DE102016220136A1 - Method for producing an object by means of laser melting - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes (6) mittels Laserschmelzen.Erfindungswesentlich ist hierbei,dass zumindest zwei unterschiedliche pulverförmige Ausgangswerkstoffe (4,5) verwendet werden, die unterschiedliche Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweisen,The present invention relates to a method for producing an object (6) by means of laser melting. It is essential in this case that at least two different powdery starting materials (4, 5) are used which have different strength properties and heat conduction properties,

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes mittels Selektivem Laserschmelzen (SLM für Selective Laser Melting) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen nach diesem Verfahren hergestellten Kolben sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Gießform oder ein Gesenk.The present invention relates to a method for producing an article by selective laser melting (SLM) according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a piston produced by this method and to a mold or a die produced by this method.

Aus der DE 10 2015 209 702 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mittels direktem Metall-Lasersintern (DMLS) bekannt, hier zur Herstellung eines Gießwerkzeugs, wobei zumindest ein Bereich des herzustellenden Gießwerkzeuges mehrere kleinere Öffnungen, insbesondere Mikrobohrungen, zur Luftabführung aufweist, um Lufteinschlüsse von im Schwerkraft-Kokillenguss hergestellten Kolben für Brennkraftmaschinen zu vermeiden. Die mittels des bekannten Verfahrens hergestellten Gegenstände besitzen dabei ein homogenes Gefüge.From the DE 10 2015 209 702 A1 a generic method for producing an article by means of direct metal laser sintering (DMLS) is known, here for producing a casting tool, wherein at least a portion of the casting tool to be produced has a plurality of smaller openings, in particular microbores, for air removal to air inclusions produced by gravity die casting To avoid pistons for internal combustion engines. The objects produced by means of the known method have a homogeneous structure.

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein Verfahren, um räumliche Strukturen durch Sintern aus einem pulverförmigen Ausgangswerkstoff herzustellen. Lasersintern ist dabei ein generatives Schichtbauverfahren, bei welchem der herzustellende Gegenstand Schicht für Schicht aufgebaut wird. Durch die Schmelzwirkung der eingesetzten Laserstrahlen können so beliebige dreidimensionale Geometrien auch mit Hinterschneidungen erzeugt werden, das heißt Gegenstände und Werkstücke, die sich in konventioneller mechanischer oder gießtechnischer Fertigung nicht herstellen lassen. Das Lasersintern wird dabei insbesondere zum Fertigen von Prototypen und kleinen Stückzahlen komplizierter Bauteile verwendet. Bei den bekannten Lasersinterverfahren wird dabei ein pulverförmiger Ausgangswerkstoff eingesetzt, der anschließend den Werkstoff des hergestellten Gegenstandes bildet. Dies kann beispielsweise ein Kunststoff, aber auch ein Metall sein. Während das Lasersintern unterhalb der Schmelztemperatur des Pulvers bzw. seiner Hauptkomponente durchgeführt wird und die Verbindungen durch Diffusion unter Ausbildung von Sinterhälsen hergestellt werden, wird die Pulvermischung beim Laserschmelzen lokal verflüssigt, wodurch sich ein einem Gussteil ähnliches Werkstück herstellen lässt. Sein Werkstoff besitzt dabei homogene Eigenschaften, was jedoch insbesondere bei ungleichmäßig belasteten Gegenständen bzw. Bauteilen nicht unbedingt von Vorteil istSelective laser sintering (SLS) is a process for producing spatial structures by sintering from a powdery starting material. Laser sintering is a generative layer construction process in which the article to be produced is built up layer by layer. As a result of the melting effect of the laser beams used, any desired three-dimensional geometries can also be produced with undercuts, that is to say objects and workpieces which can not be produced in conventional mechanical or casting-technical production. Laser sintering is used in particular for producing prototypes and small numbers of complicated components. In the known laser sintering method, a powdery starting material is used, which subsequently forms the material of the manufactured article. This can be for example a plastic, but also a metal. While the laser sintering is carried out below the melting temperature of the powder or its main component and the compounds are prepared by diffusion to form sintered necks, the powder mixture is locally liquefied during laser melting, whereby a workpiece similar to a casting can be produced. Its material has homogeneous properties, but this is not necessarily an advantage, especially for unevenly loaded articles or components

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Verfahren der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.The present invention therefore deals with the problem of providing an improved or at least one alternative embodiment for a method of the generic type which overcomes in particular the disadvantages known from the prior art.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, erstmals bei einem Laserschmelzen zum Herstellen eines Gegenstandes zumindest zwei unterschiedliche pulverförmige Ausgangswerkstoffe zu verwenden, die unterschiedliche Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweisen und damit einen Gegenstand herzustellen, der insbesondere lokal vordefinierte Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweist. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass die zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangswerkstoffe in dem mittels Laserschmelzen aufzubauenden Gegenstand an definierter Stelle angeordnet und dort eingeschmolzen werden, so dass beispielsweise Gegenstände mit lokal erhöhten Wärmeleitfähigkeiten bzw. auch lokal erhöhten Festigkeiten vergleichsweise einfach herzustellen sind. Im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, welche ausschließlich einen einzigen pulverförmigen Ausgangswerkstoff verwendeten, kann somit auch ein inhomogener Aufbau eines Gegenstandes problemlos erreicht werden, der insbesondere individuelle lokale Wärmeleitanforderungen bzw. Festigkeitsanforderungen berücksichtigt. Durch die Verwendung zweier oder mehrerer unterschiedlicher Pulverlegierungen wird es somit erstmals ermöglicht, den Gegenstand, beispielsweise einen Kolben, ein Gesenk oder eine Gießform für einen Kolben, mit lokal unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten und Wärmekapazitäten auszustatten, wodurch der Gegenstand beispielsweise beim Gießen oder Schmieden gerichtet abgekühlt werden kann und dadurch sowohl höhere Ausbringungsraten, höhere Qualitäten und gegebenenfalls auch dünnere Wandstärken erzielt werden können. Insbesondere bei einem als Kolben ausgebildeten Gegenstand kann dieser hinsichtlich seines Anspruchsprofils in Bezug auf Temperatur, Verformung und Dauerfestigkeit optimiert werden.The present invention is based on the general idea of using for the first time in a laser melting to produce an article at least two different pulverulent starting materials which have different strength properties and thermal conduction properties and thus produce an article which has locally predefined strength properties and heat conduction properties in particular. This is possible, for example, in that the at least two different starting materials are arranged in the article to be built up by laser melting at a defined location and melted there, so that, for example, objects with locally increased thermal conductivities or also locally increased strengths are comparatively easy to produce. Compared to the methods known from the prior art, which exclusively used a single powdery starting material, an inhomogeneous structure of an object can thus be achieved without any problems, taking into account in particular individual local heat conduction requirements or strength requirements. By using two or more different powder alloys, it is thus possible for the first time to equip the object, for example a piston, a die or a casting mold for a piston, with locally different thermal conductivities and heat capacities, whereby the article can be cooled, for example, during casting or forging and thereby both higher rates of application, higher qualities and possibly also thinner wall thicknesses can be achieved. In particular, in the case of an object designed as a piston, this can be optimized with respect to its profile of requirements in terms of temperature, deformation and fatigue strength.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird als Ausgangswerkstoff ein eisenbasiertes Pulver bzw. eine eisenbasierte Pulverlegierung, insbesondere pulverförmiges X3NiCoMoTi18-9-5, verwendet. Die zuletzt erwähnte Legierung ist dabei ein hochfester und hochzäher, martensitisch aushärtender Nickelstahl mit einfacher Wärmebehandlung, der insbesondere für Gießformen eingesetzt werden kann. Durch die hohe Festigkeit kann er selbstverständlich auch für Gegenstände, die eine solche hohe Festigkeit erfordern, eingesetzt werden.In an advantageous development of the solution according to the invention, an iron-based powder or an iron-based powder alloy, in particular powdery X3NiCoMoTi18-9-5, is used as the starting material. The last-mentioned alloy is a high-strength and high-strength, martensitic-hardening nickel steel with a simple heat treatment, which can be used in particular for casting molds. Due to the high strength, it can of course be used for articles that require such high strength.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung wird als Ausgangswerkstoff ein Kupfer-basiertes Pulver verwendet. Durch die Verwendung eines Kupfer-basierten Pulvers als Ausgangswerkstoff kann ein Ausgangswerkstoff mit einer deutlich erhöhten Wärmeleitfähigkeit erreicht werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn bei einem mittels des erfindungsgemäßen Laserschmelzverfahrens herzustellenden Gegenstandes lokal erhöhte Wärmeleitfähigkeiten gewünscht sind, um beispielsweise eine schnellere Wärmeabfuhr erzielen zu können.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention is as Starting material used a copper-based powder. By using a copper-based powder as a starting material, a starting material can be achieved with a significantly increased thermal conductivity, which is particularly advantageous if locally increased heat conductivities are desired in an article to be produced by means of the laser melting process according to the invention, for example to achieve a faster heat dissipation can.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, einen Kolben mit dem in den vorherigen Absätzen beschriebenen Verfahren herzustellen und dadurch einen hinsichtlich seiner Festigkeitseigenschaften und einen hinsichtlich seiner Wärmeleiteigenschaften inhomogenen Kolben herstellen zu können. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Kolben im Bereich eines Kolbenkopfes, einer Kolbenmulde, einer Ringpartie und/oder eines Kühlkanals einen Kupfer-basierten Ausgangswerkstoff aufweist bzw. in diesen genannten Bereichen aus den Kupfer-basierten Ausgangswerkstoff mittels Laserschmelzen hergestellt ist und deshalb dort eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit besitzt. Über diese erhöhte Wärmeleitfähigkeit kann insbesondere eine schnellere Wärmeabfuhr und damit eine bessere Kühlung des Kolbens erreicht werden, wodurch sowohl dessen Lebensdauer als auch dessen Leistungsfähigkeit gesteigert werden können.The present invention is further based on the general idea to produce a piston with the method described in the previous paragraphs and thereby to be able to produce a piston which is inhomogeneous in terms of its strength properties and in terms of its heat conduction properties. For example, it can be provided that the piston has a copper-based starting material in the region of a piston head, a piston recess, a ring section and / or a cooling channel or is produced in these areas from the copper-based starting material by means of laser melting and therefore there is a has increased thermal conductivity. In particular, a faster heat dissipation and thus better cooling of the piston can be achieved by means of this increased thermal conductivity, as a result of which both its service life and its performance can be increased.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Kolben im Bereich eines Kolbenschaftes, einer Kastenwand und/oder einer Nabe aus einem Eisen-basierten Ausgangswerkstoff mittels Laserschmelzen hergestellt und besitzt dort somit erhöhte Festigkeitseigenschaften. Ein hierfür verwendeter Eisen-basierter Ausgangswerkstoff kann beispielsweise X3NiCoMoTi18-9-5 sein. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, einen mechanisch im Betrieb stark belasteten Bereich des Kolbens, wie beispielsweise den Kolbenschaft oder die Nabe, aus einem höherfesten Werkstoff auszubilden, während im Bereich des Kühlkanals beispielsweise ein die Wärmeabfuhr verbessernder Kupfer-basierter Ausgangswerkstoff eingesetzt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit möglich, einen Kolben bezüglich seiner jeweils lokal auftretenden Belastungen, und zwar sowohl in mechanischer als auch in thermischer Hinsicht zu berechnen und diesen individuellen Belastungssituationen mit Einbringen unterschiedlicher Ausgangswerkstoffe Rechnung zu tragen. Dabei ist selbstverständlich klar, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur zwei unterschiedliche pulverförmige Ausgangswerkstoffe verwendet werden können, sondern auch drei oder mehr, um dadurch in noch deutlich vielfältigerer Art und Weise Einfluss auf individuelle und insbesondere lokal begrenzte Eigenschaften zu nehmen.In an advantageous development of the solution according to the invention, the piston is produced in the region of a piston skirt, a box wall and / or a hub made of an iron-based starting material by means of laser melting and thus has increased strength properties there. An iron-based starting material used for this purpose can be, for example, X3NiCoMoTi18-9-5. This makes it possible, for example, a mechanically heavily loaded in operation region of the piston, such as the piston skirt or the hub, form of a higher-strength material, while in the region of the cooling channel, for example, a heat-removing copper-based starting material is used. By means of the method according to the invention it is thus possible to calculate a piston with respect to its respective locally occurring loads, both in mechanical and in thermal terms and to take into account these individual load situations with introduction of different starting materials. It is of course clear that in the method according to the invention not only two different powdery starting materials can be used, but also three or more in order thereby to influence in an even more varied manner influence on individual and in particular locally limited properties.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Gießform oder ein Gesenk für einen Kolben mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens herzustellen, wodurch erstmals nicht mehr nur ein einstoffiges Werkzeug aus Stahl in einem zerspanenden Verfahren gefertigt werden muss, sondern additiv aus unterschiedlichen, pulverförmigen Ausgangswerkstoffen aufgebaut werden kann. Hierdurch ist es insbesondere möglich, einen Kupferbasierten Ausgangswerkstoff in denjenigen Bereichen des Gesenks bzw. der Gießform mittels Laserschmelzen einzubinden, in welchem später eine gerichtete und verbesserte Wärmeabfuhr, das heißt Abkühlung des Gesenks bzw. der Gießform erreicht werden soll. Durch diese individuelle Möglichkeit der lokal verbesserten Kühlung der Gießform bzw. des Gesenks können höhere Ausbringungsraten, eine höhere Qualität und gegebenenfalls auch dünnere Wandstärken erzielt werden, wodurch eine sowohl kostengünstige als auch qualitativ hochwertige Fertigung von Kolben möglich ist. Die Gießform bzw. das Gesenk können selbstverständlich auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei zumindest eine Komponente in der Gießform bzw. des Gesenks aus additiv generierten und mittels Laserschmelzen miteinander verbundenen Pulvermischungen bestehen kann, welche geometrisch definiert, das heißt an exakt vordefiniertem Ort und Stelle in der Gießform im Gesenk angeordnet werden können.The present invention is further based on the general idea of producing a casting mold or a die for a piston by means of the method described above, whereby for the first time not only a single-material tool made of steel has to be manufactured in a machining process, but additive from different, powdery starting materials can be built. This makes it possible in particular to incorporate a copper-based starting material in those areas of the die or the casting mold by means of laser melting, in which later a directed and improved heat dissipation, that is cooling of the die or the casting mold is to be achieved. By this individual possibility of locally improved cooling of the mold or the die higher output rates, higher quality and possibly also thinner wall thicknesses can be achieved, whereby both cost and high quality production of pistons is possible. The casting mold or the die can of course also be designed in several parts, wherein at least one component in the casting mold or die can consist of additively generated and interconnected by laser melting powder mixtures, which defines geometrically, that is at exactly predefined location and place in the Mold can be arranged in the die.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch

  • 1 ein mittels eines erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Gusswerkzeug bzw. Gießform und/oder Kolben,
  • 2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kolbens.
Show, each schematically
  • 1 a casting tool or casting mold and / or piston produced by means of a method according to the invention,
  • 2 a partially sectioned view of a piston produced by the method according to the invention.

Entsprechend der 1 ist ein Gusswerkzeug 1 gezeigt, dessen Gießformen 2 mittels eines erfindungsgemäßen Laserschmelzverfahrens hergestellt sind. Ebenfalls gezeigt ist in der 1 und zusätzlich in der 2 ein Kolben 3, der ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Laserschmelzverfahrens hergestellt wurde. Der Kolben 3 ist dabei gemäß der 1 lediglich der Übersichtlichkeit halber in dem Gusswerkzeug 1 dargestellt, wobei selbstverständlich klar ist, dass der erfindungsgemäße mittels Laserschmelzverfahren hergestellte Kolben 3 nicht in dem Gusswerkzeug 1 gegossen wird.According to the 1 is a casting tool 1 shown, its molds 2 by means of a Laser melting process according to the invention are produced. Also shown in the 1 and additionally in the 2 a piston 3 , which was also produced by means of the laser melting process according to the invention. The piston 3 is in accordance with the 1 merely for the sake of clarity in the casting tool 1 it being understood, of course, that the piston according to the invention produced by laser melting process 3 not in the casting tool 1 is poured.

Erfindungsgemäß weisen nun die Gießformen 2 bzw. der mittels des erfindungsgemäßen Laserschmelzverfahren hergestellte Kolben 3 zumindest zwei unterschiedliche Ausgangswerkstoffe 4, 5 auf, die unterschiedliche Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweisen. Die zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangswerkstoffe 4, 5 sind dabei in dem mittels Laserschmelzen aufzubauenden Gegenstand 6, der beispielsweise als Gießform 2, als Kolben 3 oder aber auch als Gesenk zum Schmieden von Kolben ausgebildet sein kann, derart angeordnet, dass der Gegenstand 6 vordefinierte lokale Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweist.According to the invention now have the casting molds 2 or the piston produced by means of the laser melting process according to the invention 3 at least two different starting materials 4 . 5 on, which have different strength properties and heat conduction properties. The at least two different starting materials 4 . 5 are doing in the building up by means of laser melting object 6 , for example, as a casting mold 2 , as a piston 3 or may also be formed as a die for forging pistons, arranged such that the object 6 has predefined local strength properties and thermal conduction properties.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Gegenstandes 6 mittels Laserschmelzen werden somit erstmals zumindest zwei, vorzugsweise auch mehr, unterschiedliche pulverförmige Ausgangswerkstoffe 4, 5 verwendet, die unterschiedliche Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweisen und die darüber hinaus in dem mittels Laserschmelzen aufzubauenden Gegenstand 6 derart angeordnet sind, dass dieser in lokal begrenzten Bereichen vordefinierte lokale Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften, insbesondere höhere Festigkeiten bzw. höhere Wärmeleitfähigkeiten, aufweist.In the inventive method for producing the article 6 By means of laser melting, for the first time at least two, and preferably also more, different powdery starting materials are used 4 . 5 used, which have different strength properties and thermal conduction properties and beyond that in the object to be built up by means of laser melting 6 are arranged such that it has predefined local strength properties and heat conduction properties, in particular higher strengths or higher thermal conductivities, in locally limited areas.

Generell werden dabei in den Figuren die unterschiedlichen Ausgangswerkstoffe 4, 5 bezeichnet, wobei selbstverständlich auch klar ist, dass diese nach dem Laserschmelzen unterschiedliche Werkstoffe 4, 5 mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften und unterschiedlichen Wärmeleiteigenschaften ergeben. Mit den Bezugszeichen 4, 5 sind somit sowohl die Ausgangswerkstoffe als auch die Werkstoffe in dem später mittels des erfindungsgemäßen Laserschmelzverfahrens hergestellten Gegenstandes 6 bezeichnet.In general, the different starting materials are used in the figures 4 . 5 Of course, it is also clear that these after laser melting different materials 4 . 5 with different strength properties and different heat conduction properties. With the reference numerals 4 . 5 Thus, both the starting materials and the materials are in the article produced later by means of the laser melting process according to the invention 6 designated.

Als Ausgangswerkstoff 5 kann beispielsweise ein Eisen-basiertes Pulver, insbesondere pulverförmiges X3NiCoMoTi18-9-5, verwendet werden, also eine Stahllegierung mit vergleichsweise hoher Zähigkeit und vergleichsweise hoher Festigkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand 6 wird dieser Ausgangswerkstoff 5 in Bereichen angeordnet bzw. eingesetzt, in welchen eine erhöhte Festigkeit gewünscht ist. Demgegenüber wird der Ausgangswerkstoff 4, der beispielsweise als Kupfer-basiertes Pulver ausgebildet ist, in Bereichen eingesetzt, in welchen eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit gefordert ist.As starting material 5 For example, an iron-based powder, in particular powdery X3NiCoMoTi18-9-5, can be used, ie a steel alloy with comparatively high toughness and comparatively high strength. In the subject invention 6 becomes this starting material 5 arranged or used in areas in which an increased strength is desired. In contrast, the starting material 4 , which is formed, for example, as a copper-based powder, used in areas in which an increased thermal conductivity is required.

Betrachtet man beispielsweise die 1 und 2, so kann man erkennen, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Kolben 3 hergestellt wurde, der im Bereich eines Kolbenkopfes 7 einer Brennraummulde 8, einer Ringpartie 9 und/oder eines Kühlkanals 10 aus einem Kupfer-basierten Ausgangswerkstoff 4 ausgebildet ist und deshalb dort verbesserte Wärmeleiteigenschaften aufweist, die insbesondere eine bessere Kühlung des erfindungsgemäßen Kolbens 3 ermöglichen. Demgegenüber weist der Kolben 3 im Bereich eines Kolbenschafts, einer Nabe 11 oder einer Kastenwand einen Eisen-basierten Ausgangswerkstoff 5 auf, beispielsweise X3NiCoMoTi18-9-5, wodurch der Kolben 3 in denjenigen Bereichen, in welchen eine erhöhte Festigkeit erforderlich ist, mit dem Ausgangswerkstoff 5 bzw. dem Werkstoff 5 ausgebildet ist, der diese erhöhte Festigkeitsanforderungen erfüllt.Consider, for example, the 1 and 2 , it can be seen that by means of the method according to the invention a piston 3 was made in the area of a piston head 7 a combustion bowl 8th , a ring game 9 and / or a cooling channel 10 from a copper-based source material 4 is formed and therefore there has improved thermal conduction properties, in particular a better cooling of the piston according to the invention 3 enable. In contrast, the piston 3 in the area of a piston stem, a hub 11 or a box wall an iron-based source material 5 on, for example, X3NiCoMoTi18-9-5, causing the piston 3 in those areas in which increased strength is required, with the starting material 5 or the material 5 is formed, which meets these increased strength requirements.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich somit nahezu beliebige dreidimensionale Gegenstände 6 mittels Laserschmelzen aufbauen, wobei im Vergleich zu bisherigen, lediglich einen einzigen pulverförmigen Ausgangswerkstoff nutzenden Laserschmelzverfahrens nunmehr in dem Gegenstand lokal begrenzte Bereiche mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften und unterschiedlichen Wärmeleiteigenschaften hergestellt werden können.With the method according to the invention can thus be almost any three-dimensional objects 6 build up by means of laser melting, which can be made in the subject locally limited areas with different strength properties and different heat conduction properties compared to previous, only a single powdery starting material using laser melting.

In gleicher Weise können selbstverständlich auch Gießformen 2 oder Gesenke zum Schmieden von Kolben entsprechend dem erfindungsgemäßen Laserschmelzverfahren aus mehreren Ausgangswerkstoffen 4, 5, zumindest aus zwei unterschiedlichen Ausgangswerkstoffen 4, 5 hergestellt und dadurch optimal an individuelle und ortsspezifische Festigkeits- bzw. thermische Anforderungen angepasst werden. Dabei ist selbstverständlich klar, dass der Kupfer-basierte Ausgangswerkstoff 4 nicht unbedingt bis an die Oberfläche des Gegenstandes 6 geführt sein muss, sondern auch von einer Schicht aus dem Eisen-basierten Ausgangswerkstoff 5 überdeckt und dadurch geschützt angeordnet werden kann.In the same way, of course, casting molds 2 or dies for forging pistons according to the laser melting process according to the invention from a plurality of starting materials 4 . 5 , at least two different starting materials 4 . 5 manufactured and thereby optimally adapted to individual and site-specific strength or thermal requirements. It is of course clear that the copper-based starting material 4 not necessarily to the surface of the object 6 must be guided, but also by a layer of the iron-based source material 5 can be covered and thus protected.

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Claims (9)

Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes (6) mittels Laserschmelzen, dadurch gekennzeichnet, - dass zumindest zwei unterschiedliche pulverförmige Ausgangswerkstoffe (4,5) verwendet werden, die unterschiedliche Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweisen, - dass die zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangswerkstoffe (4,5) in dem mittels Laserschmelzen aufzubauenden Gegenstand (6) derart angeordnet werden, dass dieser vordefinierte lokale Festigkeitseigenschaften und Wärmeleiteigenschaften aufweist.Method for producing an object (6) by means of laser melting, characterized in that - at least two different powdery starting materials (4, 5) are used, which have different strength properties and thermal conduction properties, - the at least two different starting materials (4, 5) in the be constructed by laser melting object (6) are arranged such that it has predefined local strength properties and heat conduction properties. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangswerksoff (5) ein eisenbasiertes Pulver, insbesondere pulverförmiges X3NiCoMoTi18-9-5, verwendet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that as starting material (5) an iron-based powder, in particular powdery X3NiCoMoTi18-9-5, is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangswerksoff (4) ein kupferbasiertes Pulver verwendet wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that as Ausgangswerksoff (4) a copper-based powder is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels dem Verfahren ein Kolben (3), eine Gießform (2) für einen Kolben oder ein Gesenk hergestellt wird.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that by means of the method a piston (3), a casting mold (2) for a piston or a die is produced. Kolben (3), hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.Piston (3) produced by the method of one of Claims 1 to 3 , Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) im Bereich eines Kolbenkopfes (7), einer Brennraummulde (8), einer Ringpartie (9) und/oder eines Kühlkanals (10) einen kupferbasierten Ausgangswerkstoff (4) aufweist.Piston after Claim 5 , characterized in that the piston (3) in the region of a piston head (7), a combustion bowl (8), a ring portion (9) and / or a cooling channel (10) has a copper-based starting material (4). Kolben nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) im Bereich eines Kolbenschaftes, einer Kastenwand oder einer Nabe (11) einen eisenbasierten Ausgangswerkstoff (5) aufweist, insbesondere X3NiCoMoTi18-9-5.Piston after Claim 5 or 6 , characterized in that the piston (3) in the region of a piston skirt, a box wall or a hub (11) has an iron-based starting material (5), in particular X3NiCoMoTi18-9-5. Kolben nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) einen Bereich aus einem kupferbasierten Ausgangswerkstoff (4) aufweist, der von einem eisenbasierten Ausgangswerkstoff (5), insbesondere X3NiCoMoTi18-9-5, überdeckt ist.Piston after one of Claims 5 to 7 , characterized in that the piston (3) has a region of a copper-based starting material (4) which is covered by an iron-based starting material (5), in particular X3NiCoMoTi18-9-5. Gießform (2) oder Gesenk für einen Kolben, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.Mold (2) or die for a piston made by the method of any one of Claims 1 to 3 ,
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