by the wavelength selectivity of the active or passive optical element, for which, for example, LEDs, lasers, gratings, dispersive elements (prisms, dichroic devices) are used. The raw data obtained in this way are recorded by the possibly structurally separate evaluation unit as a measured variable, evaluated and further processed according to the desired information.

In an sich bekannter Weise umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Prozesseinheit mit einer Laserquelle 12 (2), die eine Laserstrahlung am Prozessort 03 bereitstellt, zur lokalen Ausbildung fester Körperkanten durch Lasersintern des pulvrigen Ausgangsmaterials. In a manner known per se, the device furthermore comprises a process unit with a laser source 12 ( 2 ), which laser radiation at the processor 03 for local formation of solid body edges by laser sintering of the powdery source material.

2 zeigt ein stark vereinfachtes Bauchschema einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial. Die Analyse des Ausgangsmaterials im Zuführweg ist hier der Einfachheit halber nicht dargestellt. In Erweiterung zur o. g. ersten Ausführungsform sind Einheiten ergänzt, die eine Analyse des nach dem Lasersintern verhärteten Materials und ggf. zur Überwachung des Prozesses während des Lasersinterns gestatten. 2 shows a greatly simplified abdominal diagram of a second embodiment of the device according to the invention for producing a component from a powdery starting material. The analysis of the starting material in the feed path is not shown here for the sake of simplicity. In extension to the above-mentioned first embodiment, units are supplemented which permit an analysis of the material hardened after laser sintering and, if appropriate, for monitoring the process during laser sintering.

Von der Laserquelle 12 wird eine Laserstrahlung 13 am Prozessort 03 bereitgestellt, um dort durch lokale Erhitzung des pulvrigen Ausgangsmaterials 02 schichtweise ein Bauteil 14 mit festen Körperkanten aufzubauen. From the laser source 12 becomes a laser radiation 13 at the processor 03 provided there by local heating of the powdery starting material 02 layer by layer a component 14 build up with solid body edges.

Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform eine Endmaterialprüfeinheit vorgesehen, welche die Qualität des erzeugten Bauteils 14 prüft. Die Endmaterialprüfeinheit umfasst eine Anregungsquelle 06a, die eine Anregungsstrahlung in das durch Lasersintern verhärtete Material einprägt. Es kann sich um eine eigenständige Anregungsquelle handeln oder die Anregungsquelle 06 der Ausgangsmaterialprüfeinheit wird genutzt oder die Laserquelle 12 bildet gleichzeitig die Anregungsquelle für die Endmaterialprüfeinheit. Weitere Anregungsquellen können Funkenentladungen und Bogenlampen sein. Furthermore, in this embodiment, a Endmaterialprüfeinheit is provided, which determines the quality of the component produced 14 reviewed. The final material testing unit comprises an excitation source 06a which impresses an excitation radiation into the material hardened by laser sintering. It can be an independent source of excitation or the excitation source 06 the Ausgangsmaterialprüfeinheit is used or the laser source 12 simultaneously forms the excitation source for the Endmaterialprüfeinheit. Other excitation sources may be spark discharges and arc lamps.

Vom Prozessort wird daraufhin eine Strahlung 08a an einem Sensor 07a empfangen. Der Prozessort ist der Auftreffort des Laserstrahles 13 (fokussiert oder unfokussiert), an welchem die Umbildung des Pulvers unter Energieeinwirkung zum festen Stoff erfolgt. Die Strahlung 08a wird vorzugsweise nach dem Lasersintern vom verhärteten Material aufgenommen. Der Sensor 07a kann eigenständig sein oder der Sensor 07 der Ausgangsmaterialprüfeinheit wird genutzt. Die vom verhärteten Material abgegebene Strahlung 08a enthält ein Spektrum, welches spektrometrisch analysiert wird. Dies erfolgt mit einer Auswerteeinheit 09a, welche das aufgenommene Spektrum auf das Vorhandensein von Spektrallinien untersucht, die mindestens eine Parameteränderung, insbesondere eine chemische Veränderung des verhärteten Materials gegenüber dem Ausgangsmaterial identifizieren, und ein zweites Bestätigungssignal generiert, wenn die identifizierte Parameteränderung einer unter vorgegebenen Prozessbedingungen auftretenden Parameteränderung entspricht. Auch die Auswerteeinheit 09a kann eigenständig aufgebaut sein oder die Hardware der Auswerteeinheit 09 nutzen, insbesondere wenn diese Einheiten durch einen Mikroprozessor gebildet sind. From the processor then a radiation 08a on a sensor 07a receive. The processor is the point of impact of the laser beam 13 (focused or unfocused), at which the transformation of the powder takes place under the action of energy to the solid substance. The radiation 08a is preferably absorbed by the hardened material after laser sintering. The sensor 07a can be standalone or the sensor 07 the raw material testing unit is used. The radiation emitted by the hardened material 08a contains a spectrum, which is analyzed spectrometrically. This is done with an evaluation unit 09a indicating the recorded spectrum for the presence of spectral lines which identifies at least one parameter change, in particular a chemical change of the hardened material relative to the starting material, and generates a second confirmation signal if the identified parameter change corresponds to a parameter change occurring under predetermined process conditions. Also the evaluation unit 09a can be independent or the hardware of the evaluation unit 09 use, especially if these units are formed by a microprocessor.

Die von einer oder mehreren Auswerteeinheiten gelieferten Rohdaten werden mit einer Standard- oder eigens entwickelten Hard- oder Software weiterverarbeitet. Die Verarbeitung der Rohdaten bzw. Messdaten kann dabei folgende Aufgabenstellungen abdecken:

– Berechnung eines Spektrums ausgehend von einer eventuell angewendeten Kalibrierung und/oder Normierung;
– Filterung von Rohdaten in Bezug auf Rauschen bzw. Störeinflüssen (Vibration, Streulicht etc.);
– Identifizierung von stoffzusammensetzungsrelevanten charakteristischen Spektralinformationen (Peaks, Dips, Verbreiterungen, Verschiebungen);
– Grafische Darstellung und Aufbereitung;
– Integration von Peaks und Bestimmung der Fläche;
– Auswertung von absoluten oder relativen Peak Intensitäten;
– Nutzung von charakteristischen Spektralinformationen zur Ableitung von Regel- und Steuergrößen der Maschine und/oder des Prozesses.

The raw data supplied by one or more evaluation units are further processed using standard or specially developed hardware or software. The processing of the raw data or measurement data can cover the following tasks:

- calculating a spectrum based on any calibration and / or standardization applied;
- Filtering of raw data with regard to noise or interference (vibration, stray light, etc.);
- Identification of substance composition relevant characteristic spectral information (peaks, dips, broadening, shifts);
- Graphical representation and processing;
- integration of peaks and determination of area;
- Evaluation of absolute or relative peak intensities;
- Use of characteristic spectral information to derive control and control variables of the machine and / or the process.

Die Auswerteeinheiten können in einer bevorzugten Ausführungsform via Webserver miteinander kommunizieren. Die Auswerteeinheiten können vorzugsweise die folgenden Komponenten enthalten: FPGA, RFID, PC. Ebenso sind die üblichen Schnittstellen zu externen Geräten, wie Tablet oder Smartphone vorteilhaft. The evaluation units can communicate with each other via a web server in a preferred embodiment. The evaluation units may preferably contain the following components: FPGA, RFID, PC. Likewise, the usual interfaces to external devices, such as tablet or smartphone are advantageous.

Die durch Auswertung der spektrometrischen Analysen detektierten Daten können über eine standardisierte Schnittstelle übertragen werden und/oder in einer Datenbank abgelegt werden. The data detected by evaluating the spectrometric analyzes can be transmitted via a standardized interface and / or stored in a database.

Die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewonnenen Daten können auch einer übergeordneten Prozessregeleinheit zugeführt werden. Hierbei werden stoffspezifische Parameter bestimmt und in Regelgrößen übersetzt. Regelgrößen des Prozesses können dabei die folgenden Größen sein:

– Laserenergie, LED- oder Lampenenergie;
– Spotgröße;
– Pulsdauer und Repetitionsrate;
– Vorschub, Verweildauer, Schreibregime (mäanderförmig, zirkular, zufällig);
– Pulverrate.

The data obtained by the device according to the invention can also be supplied to a higher-level process control unit. Here, substance-specific parameters are determined and translated into controlled variables. Controlled variables of the process can be the following variables:

- laser energy, LED or lamp energy;
- spot size;
- pulse duration and repetition rate;
- Feed, dwell time, write regime (meandering, circular, random);
- Powder rate.

Die vorliegende Erfindung bietet weiterhin die Möglichkeit bei der Mischung des pulvrigen Ausgangsmaterials die Stoffkonzentrationen aktiv zu regeln. Dies kann zu einer Prozessbeschleunigung oder einer Erhöhung der Genauigkeit in der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials führen. The present invention furthermore offers the possibility of actively controlling the substance concentrations during the mixing of the powdery starting material. This can lead to a process acceleration or an increase in the accuracy in the composition of the starting material.

Insbesondere kann die vorliegende Erfindung zur Echtheitszertifizierung von zu verwendeten Pulverarten verwendet werden. Hierfür können eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale in den spektralen Eigenschaften genutzt werden. In particular, the present invention can be used to certify the authenticity of powder types to be used. For this purpose, one or more of the features described above can be used in the spectral properties.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

01 01: Zuführweg supply path
02 02: pulvriges Ausgangsmaterial powdery starting material
03 03: Prozessort process location
04 04: Anregungsstrahlung excitation radiation
05 05
06, 06a 06, 06a: Anregungsquelle excitation source
07, 07a 07, 07a: Sensor sensor
08, 08a 08, 08a: abgegebene Strahlung emitted radiation
09, 09a 09, 09a: Auswerteeinheit evaluation
10 10
11 11: übergeordnete Maschinensteuerung higher-level machine control
12 12: Laserquelle laser source
13 13: Laserstrahlung laser radiation
14 14: verhärtetes Material / Bauteil hardened material / component

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012109680 A1 [0005] DE 102012109680 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

http://de.wikipedia.org/wiki/Lasersintern [0002] http://en.wikipedia.org/wiki/Lasersintern [0002]
„Molekülphysik: Theoretische Grundlagen und experimentelle Methoden“, 2003 [0028] "Molecular Physics: Theoretical Foundations and Experimental Methods", 2003 [0028]

Claims

Verfahren zur Überwachung der Herstellung eines Bauteils (14) aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial (02), welches zur Ausbildung fester Körperkanten lokal durch Lasersintern verhärtet wird, wobei das Verfahren zur Überwachung folgende Schritte umfasst: – Einprägen einer Anregungsstrahlung (04) in das pulvrige Ausgangsmaterial (02) im Bereich eines Zuführweges (01), auf welchem das Ausgangsmaterial (02) zu einem Prozessort (03) geführt wird; – Empfangen der vom pulvrigen Ausgangsmaterial (02) abgegebenen Strahlung (08) an einem Sensor (07), der das Spektrum der Strahlung (08) aufnimmt; – Prüfen des aufgenommenen Spektrums auf das Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens einen im Ausgangsmaterial vorhandenen Markerstoff identifizieren; – Ausgeben eines ersten Bestätigungssignals, wenn die den Markerstoff identifizierenden Spektrallinien im aufgenommenen Spektrum vorhanden sind. Method for monitoring the production of a component ( 14 ) from a powdery starting material ( 02 ), which is locally hardened by laser sintering for the formation of solid body edges, the method for monitoring comprising the following steps: - impressing an excitation radiation ( 04 ) into the powdery starting material ( 02 ) in the region of a feed path ( 01 ) on which the starting material ( 02 ) to a processor ( 03 ) to be led; Receiving the powdery starting material ( 02 ) emitted radiation ( 08 ) on a sensor ( 07 ), which analyzes the spectrum of radiation ( 08 ) receives; - checking the recorded spectrum for the presence of spectral lines identifying at least one marker material present in the starting material; - Issuing a first confirmation signal when the marker substance identifying spectral lines are present in the recorded spectrum.

Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Entnehmen einer Probe des pulvrigen Ausgangsmaterials (02) vor Erreichen des Prozessorts (03); – Durchführen einer spektrometrischen Analyse der Probe zur Ermittlung der Bestandteile und vorzugsweise auch deren Massenanteile im Ausgangsmaterial; – Aufzeichnen der ermittelten Ergebnisse der spektrometrischen Analyse. Process according to claim 1, characterized by the following steps: - taking a sample of the powdery starting material ( 02 ) before reaching the processing location ( 03 ); - performing a spectrometric analysis of the sample to determine the constituents and preferably also their mass fractions in the starting material; - Recording the determined results of the spectrometric analysis.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Einprägen einer Anregungsstrahlung in das durch Lasersintern verhärtete Material (14); – Empfangen der vom verhärteten Material (14) abgegebenen Strahlung (08a) an einem Sensor (07a), der das Spektrum der Strahlung aufnimmt; – Prüfen des aufgenommenen Spektrums auf das Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens eine Parameteränderung des verhärtete Materials (14) gegenüber dem Ausgangsmaterial (02) identifizieren; – Ausgeben eines zweiten Bestätigungssignals, wenn die identifizierte Parameteränderung einer unter vorgegebenen Prozessbedingungen auftretenden Parameteränderung entspricht. Method according to claim 1 or 2, characterized by the following steps: impressing an excitation radiation into the material hardened by laser sintering ( 14 ); Receiving the hardened material ( 14 ) emitted radiation ( 08a ) on a sensor ( 07a ), which absorbs the spectrum of radiation; - checking the recorded spectrum for the presence of spectral lines, the at least one parameter change of the hardened material ( 14 ) compared to the starting material ( 02 ) identify; Outputting a second confirmation signal if the identified parameter change corresponds to a parameter change occurring under predetermined process conditions.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu identifizierende Parameteränderung eine stoffliche Änderung repräsentiert. A method according to claim 3, characterized in that the parameter change to be identified represents a material change.

Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils (14) aus einem pulvrigen Ausgangsmaterial (02), umfassend: – einen Zuführweg (01), über welchen das pulvrige Ausgangsmaterial (02) an einen Prozessort (03) zugeführt wird; – eine Ausgangsmaterialprüfeinheit mit – einer Anregungsquelle (06), welche im Bereich des Zuführweges (02) eine Anregungsstrahlung (04) in das pulvrige Ausgangsmaterial (02) einprägt, – einem Sensor (07), der die vom pulvrigen Ausgangsmaterial (02) abgegebenen Strahlung (08) empfängt und das Spektrum der Strahlung aufnimmt, – einer Auswerteeinheit (09), welche das aufgenommene Spektrum auf das Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens einen im Ausgangsmaterial (02) vorhandenen Markerstoff identifizieren, untersucht und ein erstes Bestätigungssignal generiert, wenn die den Markerstoff identifizierenden Spektrallinien im aufgenommenen Spektrum vorhanden sind; – eine Prozesseinheit mit einer Laserquelle (12), die eine Laserstrahlung am Prozessort (03) bereitstellt, zur lokalen Ausbildung fester Körperkanten durch Lasersintern des pulvrigen Ausgangsmaterials (02). Device for producing a component ( 14 ) from a powdery starting material ( 02 ), comprising: - a feed path ( 01 ) over which the powdery starting material ( 02 ) to a processor ( 03 ) is supplied; A starting material testing unit with an excitation source ( 06 ), which in the region of Zuführweges ( 02 ) an excitation radiation ( 04 ) into the powdery starting material ( 02 ), - a sensor ( 07 ) containing the powdery starting material ( 02 ) emitted radiation ( 08 ) and receives the spectrum of radiation, - an evaluation unit ( 09 ), which records the recorded spectrum for the presence of spectral lines, at least one in the starting material ( 02 ) identify, examine and generate a first confirmation signal if the spectral lines identifying the marker substance are present in the recorded spectrum; A process unit with a laser source ( 12 ), the laser radiation at the processor ( 03 ) for local formation of solid body edges by laser sintering of the powdery starting material ( 02 ).

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (09) der Ausgangsmaterialprüfeinheit weiterhin eine spektrometrische Analyse einer Probe des pulvrigen Ausgangsmaterials (02) ermöglicht, um die Bestandteile und vorzugsweise auch deren Massenanteile im Ausgangsmaterial zu bestimmen, und dass die Ausgangsmaterialprüfeinheit eine Speichereinheit besitzt, welche die ermittelten Ergebnisse der spektrometrischen Analyse aufzeichnet. Apparatus according to claim 5, characterized in that the evaluation unit ( 09 ) of the starting material testing unit, a spectrometric analysis of a sample of the powdery starting material ( 02 ) in order to determine the components and preferably also their mass fractions in the starting material, and that the starting material testing unit has a storage unit which records the determined results of the spectrometric analysis.

Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Endmaterialprüfeinheit besitzt, mit – einer Anregungsquelle (06a), welche eine Anregungsstrahlung in das durch Lasersintern verhärtete Material (14) einprägt, – einem Sensor (07a), der die vom verhärteten Material (14) abgegebenen Strahlung (08a) empfängt und das Spektrum der Strahlung aufnimmt, – einer Auswerteeinheit (09a), welche das aufgenommene Spektrum auf das Vorhandensein von Spektrallinien, die mindestens eine Parameteränderung des verhärtete Materials gegenüber dem Ausgangsmaterial identifizieren, untersucht und ein zweites Bestätigungssignal generiert, wenn die identifizierte Parameteränderung einer unter vorgegebenen Prozessbedingungen auftretenden Parameteränderung entspricht. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that it further comprises a Endmaterialprüfeinheit, with - an excitation source ( 06a ), which excite radiation into the laser sintered material ( 14 ), - a sensor ( 07a ), that of the hardened material ( 14 ) emitted radiation ( 08a ) and receives the spectrum of radiation, - an evaluation unit ( 09a ), which examines the recorded spectrum for the presence of spectral lines identifying at least one parameter change of the hardened material relative to the starting material, and generates a second confirmation signal if the identified parameter change corresponds to a parameter change occurring under given process conditions.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zu identifizierende Parameteränderung eine stoffliche Änderung repräsentiert. Apparatus according to claim 7, characterized in that the parameter change to be identified represents a material change.

Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungsquelle (06, 06a) und/oder der Sensor (07, 07a) und/oder die Auswerteeinheit (09, 09a) sowohl Bestandteil der Ausgangsmaterialprüfeinheit als auch der Endmaterialprüfeinheit sind. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the excitation source ( 06 . 06a ) and / or the sensor ( 07 . 07a ) and / or the evaluation unit ( 09 . 09a ) are both part of the Ausgangsmaterialprüfeinheit and the Endmaterialprüfeinheit.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (09, 09a) der Ausgangsmaterialprüfeinheit und/oder der Endmaterialprüfeinheit Daten an eine übergeordnete Prozessregeleinheit oder Maschinensteuerung (11) liefert. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the evaluation unit ( 09 . 09a ) der Ausgangsmaterialprüfeinheit and / or the Endmaterialprüfeinheit data to a higher-level process control unit or machine control ( 11 ).