DE102019125948A1 - Process for the additive production of a molded body - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur additiven Herstellung eines Formkörpers (1), insbesondere eines Fahrzeugbauteils, wobei ein polymerisierbares Baumaterial (3) in wenigstens einem Polymerisationsschritt sukzessiv, vorzugsweise schichtweise, selektiv mittels eines aus einer Strahlungseinrichtung (9) ausgesendeten UV-Strahls (5) verfestigt wird, wobei das zu verfestigende Baumaterial (3) mittels einer Temperiereinrichtung (30) temperiert wird.A method for the additive production of a molded body (1), in particular a vehicle component, wherein a polymerizable building material (3) is gradually solidified in at least one polymerization step, preferably in layers, selectively by means of a UV beam (5) emitted from a radiation device (9), wherein the building material (3) to be solidified is tempered by means of a tempering device (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Formkörpers, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, wobei ein polymerisierbares Baumaterial in wenigstens einem Polymerisationsschritt sukzessiv, vorzugsweise schichtweise, selektiv mittels eines aus einer Strahlungseinrichtung ausgesendeten UV-Strahls verfestigt wird.The invention relates to a method for the additive production of a molded body, in particular a vehicle component, wherein a polymerizable building material is gradually solidified in at least one polymerization step, preferably in layers, selectively by means of a UV beam emitted from a radiation device.

Entsprechende Verfahren zur additiven Herstellung eines Formkörpers sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Derartige Verfahren sind unter den Begriffen Rapid Prototyping, Rapid Tooling und Rapid Manufacturing bekannt und werden in unterschiedlichsten Branchen zur Herstellung von Musterbauteilen, Werkzeugen wie auch von Fertigbauteilen oder Halbzeugen verwendet. Hierbei werden ausgehend von ggf. bearbeiteten oder modifizierten Konstruktionsdaten, typischerweise CAD-Daten, Steuerungsdaten generiert und zur Ansteuerung einer Vorrichtung zur Ausführung eines additiven Herstellungsverfahrens verwendet. Die Vorrichtung erzeugt den herzustellenden Formkörper durch Verfestigung eines typischerweise schichtweise bereitgestellten zu verfestigenden Baumaterials. Auf diese Weise können Formkörper wie z. B. Schmuck, Zahnimplantate, Werkzeugformen, Flugzeugbauteile hergestellt werden.Corresponding methods for the additive production of a shaped body are basically known from the prior art. Such methods are known under the terms rapid prototyping, rapid tooling and rapid manufacturing and are used in a wide variety of industries for the production of sample components, tools as well as prefabricated components or semi-finished products. Here, starting from possibly processed or modified design data, typically CAD data, control data are generated and used to control a device for executing an additive manufacturing process. The device produces the shaped body to be produced by consolidating a building material to be consolidated which is typically provided in layers. In this way, moldings such. B. jewelry, dental implants, tool molds, aircraft components are made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches es insbesondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie kostengünstige Maßnahme erlaubt die Qualität der herzustellenden Formkörper zu erhöhen.The invention is based on the object of specifying a method which, in particular with regard to a simple, fast and inexpensive measure, allows the quality of the molded bodies to be produced to be increased.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens.The object is achieved by a method for the additive production of a shaped body according to claim 1. The dependent claims relate to possible embodiments of the method.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Herstellung eines Formkörpers, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, wobei ein polymerisierbares Baumaterial in wenigstens einem Polymerisationsschritt sukzessiv, vorzugsweise schichtweise, selektiv mittels eines aus einer Strahlungseinrichtung ausgesendeten UV-Strahls verfestigt wird. Das Verfahren zeichnet sich durch aus, dass das zu verfestigende Baumaterial mittels einer Temperiereinrichtung temperiert wird.The invention relates to a method for the additive production of a molded body, in particular a vehicle component, wherein a polymerizable building material is gradually solidified in at least one polymerization step, preferably in layers, selectively by means of a UV beam emitted from a radiation device. The method is characterized in that the building material to be consolidated is tempered by means of a temperature control device.

Das additive Fertigungsverfahren kann die Verarbeitung eines als Strangkörper (z. B. drahtartiger Gegenstand), als Flüssigkeit und/oder als Pulver vorliegen Baumaterials umfassen. Das Baumaterial ist zumindest abschnittsweise und/oder zumindest teilweise durch Einwirkung bzw. durch Belichtung von UV-Strahlung bzw. eines UV-Strahls polymerisierbar, insbesondere photopolymerisierbar. Der UV-Strahl wird durch eine Strahlungseinrichtung erzeugt und sukzessive und selektiv auf das zu verfestigende Baumaterial gelenkt bzw. gerichtet. Durch eine gezielte und selektive Verfestigung des schichtweise bereitgestellten Baumaterials vermittels des UV-Strahls, kann schichtweise der Formkörper gebildet bzw. aufgebaut werden.The additive manufacturing method can include the processing of a building material that is present as a stranded body (e.g. wire-like object), as a liquid and / or as a powder. The building material is at least partially and / or at least partially polymerizable, in particular photopolymerizable, by the action or exposure of UV radiation or a UV beam. The UV beam is generated by a radiation device and successively and selectively directed or directed onto the building material to be consolidated. By means of a targeted and selective solidification of the building material provided in layers by means of the UV radiation, the shaped body can be formed or built up in layers.

Die vermittels des UV-Strahls ausgehärteten bzw. polymerisierten Bereiche des Baumaterials bilden einen Festkörper aus, der zu einer Formstabilität des Baumaterials führt und schließlich den geometrisch bestimmten Festkörpers bildet. Die Polymerisation vermittels UV-Strahl kann eine Photopolymerisation umfassen. D. h., dass eine Polymerisation erfolgt, die durch die Absorption von sichtbaren oder ultravioletten Licht initiiert wird. Beispielsweise wird ein Baumaterial verwendet das bei Beaufschlagung von UV-Strahlen im Wellenlängenbereich von 200 bis 400 nm zu einer Polymerisation des Baumaterials führt.The areas of the building material cured or polymerized by means of the UV radiation form a solid body, which leads to dimensional stability of the building material and ultimately forms the geometrically determined solid body. The UV-ray polymerization may include photopolymerization. This means that a polymerization takes place that is initiated by the absorption of visible or ultraviolet light. For example, a building material is used which, when exposed to UV rays in the wavelength range from 200 to 400 nm, leads to polymerization of the building material.

Das Baumaterial kann beispielsweise teilweise, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, ein, insbesondere photosensitives, Kunstharz umfassen. Der UV-Strahl und/oder das UV-Licht kann beispielsweise zumindest abschnittsweise flächig und/oder linienförmig und/oder punktförmig auf das zu verfestigende Baumaterial auftreffen.The building material can for example partially, preferably predominantly, particularly preferably exclusively, comprise a, in particular photosensitive, synthetic resin. The UV beam and / or the UV light can for example impinge on the building material to be solidified at least in sections in a planar and / or linear and / or punctiform manner.

Zusätzlich zu dem aus der Strahlungseinrichtung ausgesendeten UV-Strahls wird eine Temperiereinrichtung verwendet, um das zu verfestigende Baumaterial, insbesondere selektiv und bereichsabhängig zu temperieren. Durch die zusätzliche, insbesondere selektiv und bereichsabhängig steuerbare Temperierung des Baumaterials kann das Aushärteverhaltens und/oder die Materialeigenschaften und/oder die Bauteileigenschaften des aus dem Baumaterial gebildeten Formkörpers gezielt beeinflusst bzw. eingestellt werden. Die Temperiereinrichtung wirkt dabei vorzugsweise schichtweise auf das zu verfestigende Baumaterial ein. Damit wird es erreicht, dass die hierin beschriebene Temperierung nicht nur eine oberflächliche thermische Behandlung eines additiv hergestellten Formkörpers umfasst, sondern dass die im Inneren des Formkörpers liegenden Bereiche eine gezielte thermische Beeinflussung während des, die wesentliche Form des Formkörpers ausbildenden Polymerisationsschritts erfährt. Damit wird es ermöglicht, dass eingeschlossene bzw. oberflächlich nicht einsehbare oder für thermische Strahlen nicht zugängliche Abschnitte des fertigen Formkörpers eine gezielte, insbesondere selektiv bereichsabhängige, thermische Beeinflussung erfahren.In addition to the UV beam emitted from the radiation device, a temperature control device is used to control the temperature of the building material to be solidified, in particular selectively and depending on the area. The curing behavior and / or the material properties and / or the component properties of the molded body formed from the building material can be specifically influenced or adjusted by the additional, in particular selectively and area-dependently controllable temperature control of the building material. The temperature control device preferably acts in layers on the building material to be consolidated. It is thereby achieved that the temperature control described herein not only includes a superficial thermal treatment of an additively manufactured molded body, but that the areas inside the molded body experience a targeted thermal influence during the polymerization step that forms the essential shape of the molded body. This makes it possible for sections of the finished molded body that are enclosed or that are not superficially visible or that are not accessible to thermal rays to experience a targeted, in particular selectively, area-dependent, thermal influence.

Die Temperiereinrichtung kann dazu verwendet werden, wenigstens eine thermisch aushärtbare Komponente des Baumaterials zu verfestigen. Hierbei können unterschiedliche Mechanismen der Verfestigung oder der Teilverfestigung zumindest einer Komponente des Baumaterials genutzt werden. Zum Beispiel kann eine AZA-Michael-Reaktion genutzt werden, um zumindest teilweise eine Verfestigung bzw. eine Teilverfestigung des Baumaterials zu erreichen. So kann durch gezielte Temperierung des Baumaterials eine Amine, insbesondere Amine eines Kettenverlängerers, (z. B. Triamin), umfassende erste Komponente des Baumaterials mit Doppelbindungen einer zweiten, insbesondere ein Polyurethan (z. B. ein Diurethan dimethacrylat UDMA) umfassenden, Komponente des Baumaterials reagieren und so zu einer zumindest abschnittsweisen und/oder teilweisen Verfestigung des Baumaterials führen. Insbesondere erfolgt diese Verfestigung bzw. Teilverfestigung des Baumaterials vor der Belichtung des Baumaterials und damit vor dem Ausführen einer auf dem Effekt der Photopolymerisation beruhenden Verfestigung bzw. Teilverfestigung des Baumaterials. Die eine AZA-Michael-Reaktion hervorrufende Temperiereinrichtung kann selektiv und/oder ganzheitlich auf einzelne Schichten des Baumaterials oder innerhalb einer Schicht des Baumaterials auf dieses einwirken. Die Temperierung, insbesondere zur Ausführung der AZA-Michael-Reaktion kann durch gezielte Steuerung der Zeitdauer und/oder der Temperatur der Temperiereinrichtung bzw. der von der Temperiereinrichtung abgegebenen thermischen Energie erfolgen.The temperature control device can be used to solidify at least one thermally curable component of the building material. Different mechanisms of consolidation or partial consolidation of at least one component of the building material can be used here. For example, an AZA-Michael reaction can be used to at least partially solidify or partially solidify the building material. Thus, through targeted temperature control of the building material, an amines, in particular amines of a chain extender (e.g. triamine), comprising a first component of the building material with double bonds, a second component of the, in particular a polyurethane (e.g. a diurethane dimethacrylate UDMA) comprising React building material and thus lead to an at least partial and / or partial solidification of the building material. In particular, this solidification or partial solidification of the building material takes place before the exposure of the building material and thus before the execution of a solidification or partial solidification of the building material based on the effect of photopolymerization. The temperature control device causing an AZA-Michael reaction can act selectively and / or holistically on individual layers of the building material or within a layer of the building material. The temperature control, in particular for carrying out the AZA-Michael reaction, can take place through targeted control of the duration and / or the temperature of the temperature control device or the thermal energy emitted by the temperature control device.

Das zu verfestigende Baumaterial kann dabei ein unmittelbar vor dessen Verfestigung stehendes oder soeben sich verfestigendes Baumaterial umfassen bzw. ein unmittelbar vor seiner Polymerisation stehendes oder soeben polymerisierendes Baumaterial umfassen. Folglich kann die thermische Einwirkung auf das zu verfestigende Baumaterial innerhalb der die Polymerisation des Baumaterials ausführenden Vorrichtung erfolgen. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn das zu verfestigende Baumaterial derart zeitlich vor seiner Polymerisation temperiert wird, dass die thermische Einwirkung auf das Baumaterial bzw. eine aufgrund der thermischen Einwirkung vorliegende Erwärmung des Baumaterials, während des Polymerisationsschritts noch vorliegt, insbesondere während des Polymerisationsschritts noch ein Temperaturwert vorliegt, der mindestens 80% des durch die Temperierung erreichten maximalen Temperaturwerts entspricht.The building material to be solidified can comprise a building material which is standing immediately before its solidification or which has just solidified or a building material which is immediately prior to its polymerization or is just being polymerized. Consequently, the thermal action on the building material to be solidified can take place within the device which carries out the polymerization of the building material. It can be advantageous here if the building material to be solidified is tempered before its polymerization in such a way that the thermal effect on the building material or heating of the building material due to the thermal effect is still present during the polymerization step, in particular during the polymerization step Temperature value is present which corresponds to at least 80% of the maximum temperature value reached by the temperature control.

Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn z. B. das zu verfestigende Baumaterial zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, selektiv bereichsabhängig durch die Temperiereinrichtung temperiert wird. Die selektiv bereichsabhängige Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials kann, insbesondere überwiegend oder ausschließlich, die Bereiche des Baumaterials umfassen, welche einer Polymerisation durch den UV-Strahl unterzogen werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine zumindest bereichsweise selektive und bereichsabhängige Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials erfolgen, welches keine Verfestigung bzw. keine Polymerisation während des Polymerisationsschritts erfährt. Mit anderen Worten können die Baumaterialbereiche, welche eine Polymerisation ausgehend von dem UV-Strahl erfahren und die Bauteilbereiche, welche eine Temperierung durch die Temperiereinrichtung erfahren, unabhängig voneinander gewählt werden bzw. vorliegen. Damit muss nicht jeder durch den Polymerisationsschritt zu verfestigende Baumaterialbereich durch die Temperiereinrichtung temperiert werden. Es kann aber vorgesehen sein, dass sämtliche durch Polymerisation während des Polymerisationsschritts zu verfestigende Baumaterialabschnitte durch die Temperiereinrichtung temperiert werden.It can be advantageous if, for. B. the building material to be consolidated is at least partially, in particular completely, selectively temperature-controlled depending on the area by the temperature control device. The selectively area-dependent temperature control of the building material to be solidified can, in particular predominantly or exclusively, encompass the areas of the building material which are subjected to polymerization by the UV beam. As an alternative or in addition, the building material to be solidified can be tempered selectively and area-dependently, at least in areas, which does not experience solidification or polymerization during the polymerization step. In other words, the building material areas that experience polymerization based on the UV beam and the component areas that experience temperature control by the temperature control device can be selected or present independently of one another. This means that not every building material area to be solidified by the polymerization step has to be tempered by the temperature control device. It can, however, be provided that all building material sections to be solidified by polymerization during the polymerization step are tempered by the temperature control device.

Es ist möglich, dass die selektiv bereichsabhängige Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials (a) zur Einstellung und/oder in Abhängigkeit einer Soll-Materialeigenschaft zumindest eines Abschnitts des Formkörpers (1) und/oder (b) zur Kompensation und/oder in Abhängigkeit von bereichsabhängigen optischen Eigenschaften zumindest eines, in einem Strahlengang des UV-Strahls der Strahlungseinrichtung angeordneten und zumindest den UV-Strahl beeinflussenden transparenten Optikelements erfolgt. Beispielsweise erfährt ein erster Abschnitt des Formkörpers ausschließlich eine Beaufschlagung vermittels dem UV-Strahl und ein weiterer Abschnitt des Formkörpers ebenfalls eine Beaufschlagung vermittels dem UV-Strahl und zusätzlich eine thermische Beeinflussung bzw. Beaufschlagung ausgehend von der Temperiereinrichtung. Dadurch, dass der erste Abschnitt im Vergleich zu dem weiteren Abschnitt eine unterschiedliche thermische Beeinflussung erfahren hat, können sich für die beiden Abschnitte unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaften ergeben. Insbesondere können sich hierdurch unterschiedliche physikalische und/oder chemische Bauteileigenschaften für ein aus dem hergestellten Formkörper gebildete Bauteil ergeben.It is possible that the selective area-dependent temperature control of the building material to be solidified (a) for setting and / or as a function of a target material property of at least one section of the molded body ( 1 ) and / or (b) for compensation and / or as a function of area-dependent optical properties at least one transparent optical element arranged in a beam path of the UV beam of the radiation device and at least influencing the UV beam takes place. For example, a first section of the shaped body experiences only exposure by means of the UV beam and a further section of the shaped body is also subject to exposure by means of the UV beam and additionally a thermal influence or exposure originating from the temperature control device. Because the first section has experienced a different thermal influence compared to the further section, different physical and / or chemical properties can result for the two sections. In particular, this can result in different physical and / or chemical component properties for a component formed from the molded body produced.

Durch gezielte Wahl bzw. Einstellung der selektiv auf das zu verfestigende Baumaterial einwirkenden thermischen Energie der Temperiereinrichtung können beispielsweise die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des aus dem Verfahren hergestellten Formkörpers bereichsabhängig gemäß einer gewünschten Soll-Materialeigenschaft erzeugt werden. Die Soll-Materialeigenschaft, kann sich auf eine Endzustandsmaterialeigenschaft und/oder auf eine Zwischenzustandsmaterialeigenschaft beziehen. Eine Zwischenzustandsmaterialeigenschaft kann beispielsweise die physikalische und/oder chemische Eigenschaft eines als Halbzeug vorliegenden Formkörpers betreffen, welche zunächst vorliegt, wobei erst nach Ausführen eines nachgelagerten, späteren Temperierverfahrensschritts (beispielsweise einem weiteren thermischen Verfahren) die endgültige Endzustandsmaterialeigenschaft des Formkörpers erlangt wird.Targeted selection or adjustment of the thermal energy of the temperature control device acting selectively on the building material to be solidified, for example, allows the physical and / or chemical properties of the molded body produced from the process to be generated area-dependently according to a desired target material property. The target material property can relate to a final state material property and / or to an intermediate state material property. An intermediate state material property can relate, for example, to the physical and / or chemical property of a shaped body in the form of a semi-finished product, which initially is present, the final material property of the molded body being obtained only after a subsequent, later temperature control process step (for example a further thermal process) has been carried out.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise die Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials derart erfolgen, dass diese zur Kompensation und/oder in Abhängigkeit von bereichsabhängigen optischen Eigenschaften zumindest eines, in einem Strahlengang des UV-Strahls der Strahlungseinrichtung angeordneten und zumindest den UV-Strahl beeinflussenden transparenten Optikelements erfolgt. Ein derartiges Optikelement kann beispielsweise ein Spiegelkörper (z. B. Scanner zum Ablenken eines Energiestrahls, beispielsweise eines UV-Strahls) und/oder ein transparenter Körper, wie beispielsweise ein „permeables Window“ (permeables Fenster) und/oder wie beispielsweise ein Linsenköper (z. B. optische Linse zur Beeinflussung des UV-Strahls) sein. Ein „permeables Window“ wird beispielsweise in einem CLIP Verfahren eingesetzt. Das CLIP-Verfahren (Continuous Liquid Interface Production auch als Digital Light Synthesis (DLS) bezeichnet, umfasst einen kontinuierlichen Prozess, in welchem ein flüssiges und photosensitives Baumaterial in einem Behälter bevorratet ist, wobei durch den Boden (durch das „permeable Window“) des Behälters ein Lichtstrahl, insbesondere ein UV-Lichtstrahl, hindurchtritt und dieser selektiv und bereichsweise das Baumaterial zur Bildung des Formkörpers verfestigt. Das transparente Objekt kann beispielsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, transparent und/oder spiegelnd ausgebildet. Das Optikelement kann herstellungsseitige und/oder alterungsbedinge Optikfehler (z. B. Riefen o. Ä.) aufweisen, derartige Optikfehler können beispielsweise automatisiert oder manuell detektiert werden. Die gewonnene Optikfehlerinformation kann zu einer Veränderung der Ansteuerung der Temperiervorrichtung eingesetzt werden, um eine Kompensation des optikelementseitigen Optikfehlers zu erreichen. Eine Optikfehlerinformation kann auch aus einer Evaluierung eines aufgebauten Formkörpers erfolgen, wobei die Fehlstellen des Formkörpers zur Bestimmung einer Optikfehlerinformation herangezogen werden können. Auch kann das permeablen Window oder weitere Optikelemente im Strahlengang des UV-Strahls dazu neigen, dass eine geringere und/oder unregelmäßigere Ausleuchtung der Randbereiche der Bauebene erfolgt. Diesem Effekt kann durch eine abschnittsweise selektive Temperierung, insbesondere durch eine verstärkte Temperierung, dieser Randbereiche entgegengewirkt werden, beispielsweise kann eine verstärkte Temperierung dieser Baumaterialbereiche eine nicht derart starke Verfestigung durch den UV-Strahl zumindest teilweise ausgleichen bzw. kompensieren.Alternatively or additionally, for example, the temperature control of the building material to be solidified can take place in such a way that this takes place for compensation and / or depending on area-dependent optical properties of at least one transparent optical element arranged in a beam path of the UV beam of the radiation device and at least influencing the UV beam . Such an optical element can, for example, be a mirror body (e.g. scanner for deflecting an energy beam, for example a UV beam) and / or a transparent body, such as a "permeable window" and / or such as a lens body ( e.g. optical lens for influencing the UV beam). A “permeable window” is used, for example, in a CLIP process. The CLIP process (Continuous Liquid Interface Production, also known as Digital Light Synthesis (DLS)) comprises a continuous process in which a liquid and photosensitive building material is stored in a container, whereby the bottom (through the "permeable window") of the A light beam, in particular a UV light beam, passes through the container and this selectively and regionally solidifies the building material to form the shaped body. The transparent object can, for example, at least in sections, in particular completely, be transparent and / or reflective Optical defects of this type can be detected automatically or manually, for example, the optical defect information obtained can be used to change the control of the temperature control device in order to compensate for the optical defect on the optical element side hen. Optical defect information can also be obtained from an evaluation of a built-up shaped body, with the defects in the shaped body being able to be used to determine optical defect information. The permeable window or further optical elements in the beam path of the UV beam can also tend to result in less and / or more irregular illumination of the edge areas of the building plane. This effect can be counteracted by a partially selective temperature control, in particular by increased temperature control, of these edge areas; for example, increased temperature control of these building material areas can at least partially compensate for or compensate for a not so strong consolidation by the UV beam.

Zur Erzeugung des Formkörpers kann ein Datensatz vorliegen, der zumindest zur Ansteuerung der Strahlungseinrichtung und zur Ansteuerung der Temperiereinrichtung verwendet wird. Abhängig von diesem Datensatz wird die Strahlungseinrichtung und die Temperiereinrichtung angesteuert, damit das Bauteil die gewünschten Soll-Materialeigenschaften aufweist und/oder etwaige Korrekturen von optischen Elementen, wie beispielsweise einem Optikelement, innerhalb der additiven Herstellungsvorrichtung ausgeführt werden können.To generate the shaped body, a data record can be available which is used at least to control the radiation device and to control the temperature control device. Depending on this data set, the radiation device and the temperature control device are controlled so that the component has the desired target material properties and / or any corrections of optical elements, such as an optical element, can be carried out within the additive manufacturing device.

Es ist möglich, dass die Temperiereinrichtung als Heizstrahler, insbesondere als Infrarotstrahlen aussendender Infrarotstrahler, ausgebildet ist und von dem Heizstrahler ausgesendete Heizstrahlen auf das zu verfestigende Baumaterial ausstrahlt werden bzw. die Heizstrahlen auf das zu verfestigende Baumaterial einwirken. Bevorzugt wird aus dem Heizstrahler ein flächiger Heizstrahl abgestrahlt und über ein durch eine Steuereinrichtung angesteuertes Abdeckmittel werden die Heizstrahlen derart abgedeckt bzw. abgeschirmt, dass diese selektiv zu definierten Bereiche des zu verfestigenden Baumaterials gelangen bzw. auftreffen. Das Abdeckmittel stellt eine einfache und effektive Möglichkeit dar, einen flächig abstrahlenden Heizstrahler selektive und bereichsweise auf das zu verfestigende Baumaterial einwirken zu lassen. Das Abdeckmittel kann einen Shuttermechanismus bzw. einen Maskierungsmechanismus umfassen, welcher durch definiertes abdecken bzw. maskieren eines flächig abgestrahlten Heizstrahls eine selektive bereichsabhängige Temperierung des zu verfestigen Baumaterials, insbesondere in einem Zwischenbereich bzw. einer „dead zone“ eines CLIP-Verfahrens, ermöglicht.It is possible that the temperature control device is designed as a radiant heater, in particular as an infrared radiator emitting infrared rays, and radiant heat emitted by the radiant heater is radiated onto the building material to be solidified or the heating rays act on the building material to be solidified. A flat heating beam is preferably emitted from the radiant heater and the heating beams are covered or shielded via a covering means controlled by a control device in such a way that they selectively reach or impinge on defined areas of the building material to be solidified. The covering means represents a simple and effective way of allowing a radiant heater radiating surface to act selectively and in certain areas on the building material to be consolidated. The covering means can comprise a shutter mechanism or a masking mechanism, which enables selective area-dependent temperature control of the building material to be solidified, in particular in an intermediate area or a “dead zone” of a CLIP process, by specifically covering or masking a radiant heat beam.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine als UV-Strahlungsmittel ausgebildete Temperiereinrichtung verwendet werden, die ein für das zu verfestigende Baumaterial keine Polymerisation des Baumaterials auslösendes UV-Licht abstrahlt bzw. aussendet. Das als Temperiereinrichtung verwendete UV-Strahlungsmittel kann UV-Licht mit einer Wellenlänge von kleiner 200 nm, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 100 bis 200 nm, und/oder mit einer Wellenlänge von größer 400 nm, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 450 nm abstrahlen bzw. aussenden. Wesentlich ist dabei, dass das von dem UV-Strahlungsmittel ausgesendete UV-Licht zumindest abschnittsweise, vorzugsweise überwiegend, besonders bevorzugt vollständig, einen unterschiedlichen Wellenlängenbereich als der von dem Strahlungseinrichtung ausgesendete UV-Strahl aufweist. Analog zu dem Heizstrahler kann auch das UV-Strahlungsmittel mit einem Abdeckmittel, insbesondere ein Shuttermechanismus bzw. einen Maskierungsmechanismus zusammenwirken, sodass das UV-Strahlungsmittel ein grundsätzlich flächig abgestrahltes UV-Licht durch das Abdeckmittel derart abdeckt, dass ein selektiv und bereichsweise vorgebbarer Bereich des zu verfestigenden Baumaterials mit dem UV-Licht beaufschlagbar bzw. belichtbar ist. Optional kann es vorgesehen sein, dass das UV-Strahlungsmittel und die Strahlungseinrichtung in einer gemeinsamen Einrichtung vorliegen, wobei eine getrennte Beeinflussung der jeweiligen Wellenlängenbereiche zur gezielten Polymerisation und zur gezielten Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials ausgeführt wird.Alternatively or additionally, for example, a temperature control device designed as a UV radiation means can be used, which emits or emits a UV light which does not trigger any polymerization of the building material for the building material to be solidified. The UV radiation means used as a temperature control device can be UV light with a wavelength of less than 200 nm, preferably with a wavelength of 100 to 200 nm, and / or with a wavelength of greater than 400 nm, preferably with a wavelength of 400 nm to 450 nm emit or emit. It is essential that the UV light emitted by the UV radiation means, at least in sections, preferably predominantly, particularly preferably completely, has a different wavelength range than the UV beam emitted by the radiation device. Analogously to the radiant heater, the UV radiation means can also interact with a cover means, in particular a shutter mechanism or a masking mechanism, so that the UV radiation means covers a basically flat UV light emitted by the cover means in such a way that that a selectively and regionally predeterminable area of the building material to be solidified can be exposed to or exposed to UV light. Optionally, it can be provided that the UV radiation means and the radiation device are present in a common device, with separate influencing of the respective wavelength ranges for targeted polymerization and for targeted temperature control of the building material to be solidified.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine als Laserquelle ausgebildete Temperiereinrichtung verwendet werden, wobei der ausgesendete Laserstrahl des Lasermittels das zu verfestigende Baumaterial selektiv bereichsabhängig temperiert. Der auf das zu verfestigende Baumaterial auftreffende Laserstrahl kann hierbei eine punktuelle oder linienartige Form aufweisen. Die Bewegung bzw. die gezielte selektiv bereichsabhängige Temperierung des zu festigen Baumaterials kann beispielsweise durch Ansteuerung eines den Laserstrahl ablenkenden Spiegels und/oder des Lasermittels bzw. der Laserquelle selbst erfolgen.As an alternative or in addition, for example, a temperature control device designed as a laser source can be used, the emitted laser beam of the laser means selectively controlling the temperature of the building material to be solidified in a range-dependent manner. The laser beam impinging on the building material to be consolidated can have a punctiform or linear shape. The movement or the targeted, selectively area-dependent temperature control of the building material to be solidified can take place, for example, by controlling a mirror that deflects the laser beam and / or the laser means or the laser source itself.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine als Bauraumheizung ausgebildete Temperiereinrichtung verwendet werden, wobei die von der Bauraumheizung ausgesendete thermische Energie auf das in einem Bauraum befindliche Baumaterial derart einwirkt, dass dieses derart gezielt temperiert wird, dass das Baumaterial ganzheitlich oder selektiv bereichsweise auf eine Zieltemperatur geführt bzw. temperiert wird. Die Bauraumheizung kann beispielsweise innerhalb der Fertigungsvorrichtung verbaut bzw. integriert sein.Alternatively or additionally, for example, a temperature control device designed as a building space heater can be used, with the thermal energy emitted by the building space heater acting on the building material located in a building space in such a way that it is specifically tempered in such a way that the building material is wholly or selectively guided to a target temperature in certain areas . is tempered. The installation space heater can, for example, be installed or integrated within the production device.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine als Gasströmungseinrichtung ausgebildete Temperiereinrichtung verwendet werden und wenigstens ein in der Gasströmungseinrichtung geführter und/oder aus der Gasströmungseinrichtung austretender Gasstrom zur selektiv bereichsabhängig Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials verwendet werden. Hierbei kann die Gasströmungseinrichtung derart eingerichtet sein, dass ein Volumenstrom und/oder eine, insbesondere stoffliche, Zusammensetzung und/oder eine Temperatur des wenigstens einen aus der Gasströmungseinrichtung austretenden Gasstroms verändert wird und/oder veränderbar ist, um eine gezielte selektiv bereichsabhängige Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials auszuführen. Insbesondere kann beispielsweise der Volumenstrom und/oder die stoffliche Zusammensetzung und/oder die Temperatur des in der Gasströmungseinrichtung geführten und/oder aus der Gasströmungseinrichtung austretenden Gasstroms selektiv und bereichsabhängig für das zu verfestigende Baumaterial verändert werden. Durch Veränderung des Volumenstroms eines beispielsweise aus der Gasströmungseinrichtung austretenden und das zu verfestigende Baumaterial zumindest abschnittsweise kontaktierenden bzw. berührenden Gasstroms kann die Temperatur des zu verfestigenden Baumaterials beeinflusst werden.Alternatively or additionally, for example, a temperature control device designed as a gas flow device can be used and at least one gas flow guided in the gas flow device and / or exiting the gas flow device can be used for selectively area-dependent temperature control of the building material to be solidified. In this case, the gas flow device can be set up in such a way that a volume flow and / or a, in particular material, composition and / or a temperature of the at least one gas flow emerging from the gas flow device is changed and / or can be changed in order to achieve targeted, selectively area-dependent temperature control of the gas flow to be solidified Execute building materials. In particular, for example, the volume flow and / or the material composition and / or the temperature of the gas flow guided in the gas flow device and / or exiting the gas flow device can be changed selectively and area-dependently for the building material to be solidified. By changing the volume flow of a gas flow exiting, for example, from the gas flow device and contacting or touching the building material to be solidified at least in sections, the temperature of the building material to be solidified can be influenced.

Durch eine Veränderung der stofflichen Zusammensetzung des Gasstroms kann die Aufnahme- und Abgabeeigenschaft des Gasstroms bzgl. thermischer Energie beeinflusst werden. Folglich kann durch eine Veränderung der stofflichen Zusammensetzung des Gasstroms dessen Wechselwirkung mit dem von ihm beeinflussten, insbesondere kontaktierten bzw. berührten, beispielsweise durchströmten, Baumaterial verändert bzw. gezielt gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Veränderung der stofflichen Zusammensetzung des Gasstroms zu einer chemischen Reaktion während des Kontakts und/oder während des Durchströmens des Baumaterials führen. Durch gezielte Veränderung der stofflichen Zusammensetzung des Gasstroms kann Art und/oder Umfang der chemischen Reaktion eingestellt bzw. gesteuert werden. Beispielsweise erfolgt eine exotherme chemische Reaktion innerhalb des Gasstroms, während dieser das Baumaterial berührt und/oder durchströmt. Damit kann eine thermische Beeinflussung des zu verfestigenden Baumaterials erreicht werden.By changing the material composition of the gas flow, the absorption and release properties of the gas flow with regard to thermal energy can be influenced. Consequently, by changing the material composition of the gas flow, its interaction with the building material influenced by it, in particular contacted or touched, for example through which the gas flows, can be changed or specifically controlled. Alternatively or additionally, a change in the material composition of the gas flow can lead to a chemical reaction during the contact and / or during the flow through the building material. The type and / or scope of the chemical reaction can be adjusted or controlled by means of a targeted change in the material composition of the gas flow. For example, an exothermic chemical reaction takes place within the gas flow while it is in contact with and / or flowing through the building material. In this way, the building material to be consolidated can be thermally influenced.

Der Gasstrom kann beispielsweise durch ein „permeables Window“ einer ein CLIP-Verfahren ausführenden additiven Herstellungsvorrichtung hindurchgeführt werden bzw. dieses permeable Window durchdringen. Das permeablen Window kann als gasdurchlässiges optisches Element ausgebildet sein und kann im Zuge eines CLIP-Verfahrens einen Boden eines Baubehälters ausbilden, durch welche die das Baumaterial verfestigenden UV-Strahlen hindurchtreten. Der Gasstrom wird durch das permeable Window dem oberhalb, insbesondere unmittelbar oberhalb, des permeablen Window befindlichen Baumaterials (bzw. Baumaterialschicht) zugeführt und dringt in diese ein. Durch den Gasstrom wird ein Anhaften zumindest der durch den UV-Strahl verfestigten Bereiche der Baumaterialschicht an dem permeablen Window verhindert. Damit wird eine Zwischenzone, die sogenannte „dead zone“ des CLIP-Verfahrens ausgebildet. Die Zwischenzone bildet die dem UV-Strahlen zugewandte nächstgelegene Schicht des Baumaterials.The gas flow can, for example, be passed through a “permeable window” of an additive manufacturing device executing a CLIP method or penetrate this permeable window. The permeable window can be designed as a gas-permeable optical element and, in the course of a CLIP process, can form a base of a building container through which the UV rays solidifying the building material pass. The gas flow is fed through the permeable window to the building material (or building material layer) located above, in particular immediately above, the permeable window and penetrates into it. The gas flow prevents at least the areas of the building material layer solidified by the UV radiation from sticking to the permeable window. This creates an intermediate zone, the so-called “dead zone” of the CLIP process. The intermediate zone forms the closest layer of the building material facing the UV rays.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das permeable Window wenigstens zwei, vorzugweise mehr als vier, unterschiedliche Windowabschnitte mit jeweils wenigstens einer Gasaustrittsöffnung aufweist, wobei der aus den Gasaustrittsöffnungen der jeweiligen Windowabschnitte austretende Gasstrom windowabschnittspezifisch bzgl. des Volumenstroms und/oder der stofflichen Zusammensetzung und/oder der Temperatur veränderbar und/oder einstellbar ist. Hierzu kann jeder Windowabschnitt einen eigenen Gaszugang aufweisen, wobei den jeweiligen Gaszugängen durch eine vorgelagerte Einstelleinrichtung ein bzgl. Volumenstrom und/oder stofflicher Zusammensetzung und/oder Temperatur veränderbarer Gasstrom zugeführt wird bzw. zuführbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann das permeable Window selbst Steuerungs- und/oder Absperrelemente umfassen, welche eine windowabschnittspezifische Beeinflussung des aus den Gasaustrittsöffnungen austretenden Gasstroms ermöglicht.It can be provided, for example, that the permeable window has at least two, preferably more than four, different window sections each with at least one gas outlet opening, the gas flow emerging from the gas outlet openings of the respective window sections being window section-specific with regard to the volume flow and / or the material composition and / or the temperature can be changed and / or is adjustable. For this purpose, each window section can have its own gas inlet, with a gas flow that can be changed in terms of volume flow and / or material composition and / or temperature being fed or can be fed to the respective gas inlets by an upstream adjusting device. As an alternative or in addition, the permeable window itself can comprise control and / or shut-off elements which enable the gas flow emerging from the gas outlet openings to be influenced in a window section-specific manner.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine als elektrisches Heizelement, insbesondere als Heizleiter, ausgebildete Temperiereinrichtung verwendet werden, welche elektrische Leistung als Wärme an das zu verfestigende Baumaterial zu dessen selektiven und bereichsabhängigen Temperierung überträgt. Hierbei kann das elektrische Heizelement z. B. ein Heizleiter bzw. ein Heizdraht sein. Das elektrische Heizelement kann z. B. zumindest abschnittsweise in oder an einem im optischen Strahlengang der UV-Strahlen befindlichen Optikelement angeordnet oder ausgebildet sein. Beispielsweise ist das als Heizdraht ausgebildete elektrische Heizelement in oder an einem permeablen Window einer CLIP-Vorrichtung angeordnet oder ausgebildet. Hierbei kann das elektrische Heizelement durch Wärmeabstrahlung direkt das, insbesondere oberhalb des permeablen Windows befindliche Baumaterial temperieren. Die elektrische Heizeinrichtung kann beispielsweise wenigstens zwei, unterschiedlichen Abschnitten des permeablen Windows zugeordnete und unabhängig voneinander ansteuerbare Heizkreise bzw. Heizabschnitte umfassen, sodass eine bereichsabhängige Temperierung des permeablen Windows und folglich des zu verfestigenden Baumaterials ausführbar ist.Alternatively or additionally, for example, a temperature control device designed as an electrical heating element, in particular as a heating conductor, can be used, which transfers electrical power as heat to the building material to be solidified for its selective and area-dependent temperature control. Here, the electrical heating element z. B. be a heating conductor or a heating wire. The electrical heating element can e.g. B. be arranged or formed at least in sections in or on an optical element located in the optical path of the UV rays. For example, the electrical heating element embodied as a heating wire is arranged or embodied in or on a permeable window of a CLIP device. Here, the electrical heating element can directly temper the temperature of the building material, in particular above the permeable window, by emitting heat. The electrical heating device can, for example, comprise at least two heating circuits or heating sections that are assigned to different sections of the permeable window and can be controlled independently of one another, so that area-dependent temperature control of the permeable window and consequently of the building material to be solidified can be carried out.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zur selektiven und bereichsabhängigen Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials wenigstens ein mit einer Gasaustrittsöffnung versehener Gasleitkanal der Gasströmungseinrichtung und/oder ein elektrisches Heizelement verwendet wird, wobei die wenigstens eine Auslassöffnung und/oder das elektrische Heizelement zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, in einem im Strahlengang des UV-Strahls der Strahlungseinrichtung angeordneten, wenigstens teilweise transparenten Optikelementes angeordnet oder ausgebildet ist. Das Optikelement kann dabei beispielsweise als permeables Window einer Continuous Liquid Interface Production-Vorrichtung (CLIP) ausgebildet sein. Hierbei kann das permeablen Window beispielsweise mehrere Gasleitkanäle mit jeweils wenigstens einer Auslassöffnung umfassen, wobei durch entsprechend gezielte Beschickung der jeweiligen Gasleitkanäle eine bereichsabhängig selektive Gasstrombereitstellung an dem permeablen Window zur selektiven bereichsabhängigen Temperierung des Baumaterials ausführbar ist. Im Falle von in oder an dem permeablen Window angeordneten Heizdrähten können diese vorzugsweise in Heizabschnitts unterteilt, unabhängig voneinander ansteuerbar sein, um eine abschnittsabhängige Temperierung des permeablen Windows bzw. des im Wirkbereich des permeablen Window befindlichen Baumaterials zu erreichen.In a preferred embodiment it is provided that for the selective and area-dependent temperature control of the building material to be solidified, at least one gas duct of the gas flow device provided with a gas outlet opening and / or an electrical heating element is used, the at least one outlet opening and / or the electrical heating element at least in sections, in particular completely, is arranged or formed in an at least partially transparent optical element arranged in the beam path of the UV beam of the radiation device. The optical element can be designed, for example, as a permeable window of a continuous liquid interface production device (CLIP). Here, the permeable window can comprise, for example, several gas ducts, each with at least one outlet opening, whereby an area-dependent, selective gas flow provision at the permeable window for selective area-dependent temperature control of the building material can be carried out by appropriately targeted charging of the respective gas ducts. In the case of heating wires arranged in or on the permeable window, these can preferably be subdivided into heating sections and controllable independently of one another in order to achieve section-dependent temperature control of the permeable window or of the building material located in the effective area of the permeable window.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise eine als TFT-Display und/oder OLED-Display und/oder LCD-Display ausgebildete Temperiereinrichtung verwendet werden, die elektrische Leistung als Wärme an das zu verfestigende Baumaterial zu dessen selektiven bereichsabhängig Temperierung überträgt. Eine optionale selektive bereichsabhängige Temperierung kann beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte und der hieraus sich ergebenden Abstrahlcharakteristik der jeweiligen Bildpunkte des Displays erreicht werden. LCD-Display können beispielsweise derart ausgebildet sein und/oder angesteuert werden, dass diese bis zu 100 °C, bevorzugt bis zu 85 °C, das zu verfestigende Baumaterial temperieren. Ein beispielsweise eingesetztes phosphoreszierendes OLED-Display kann derart ausgebildet und/oder angesteuert werden, dass das OLED-Display eine Temperatur von bis zu 150 °C, bevorzugt von bis zu 130°C, erreicht. Das Baumaterial kann beispielsweise derart beschaffen sein, dass dieses bei einer Temperatur von 15 °C bis 150 °C, bevorzugt von 25 °C bis 120 °C, reagiert.Alternatively or additionally, for example, a temperature control device designed as a TFT display and / or OLED display and / or LCD display can be used, which transfers electrical power as heat to the building material to be consolidated for its selective, area-dependent temperature control. An optional, selective, area-dependent temperature control can be achieved, for example, by appropriate control of the individual pixels and the resulting radiation characteristics of the respective pixels of the display. LCD displays can be designed and / or controlled, for example, in such a way that they control the temperature of the building material to be consolidated up to 100 ° C., preferably up to 85 ° C. A phosphorescent OLED display used, for example, can be designed and / or controlled in such a way that the OLED display reaches a temperature of up to 150.degree. C., preferably of up to 130.degree. The construction material can be made, for example, in such a way that it reacts at a temperature of 15 ° C to 150 ° C, preferably 25 ° C to 120 ° C.

Das zur Herstellung des Formkörpers verwendete Baumaterial kann beispielsweise aus wenigstens drei Komponenten bestehen, wobei (a) eine erste Komponente, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, lichtreaktiv verfestigt, (b) eine zweite Komponente, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, bei und/oder ab einer ersten Reaktionsstarttemperatur thermisch verfestigt und (c) eine dritte Komponente, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, bei und/oder ab einer zweiten, oberhalb der ersten Reaktionsstarttemperatur liegenden Reaktionsstarttemperatur thermisch verfestigt. Hierbei erfolgt in einem ersten Temperierverfahrensschritt durch Einwirkung der Temperiereinrichtung eine thermische Verfestigung der zweiten Komponente unterhalb der zweiten Reaktionsstarttemperatur und in einem zweiten, dem ersten Temperierverfahrensschritt nachgelagerten Temperierverfahrensschritt eine thermische Verfestigung der dritten Komponente. Der zweite Temperierverfahrensschritt kann beispielsweise an einem anderen Ort und/oder in oder an einer anderen Vorrichtung stattfinden als der erste Temperierverfahrensschritt. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Temperierverfahrensschritt vermittels einer anderen Temperiereinrichtung als die für den ersten Temperierverfahrensschritt verwendete Temperiereinrichtung erfolgen. Beispielsweise erfolgt der erste Temperierverfahrensschritt an einer die Polymerisation des Bauteils ausführenden Vorrichtung, insbesondere an einer ein CLIP-Verfahren ausführenden additiven Fertigungsvorrichtung, der zweite Temperierverfahrensschritt erfolgt hingegen an einer hiervon getrennten Vorrichtung. Beispielsweise kann der zweite Temperierverfahrensschritt eine überwiegend, bevorzugt nahezu ausschließlich, oberflächlich auf den Formkörper einwirkende Temperierung umfassen. Eine lichtreaktive Aushärtung meint eine Polymerisation die durch Absorption von sichtbaren oder ultravioletten Licht initiiert wird (Photopolymerisation).The building material used to produce the shaped body can for example consist of at least three components, with (a) a first component, preferably predominantly, particularly preferably exclusively, light-reactive solidified, (b) a second component, preferably predominantly, particularly preferably exclusively, with and / or thermally solidified from a first reaction start temperature and (c) a third component, preferably predominantly, particularly preferably exclusively, thermally solidified at and / or from a second reaction start temperature above the first reaction start temperature. In a first tempering process step, the temperature control device thermally solidifies the second component below the second reaction start temperature and in a second tempering process step downstream of the first tempering process step, the third component is thermally solidified. The second temperature control process step can take place, for example, at a different location and / or in or on a different device than the first temperature control process step. Alternatively or additionally, the second temperature control process step can be carried out by means of a different temperature control device than that for the first temperature control process step temperature control device used. For example, the first temperature control process step takes place on a device that carries out the polymerisation of the component, in particular on an additive manufacturing device that carries out a CLIP process, whereas the second temperature control process step takes place on a device that is separate from this. For example, the second temperature control process step can include temperature control that acts predominantly, preferably almost exclusively, on the surface of the shaped body. Light-reactive curing means a polymerization that is initiated by the absorption of visible or ultraviolet light (photopolymerization).

Die erste Komponente kann beispielsweise einen Photoinitiator (PI) z.B. Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinoxid umfassen. Der Photoinitiator zerfällt in Radikale, die wiederum mit einem Monomer oder einem Oligomer zu einer Polymerkette reagieren können.The first component can, for example, be a photoinitiator (PI) such as diphenyl ( 2 , 4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide. The photoinitiator breaks down into radicals, which in turn can react with a monomer or an oligomer to form a polymer chain.

Die zweite Komponente, welche, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, thermisch bei einer ersten Reaktionsstarttemperatur verfestigbar ist bzw. sich verfestigt, kann beispielsweise, insbesondere primäre, Amine eines Kettenverlängerers (z.B. Triamin) umfassen und vorzugsweise mit einem hochreaktiven Isocyanat einer aufgebrochenen Polyurethangruppe (Diurethan dimethacrylat UDMA) reagieren.The second component, which is preferably predominantly, particularly preferably exclusively, thermally solidifiable or solidifies at a first reaction start temperature, can for example, in particular primary, amines of a chain extender (e.g. triamine) and preferably with a highly reactive isocyanate of a broken polyurethane group (diurethane dimethacrylate UDMA) react.

Die dritte Komponente, welche, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, thermisch bei einer zweiten und gegenüber der ersten Reaktionsstarttemperatur höheren Reaktionsstarttemperatur verfestigbar ist bzw. sich verfestigt, kann beispielsweise von der ersten Komponente sich unterscheidende bzw. von der ersten Komponente abweichende Acrylatgruppen umfassen, welche bei einer höheren Reaktionstemperatur als bei der Verfestigung der ersten Reaktionstemperatur eine Verfestigung erfährt.The third component, which is preferably predominantly, particularly preferably exclusively, thermally solidifiable or solidifies at a second reaction start temperature which is higher than the first reaction start temperature, can for example comprise acrylate groups which differ from the first component or which differ from the first component undergoes solidification at a higher reaction temperature than the solidification of the first reaction temperature.

Die Ab- bzw. Reihenfolge des Polymerisationsschritts und des ersten Temperierverfahrensschritts sind beliebig wählbar. Im zweiten Temperierverfahrensschritt erfolgt die zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, zumindest an der Oberfläche des Formköpers stattfindende Aushärtung der dritten Komponente, wobei hierzu eine Reaktionsstarttemperatur gefahren wird, die oberhalb der Reaktionsstarttemperatur der zweiten Komponente liegt.The sequence or sequence of the polymerization step and the first temperature control process step can be selected as desired. In the second tempering process step, the third component is cured at least in sections, in particular completely, at least on the surface of the molded body, with a reaction start temperature being used for this which is above the reaction start temperature of the second component.

In einer Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die Verfestigung der ersten und zweiten Komponente innerhalb oder während des dem Formkörper seine Form gebenden Polymerisationsschritts erfolgt. Dabei kann beispielsweise die Temperierung bzw. Verfestigung der zweiten Komponente innerhalb der additiven Fertigungsvorrichtung (z. B. der das CLIP-Verfahren ausführenden Fertigungsvorrichtung) erfolgen. Die Verfestigung der dritten Komponente im Zuge des zweiten Temperierverfahrensschritts kann beispielsweise nach einer Montage des als Bauteil einer Baugruppe ausgebildeten Formkörpers ausgeführt werden. Damit kann der zweiten Temperierverfahrensschritt zeitlich später erfolgen. Dies kann den Vorteil bergen, dass der Fertigungsprozess schneller ausgeführt werden kann und weniger Energie benötigt wird.In a further development, it can be provided that the solidification of the first and second components takes place within or during the polymerization step which gives the shaped body its shape. For example, the temperature control or solidification of the second component can take place within the additive manufacturing device (e.g. the manufacturing device executing the CLIP method). The solidification of the third component in the course of the second temperature control process step can be carried out, for example, after the molded body designed as a component of an assembly has been assembled. This means that the second temperature control process step can take place later. This can have the advantage that the manufacturing process can be carried out more quickly and less energy is required.

Die endgültigen Endeigenschaften des Formkörpers können beispielsweise erst mit dem erhöhten Energieeintrag erreicht werden. Auch kann es vorgesehen sein, dass ein, insbesondere in dessen Geometrie identischer, Formkörper als Bauteil für unterschiedliche Fahrzeuge (Fahrzeug mit einer Cabrio-Karosseriebauform und Fahrzeug ohne Cabrio-Karosseriebauform) unterschiedliche Festigkeitsanforderungen erfüllen muss. So kann einem derartigen Bauteil abhängig davon, in welchem Fahrzeug es verbaut wird, beispielsweise am Fahrzeug selbst, die finale Bauteileigenschaft „aufgeprägt“ werden oder auch nicht, indem der zweite Temperierverfahrensschritt im montierten Zustand ausgeführt wird oder nicht.The final end properties of the molded body can, for example, only be achieved with the increased energy input. It can also be provided that a molded body, in particular one whose geometry is identical, must meet different strength requirements as a component for different vehicles (vehicle with a convertible body shape and vehicle without a convertible body shape). Depending on the vehicle in which it is installed, for example on the vehicle itself, the final component property may or may not be “impressed” on such a component, in that the second temperature control process step is carried out or not in the assembled state.

Die wenigstens drei unterschiedlichen Komponenten des Baumaterials können beispielsweise homogen verteilt innerhalb des zu verfestigenden Bauteils vorliegen.The at least three different components of the building material can, for example, be homogeneously distributed within the component to be consolidated.

Die Temperiereinrichtung kann beispielsweise über eine Steuereinrichtung angesteuert werden bzw. ist über eine solche ansteuerbar, wobei die Ansteuerung der Tempereinrichtung in Abhängigkeit von vermittels einer Sensoreinrichtung erfassten Temperaturinformation des zu verfestigenden Baumaterials und/oder eines von den UV-Strahlen und/oder dem UV-Licht durchdringenden zumindest teilweise transparenten Optikelement erfolgt. Die Ansteuerung der Temperiereinrichtung kann eine online-Ansteuerung umfassen, welche die während des Einsatzes der Temperiereinrichtung ermittelte bzw. erfasste Temperaturinformation berücksichtigt. Hierzu kann die Sensoreinrichtung beispielsweise als Thermografiekamera ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung beispielsweise eine flächige Erfassung des zu verfestigenden Baumaterials und/oder des Zwischenbereichs (dead zone) bzw. der zur potentiellen Verfestigung bereitgestellten Baumaterialschicht ermöglichen.The temperature control device can be controlled, for example, via a control device or can be controlled via such, the control of the temperature control device depending on temperature information of the building material to be solidified and / or one of the UV rays and / or the UV light detected by means of a sensor device penetrating at least partially transparent optical element takes place. The control of the temperature control device can include online control, which takes into account the temperature information ascertained or recorded during use of the temperature control device. For this purpose, the sensor device can be designed, for example, as a thermographic camera. As an alternative or in addition, the sensor device can, for example, enable two-dimensional detection of the building material to be solidified and / or the intermediate area (dead zone) or the building material layer provided for potential solidification.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zumindest der Polymerisationsschritt zur Verfestigung des Baumaterials und die selektive thermische Verfestigung wenigstens einer thermisch verfestigbaren Komponente des Baumaterials innerhalb eines Continuous Liquid Interface Production-Verfahrens (CLIP) und/oder innerhalb einer ein CLIP-Verfahren ausführenden additiven Fertigungsvorrichtung erfolgt.In a preferred embodiment, it is provided that at least the polymerization step for solidifying the building material and the selective thermal solidification at least one thermally solidifiable component of the building material takes place within a continuous liquid interface production process (CLIP) and / or within an additive manufacturing device executing a CLIP process.

Neben dem Verfahren zur additiven Herstellung eines Formkörpers betrifft die Erfindung auch einen Formkörper hergestellt durch ein hierin beschriebenes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ausführung eines hierin beschriebenen Verfahrens.In addition to the method for the additive production of a molded body, the invention also relates to a molded body produced by a method described herein and a device for carrying out a method described herein.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf den erfindungsgemäßen Formkörper und/oder auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens übertragbar bzw. anzuwenden.All advantages, details, designs and / or features of the method according to the invention can be transferred or applied to the molded body according to the invention and / or to the device according to the invention for carrying out the method.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1: eine schematische Prinzipdarstellung einer CLIP-Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2: eine schematische Prinzipdarstellung einer Draufsicht auf ein permeables Window gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3: eine schematische Prinzipdarstellung einer Draufsicht auf ein permeables Window gemäß einem Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail using exemplary embodiments in the drawings. It shows:
  • 1 : a schematic representation of the principle of a CLIP device according to an exemplary embodiment;
  • 2 : a schematic diagram of a plan view of a permeable window according to an embodiment;
  • 3 : a schematic diagram of a plan view of a permeable window according to an embodiment.

In 1 ist beispielhaft eine Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zur additiven Herstellung eines Formkörpers 1, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, mittels eines CLIP-Verfahrens dargestellt. Das CLIP-Verfahren kann nach Art eines Photopolymerisationsverfahrens arbeiten, hierbei wird in wenigstens einem Polymerisationsschritt ein photopolymerisierbares Baumaterial 3 sukzessiv, vorzugsweise schichtweise, selektiv mittels eines aus einer Strahlungseinrichtung 9 ausgesendeten UV-Strahls 5 bzw. Lichtstrahls verfestigt.In 1 is an example of a device for carrying out a method for the additive manufacture of a molded body 1 , in particular a vehicle component, shown by means of a CLIP method. The CLIP process can work like a photopolymerization process, in which case a photopolymerizable building material is produced in at least one polymerization step 3 successively, preferably in layers, selectively by means of one of a radiation device 9 emitted UV rays 5 or light beam solidified.

Die dargestellte Aufbauvorrichtung 20 verwendet einen, vorzugsweise optional lösbar, in der Aufbauvorrichtung 20 befestigten Baubehälter 2, der mit einem aus flüssigem Kunststoff und/oder mit einem aus flüssigem Kunstharz bestehenden Baumaterial 3 gefüllt ist. Der Boden 4 des Behälters 2 ist lichtdurchlässig, so dass der UV-Strahl 5 den Boden 4 durchdringen und in einem Zwischenbereich 6 - auch als „dead zone“ bezeichnet - auftreffen bzw. in einen Zwischenbereich gelangen kann. Der UV-Strahl 5 tritt aus der Strahlungseinrichtung 9 bzw. einer Lichtquelle aus und wird von einer wenigstens zwei Spiegelelemente 7, 7' aufweisenden Spiegelvorrichtung 8 derart abgelenkt, dass der UV-Strahl 5 in dem Zwischenbereich 6 selektiv bereichsabhängig, beispielsweise auch zumindest abschnittsweise flächig, auftrifft, wobei die Intensität und/oder Belichtungszeit des UV-Strahls 5 innerhalb der Auftrefffläche im Zwischenbereich 6 unterschiedlich sein kann bzw. gezielt steuerbar ist.The assembly device shown 20th uses one, preferably optionally detachable, in the assembly device 20th fortified construction containers 2 with a building material made of liquid plastic and / or with a building material made of liquid synthetic resin 3 is filled. The floor 4th of the container 2 is translucent so that the UV ray 5 the ground 4th penetrate and in an intermediate area 6th - also referred to as "dead zone" - can hit or get into an intermediate area. The UV ray 5 emerges from the radiation device 9 or a light source and is supported by at least two mirror elements 7th , 7 ' having mirror device 8th deflected so that the UV ray 5 in the intermediate area 6th selectively area-dependent, for example also at least in sections over an area, the intensity and / or exposure time of the UV beam 5 within the impact area in the intermediate area 6th can be different or can be controlled in a targeted manner.

Die Intensität und/oder Belichtungszeit des UV-Strahls 5 wird durch eine entsprechende Ansteuerung der sich, insbesondere frequenziell, bewegenden Spiegelelementen 7, 7' einer Spiegelvorrichtung 8 eingestellt. Als Strahlungseinrichtung 9 kann beispielsweise wenigstens eine UV-LED-Lichtquelle verwendet werden. Die Spiegelvorrichtung 8 kann beispielsweise als Mikrospiegelarray ausgebildet sein.The intensity and / or exposure time of the UV ray 5 is achieved by a corresponding control of the mirror elements that move, in particular at frequencies 7th , 7 ' a mirror device 8th set. As a radiation device 9 For example, at least one UV LED light source can be used. The mirror device 8th can for example be designed as a micromirror array.

Die im Baumaterial 3 befindlichen Photo-Initiatoren lösen aufgrund der energetischen Einwirkung des UV-Strahls 5 eine radikale Polymerisation aus, bei der Monomere durch eine Kettenspaltung der Doppelbindung zu Polymeren heranwachsen. Das Baumaterial 3 härtet entlang der belichteten Fläche aus. Dabei entsteht eine Verbindung zu einer höhenverlagerbaren (vergleiche Pfeil 10) Plattform 11, die sich sukzessive bzw. kontinuierlich durch Einwirkung von einem Aktor (nicht dargestellt), um eine Schichthöhe nach oben (also von der Strahlungseinrichtung 9 weg) bewegt, um die Belichtung der nachfolgenden Schicht zu ermöglichen. Bei dem CLIP-Verfahren bleiben der Zwischenbereich 6 bzw. der dem UV-Strahl 5 zugewandte Bereich des Formkörpers 1 und der Boden 4 des Baubehälters 2 während des Aufbauprozesses stets mit flüssigem Baumaterial 3 bedeckt (mit Ausnahme beim Nachlaufen des, einen Freiraum unterhalb der hochgezogenen Plattform 11 bzw. unterhalb des hochgezogenen Formkörpers 1 ausfüllenden flüssigen Baumaterials 3), das durch den UV-Strahl 5 wiederum verfestigt werden kann. Durch mehrfaches Wiederholen dieses Vorganges entsteht sukzessive ein schichtartig aufgebauter Formkörper 1. Nachdem die gewünschte Form des Formkörpers 1 durch dieses Verfahren erreicht wurde, wird der Formkörper 1 gänzlich aus dem Bad des flüssigen Kunstharzes herausgefahren und schließlich von der Plattform 11 getrennt bzw. gelöst.The ones in the building material 3 The photo-initiators located there dissolve due to the energetic effect of the UV ray 5 radical polymerization, in which monomers grow into polymers through chain cleavage of the double bond. The building material 3 hardens along the exposed area. This creates a connection to a height-adjustable (compare arrow 10 ) Platform 11 , which are successively or continuously by the action of an actuator (not shown) to one layer height upwards (i.e. from the radiation device 9 away) to enable exposure of the next layer. With the CLIP procedure, the intermediate area remains 6th or that of the UV ray 5 facing area of the molded body 1 and the floor 4th of the building container 2 always with liquid building material during the construction process 3 covered (with the exception of the running after, a free space below the raised platform 11 or below the raised molding 1 filling liquid building material 3 ) caused by the UV ray 5 in turn can be solidified. By repeating this process several times, a layered shaped body is successively created 1 . After the desired shape of the molded body 1 is achieved by this process, the molded article 1 Completely driven out of the bath of liquid synthetic resin and finally off the platform 11 separated or solved.

Durch Veränderung einzelner oder mehrere Prozessparameter von wenigstens zwei Prozessparametersätzen kann auf die Materialeigenschaften des Formkörpers 1 während dessen Herstellung Einfluss genommen werden. So weist der in den Figuren dargestellte Formkörper 1 einen ersten Bereich 12 und ein zweiten Bereich 13 auf. Der erste Bereich 12 ist hierbei als Fläche ohne Füllung, der zweite Bereich 13 dagegen als Fläche mit einer dunklen, regelmäßigen Füllung (Horizontalstreifen) versehener Bereich innerhalb der Konturlinie des Formkörpers 1 dargestellt. Der erste Bereich 12 ist dabei unter Verwendung von Prozessparametern erzeugt worden, die ausschließlich eine Polymerisation des Baumaterials 2 durch den UV-Strahl 5 erfahren hat. Der zweite Bereichs 13 hingegen hat zusätzlich zu dem UV-Strahl 5 eine Temperierung durch eine Temperiereinrichtung 30 erfahren. Dabei wurde das zu verfestigende Baumaterial 3 zusätzlich zu der Beaufschlagung mit dem UV-Strahl ferner durch einen aus der als Heizeinrichtung ausgebildeten Temperiereinrichtung 30 ausgesendeten Energiestrahl 31, insbesondere Heizstrahl, beaufschlagt. Durch die unterschiedliche Behandlung der beiden Bereiche 12, 13 kann der erste Bereich 12 gegenüber dem zweiten Bereich 13 unterschiedliche Materialeigenschaften, wie beispielsweise Bruchdehnung oder Zugfestigkeit, aufweisen. Damit wird auf Grund unterschiedlicher erster und zweiter Soll-Materialeigenschaften und einer entsprechender Ansteuerung der Strahlungseinrichtung 9, insbesondere der Spiegelelemente 7, 7', und/oder der Temperiereinrichtung 30 ein Formköper 1 mit unterschiedlichen inneren und/oder äußeren Material- und/oder Bauteileigenschaften erreicht werden.By changing individual or several process parameters of at least two process parameter sets, the material properties of the molded body can be affected 1 can be influenced during its production. Thus, the shaped body shown in the figures 1 a first area 12th and a second area 13th on. The first area 12th is here as an area without filling, the second area 13th on the other hand, as an area with a dark, regular filling (horizontal stripes) within the contour line of the molding 1 shown. The first area 12th has been generated using process parameters that exclusively allow polymerisation of the Building materials 2 by the UV ray 5 has experienced. The second area 13th however, has in addition to the UV ray 5 a temperature control by a temperature control device 30th Experienced. The building material to be consolidated was thereby 3 in addition to the exposure to the UV beam, also by a temperature control device designed as a heating device 30th emitted energy beam 31 , in particular radiant heat applied. Due to the different treatment of the two areas 12th , 13th can the first area 12th compared to the second area 13th have different material properties, such as elongation at break or tensile strength. Due to different first and second target material properties and a corresponding control of the radiation device 9 , especially the mirror elements 7th , 7 ' , and / or the temperature control device 30th a molded body 1 can be achieved with different internal and / or external material and / or component properties.

Es ist aus der 1 erkennbar, dass sich der erste und zweite Bereich 12, 13 sowohl nebeneinander innerhalb einer Schicht (einem horizontalen Bereich) des Formkörpers 1, als auch übereinander über mehrere Schichten eines Formkörpers 1 hinweg (z. B. in z-Richtung), erstrecken bzw. vorliegen können. Allgemein kann die Veränderung der Einstellung der Ansteuerung einer Spiegelvorrichtung 8 zur selektiven Verfestigung sowohl derselben selektiv zu verfestigenden Schicht, als auch mehrerer, selektiv zu verfestigender Schichten verwendet werden.It's from the 1 recognizable that the first and second area 12th , 13th both next to one another within a layer (a horizontal area) of the shaped body 1 , as well as one on top of the other over several layers of a molding 1 away (e.g. in the z-direction), extend or be present. In general, changing the setting of the control of a mirror device 8th can be used for selective consolidation both of the same layer to be selectively consolidated and several layers to be selectively consolidated.

Nach Abschluss eines CLIP-Verfahrens kann der Formkörper 1 in einer optionalen Ausführungsform in einem nicht gänzlich ausgehärteten Zustand vorliegen. Es kann deshalb im Zuge eines zweiten, nachgelagerten Prozessschritts eine Nachaushärtung vorgenommen werden, hierzu kann der noch nicht ganz ausgehärtete Formköper 1 (auch als Grünling bezeichnet) in beispielsweise einem Ofen im Zuge eines zweiten Temperierverfahrensschritts durch thermische Einwirkung nachvernetzt werden. Dabei kann der Formkörper 1 bereits zu einer Baugruppe montiert sein oder noch als an oder in eine Baugruppe zu montierendes Bauteil vorliegen.After completion of a CLIP process, the molded body 1 in an optional embodiment in a not completely hardened state. Post-curing can therefore be carried out in the course of a second, subsequent process step; the not yet fully cured molded body can be used for this purpose 1 (also referred to as green compact) can be post-crosslinked by thermal action in, for example, an oven in the course of a second tempering process step. The shaped body can 1 already mounted to an assembly or still present as a component to be mounted on or in an assembly.

Das zu verfestigende Baumaterial 3 wird beispielsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, selektiv bereichsabhängig durch die Temperiereinrichtung 30 temperiert. Die Ansteuerung der Temperiereinrichtung 30 und die damit selektiv bereichsabhängig ausgeführte Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials 3 kann unabhängig und damit zumindest abschnittsweise für andere Bauteilabschnitte erfolgen, als die durch den UV-Strahl erfolgende Polymerisation des zu verfestigenden Baumaterials 3.The building material to be consolidated 3 is for example at least partially, in particular completely, selectively area-dependent by the temperature control device 30th tempered. The control of the temperature control device 30th and the temperature control of the building material to be hardened, which is carried out selectively depending on the area 3 can take place independently and thus at least in sections for other component sections than the polymerization of the building material to be solidified by the UV beam 3 .

Die selektiv bereichsabhängige Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials 3 kann (a) zur Einstellung und/oder in Abhängigkeit einer Soll-Materialeigenschaft zumindest eines Bereichs 12, 13 des Formkörpers 1 und/oder (b) zur Kompensation und/oder in Abhängigkeit von bereichsabhängigen optischen Eigenschaften zumindest eines, in einem Strahlengang 14 des UV-Strahls 5 der Strahlungseinrichtung 9 angeordneten und zumindest den UV-Strahl 5 beeinflussenden transparenten Optikelementes 15 erfolgen. Hierbei können beispielsweise etwaige Optikfehler des Optikelements 15 bzgl. deren Beeinflussung des UV-Strahls 5 durch eine gegensteuernde bzw. gegenwirkende Ansteuerung der von der Temperiereinrichtung 30 auf das Baumaterial 3 einwirkenden thermischen Energie zumindest abgemildert oder kompensiert werden.The selective area-dependent temperature control of the building material to be consolidated 3 can (a) for setting and / or as a function of a target material property of at least one area 12th , 13th of the molded body 1 and / or (b) for compensation and / or as a function of area-dependent optical properties at least one in a beam path 14th of the UV ray 5 the radiation device 9 arranged and at least the UV ray 5 influencing transparent optical element 15th respectively. In this case, for example, any optical defects in the optical element 15th regarding their influence on the UV ray 5 by counteracting or counteracting control of the temperature control device 30th on the building material 3 acting thermal energy can be at least mitigated or compensated.

In der in 1 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens weist der Strahlengang 14 zwei Optikelemente 15 auf, nämlich einerseits einen zumindest bereichsweise transparenten und lichtdurchlässigen Boden 4 eines lösbar in einer Aufbauvorrichtung 20 anordenbaren oder angeordneten Baubehälters 2 sowie einen zumindest bereichsweise transparenten bzw. lichtdurchlässigen Bereich eines Trennmittels 16. Das beispielsweise als eines Trennmittels 16 ausgebildete Optikelement 15 ist zwischen einem Aufnahmeraum 17 zur Aufnahme wenigstens eines lösbar in der Aufbauvorrichtung 20 einsetzbaren oder eingesetzten Baubehälters 2, 2' und der in der Aufbauvorrichtung 20 platzierten Spiegelvorrichtung 8 angeordnet oder anordenbar. Abhängig von den optischen Eigenschaften des Optikelements 15 und/oder des Trennmittels 16 und/oder der Spiegelvorrichtung 8 kann wenigstens ein Korrekturwert in die Ansteuerung zumindest der Temperiereinrichtung 30 während des Aufbauprozesses und/oder in einem zeitlich nachgelagerten Temperierverfahrensschritt berücksichtigt werden. Das Trennmittel 16 ist in der dargestellten Ausführungsform als Boden eines, zur Aufnahme von wenigstens einem Baubehälter 2, 2' vorgesehenen Aufnahmeraums 17 ausgebildet.In the in 1 The illustrated embodiment of the method has the beam path 14th two optical elements 15th on, namely on the one hand an at least partially transparent and translucent floor 4th one detachable in a mounting device 20th arrangeable or arranged building container 2 as well as an at least partially transparent or translucent area of a release agent 16 . For example, as a release agent 16 trained optical element 15th is between a recording room 17th for receiving at least one detachable in the mounting device 20th usable or used construction container 2 , 2 ' and that in the builder 20th placed mirror device 8th arranged or placeable. Depending on the optical properties of the optical element 15th and / or the release agent 16 and / or the mirror device 8th at least one correction value can be used to control at least the temperature control device 30th be taken into account during the construction process and / or in a subsequent temperature control process step. The release agent 16 is in the illustrated embodiment as a bottom, for receiving at least one building container 2 , 2 ' designated recording room 17th educated.

Wie in 1 gezeigt, kann eine als Heizstrahler ausgebildete Temperiereinrichtung 30 verwendet werden, die Heizstrahlen (Energiestrahlen 31), insbesondere Infrarotstrahlen, auf das zu verfestigende Baumaterial 3 ausstrahlt. Hierbei Treffen die Heizstrahlen überwiegend, insbesondere ausschließlich, auf das sich im Zwischenbereich 6 (dead zone) befindliche Baumaterial 3. Bevorzugt wird aus dem Heizstrahler ein flächiger Heizstrahl bzw. Energiestrahl 31 abgestrahlt und dieser über ein durch eine Steuereinrichtung 32 angesteuertes Abdeckmittel 33 derart abgedeckt, dass der Heizstrahl, insbesondere flächig, selektiv zu definierten Bereiche des zu verfestigenden Baumaterials 3 gelangt bzw. diesen temperiert. Das Abdeckmittel 33 kann beispielsweise ein Maskierungselemente (nicht dargestellt) und/oder ein Shutterelemente umfassen, welches ein in deren Position und/oder Orientierung, insbesondere automatisiert bzw. rechnergestützt, veränderbar bzw. verlagerbar ist.As in 1 shown, a temperature control device designed as a radiant heater 30th are used, the heating rays (energy rays 31 ), especially infrared rays, on the building material to be consolidated 3 radiates. In this case, the heating rays predominantly, in particular exclusively, hit the area in between 6th (dead zone) located building material 3 . A flat heating beam or energy beam is preferably used from the radiant heater 31 radiated and this via a control device 32 controlled covering means 33 Covered in such a way that the heating beam, in particular flat, selectively to defined areas of the building material to be consolidated 3 arrives or tempered it. The covering agent 33 can for example be a Masking elements (not shown) and / or a shutter element, the position and / or orientation of which can be changed or displaced, in particular in an automated or computer-aided manner.

Alternativ oder zusätzlich kann eine als UV-Strahlungsmittel (nicht dargestellt) ausgebildete Temperiereinrichtung 30 verwendet werden, die ein für das zu verfestigende Baumaterial 3 keine Polymerisation des Baumaterials auslösendes UV-Licht (nicht dargestellt) abstrahlt, insbesondere strahlt das UV-Strahlungsmittel UV-Licht mit einer Wellenlänge von kleiner 200 nm, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 100 bis 200 nm, und/oder mit einer Wellenlänge von größer 400 nm, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 450 nm ab.Alternatively or additionally, a temperature control device designed as a UV radiation means (not shown) can be used 30th be used, the one for the building material to be solidified 3 does not emit any UV light (not shown) that triggers polymerization of the building material, in particular the UV radiation means emits UV light with a wavelength of less than 200 nm, preferably with a wavelength of 100 to 200 nm, and / or with a wavelength of greater than 400 nm, preferably with a wavelength of 400 nm to 450 nm.

Auch kann die Temperiereinrichtung 30 zumindest teilweise als Laserquelle (nicht dargestellt) bzw. als Lasermittel ausgebildet sein, wobei ein ausgesendeter Laserstrahl (nicht dargestellt) das zu verfestigende Baumaterial 3 selektiv bereichsabhängig temperiert.The temperature control device can also 30th be designed at least partially as a laser source (not shown) or as a laser means, with an emitted laser beam (not shown) the building material to be solidified 3 selectively temperature-controlled depending on the area.

Alternativ oder zusätzlich kann die Temperiereinrichtung 30 als Gasströmungseinrichtung 34 ausgebildet sein, wobei wenigstens ein in der Gasströmungseinrichtung 34 geführter und/oder aus der Gasströmungseinrichtung 34 austretender Gasstrom 35 zur selektiv bereichsabhängig Temperierung des zu verfestigende Baumaterials 3 verwendet wird. Hierbei kann beispielsweise ein Volumenstrom und/oder eine stoffliche Zusammensetzung und/oder eine Temperatur des wenigstens einen aus der Gasströmungseinrichtung 34 austretenden Gasstroms 35 verändert werden bzw. veränderbar sein. Der Volumenstrom und/oder die Zusammensetzung und/oder die Temperatur des aus der Gasströmungseinrichtung 34 austretenden Gasstroms 35 ist vorzugsweise selektiv bereichsabhängig für das zu verfestigende Baumaterial 3 veränderbar. In der in 3 gezeigten Ausführungsform ist die Gasströmungseinrichtung 34 zumindest abschnittsweise in oder an dem permeablen Window 36, d. h. z. B. im Trennmittel 16 und/oder im Boden 4, angeordnet oder ausgebildet bzw. integriert. Das permeable Window 36 wird in der in 1 gezeigten Ausführungsform durch das Trennmittel 16 und den Boden 4 gebildet, und stellt die Elemente dar, welche sich zwischen dem flüssigen Baumaterial 3 und der den UV-Strahl 5 aussendenden und/oder ablenkenden Elemente angeordnet oder ausgebildet sind. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das permeable Window 36 wenigstens zwei, vorzugweise mehr als vier, unterschiedliche Windowabschnitte 37, 37', 37", 37''' mit jeweils wenigstens einer zugeordneten Gasaustrittsöffnung 38, 38', 38'', 38''', wobei der aus den Gasaustrittsöffnungen 38, 38', 38'', 38''' der an den jeweiligen Windowabschnitte 37, 37', 37'', 37''' austretende Gasstrom 35 windowabschnittspezifisch bzgl. des Volumenstroms und/oder der stofflichen Zusammensetzung und/oder der Temperatur veränderbar und/oder einstellbar ist. Hierzu kann jeder Windowabschnitt 37, 37', 37", 37''' einen eigenen Gaszugang 39, 39', 39'', 39''' aufweisen, wobei den jeweiligen Gaszugängen 39, 39', 39'', 39''' durch eine vorgelagerte bzw. stromauf angeordnete oder ausgebildete Einstelleinrichtung 43 ein bzgl. Volumenstrom und/oder stofflicher Zusammensetzung und/oder Temperatur veränderbarer Gasstrom 35 zugeführt wird bzw. zuführbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann das permeable Window 36 selbst Steuerungs- und/oder Absperrelemente (nicht dargestellt) umfassen, welche eine windowabschnittspezifische Beeinflussung des aus den Gasaustrittsöffnungen 38, 38', 38", 38''' austretenden Gasstroms 35 ermöglicht.Alternatively or additionally, the temperature control device 30th as a gas flow device 34 be formed, at least one in the gas flow device 34 guided and / or from the gas flow device 34 escaping gas flow 35 for selective area-dependent temperature control of the building material to be consolidated 3 is used. Here, for example, a volume flow and / or a material composition and / or a temperature of the at least one from the gas flow device 34 exiting gas flow 35 be changed or be changeable. The volume flow and / or the composition and / or the temperature of the from the gas flow device 34 exiting gas flow 35 is preferably selectively area-dependent for the building material to be consolidated 3 changeable. In the in 3 The embodiment shown is the gas flow device 34 at least in sections in or on the permeable window 36 , ie e.g. in the release agent 16 and / or in the ground 4th , arranged or designed or integrated. The permeable window 36 is used in the in 1 embodiment shown by the release agent 16 and the floor 4th formed, and represents the elements which are located between the liquid building material 3 and the UV ray 5 emitting and / or deflecting elements are arranged or formed. For example, it can be provided that the permeable window 36 at least two, preferably more than four, different window sections 37 , 37 ' , 37 " , 37 ''' each with at least one associated gas outlet opening 38 , 38 ' , 38 '' , 38 ''' , the one from the gas outlet openings 38 , 38 ' , 38 '' , 38 ''' the one at the respective window sections 37 , 37 ' , 37 '', 37 ''' exiting gas stream 35 Window section-specific with regard to the volume flow and / or the material composition and / or the temperature can be changed and / or adjusted. Every window section 37 , 37 ' , 37 " , 37 ''' its own gas access 39 , 39 ' , 39 '' , 39 ''' have, with the respective gas accesses 39 , 39 ' , 39 '' , 39 ''' by an adjusting device arranged or constructed upstream or upstream 43 a gas flow which can be changed in terms of volume flow and / or material composition and / or temperature 35 is fed or can be fed. Alternatively or additionally, the permeable window 36 themselves comprise control and / or shut-off elements (not shown) which influence the window section-specific influence of the gas outlet openings 38 , 38 ' , 38 " , 38 ''' exiting gas flow 35 enables.

Die wenigstens eine, insbesondere die wenigstens zwei, Gasaustrittsöffnung(en) 38, 38', 38", 38''' kann bzw. können stromauf des permeablen Windows 36 angeordnet oder ausgebildet sein, derart, dass der Gasstrom 35 nach dessen Austritt aus den Gastaustrittsöffnungen 38, 38', 38'', 38''', insbesondere unmittelbar, an der stromauf befindlichen Seite des permeablen Windows 36 anliegen und durch das permeable Window 36 hindurchtreten bzw. hindurch diffundieren können, um zu dem zu verfestigenden Baumaterial 3 zu gelangen.The at least one, in particular the at least two, gas outlet opening (s) 38 , 38 ' , 38 " , 38 ''' can or can upstream of the permeable window 36 be arranged or designed such that the gas flow 35 after its exit from the gas outlet openings 38 , 38 ' , 38 '' , 38 ''' , especially immediately, on the upstream side of the permeable window 36 and through the permeable window 36 can pass through or diffuse through to the building material to be solidified 3 to get.

Gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform kann eine als elektrisches Heizelement, insbesondere als Heizleiter 40, ausgebildete Temperiereinrichtung 30 verwendet werden, die elektrische Leistung als Wärme an das zu verfestigende Baumaterial 3 zu dessen selektiv bereichsabhängigen Temperierung überträgt. Dabei wird die von dem Heizleiter 40 abgegebene Wärme an das an dem permeablen Window 36 anliegenden Baumaterial 3, insbesondere selektiv bereichsabhängig, übertragen. Auch das in 2 gezeigte permeablen Window 36 kann exemplarisch in vier gleichgroße Windowabschnitt 37, 37', 37", 37''' unterteilt sein, wobei jedem Abschnitt ein eigener Heizkreis bzw. ein eigener Heizleiter 40, 40', 40'', 40''' zugeordnet ist. Hierbei kann an oder in dem permeablen Window 36 wenigstens ein entsprechend angeordneter oder ausgebildeter bzw. integrierter Heizkreis vorliegen. Die jeweiligen Heizleiter der einzelnen Windowabschnitte 37, 37', 37", 37''' sind unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass selektiv bereichsabhängig das an dem permeablen Window 36 aufliegende bzw. angrenzende zu verfestigende Baumaterial 3 beheizbar bzw. temperierbar ist. Die Unterteilung des permeablen Windows 36 in vier Windowabschnitte 37, 37', 37", 37''' ist rein exemplarisch, die Unterteilung kann auch mehr als vier Abschnitte mit entsprechend größerer Zahl an jeweils zugeordneten Heizleitern umfassen. Hierbei können sich einzelne Heizleiter auch beispielsweise über mehr als einen Windowabschnitt 37, 37', 37", 37''' erstrecken, wesentlich ist lediglich, dass über die Ansteuerung und/oder Bestromung der Heizleiter eine windowabschnittspezifische Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials 3 ausführbar ist.According to the in 2 The embodiment shown can be an electrical heating element, in particular as a heating conductor 40 , trained temperature control device 30th used, the electrical power as heat to the building material to be solidified 3 to its selectively area-dependent temperature control. This is done by the heating conductor 40 dissipated heat to that on the permeable window 36 adjacent building material 3 , in particular selectively area-dependent, transferred. Also in 2 shown permeable window 36 can exemplarily in four windows sections of equal size 37 , 37 ' , 37 " , 37 ''' be subdivided, with each section having its own heating circuit or heating conductor 40 , 40 ' , 40 '' , 40 ''' assigned. Here, on or in the permeable window 36 there is at least one appropriately arranged or designed or integrated heating circuit. The respective heating conductors of the individual window sections 37 , 37 ' , 37 " , 37 ''' can be controlled independently of one another, so that the permeable window 36 overlying or adjacent building material to be consolidated 3 can be heated or tempered. The subdivision of the permeable window 36 in four window sections 37 , 37 ' , 37 " , 37 ''' is purely exemplary, the subdivision can also include more than four sections with a correspondingly larger number of respectively assigned heating conductors. Here, individual heating conductors can also, for example, extend over more than one window section 37 , 37 ' , 37 " , 37 ''' It is only essential that the control and / or energization of the heating conductors provide a window section-specific temperature control of the building material to be consolidated 3 is executable.

Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass zur selektiven bereichsweisen Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials 3 wenigstens ein mit zumindest einer Gasaustrittsöffnung 38, 38', 38", 38''' versehener Gasleitkanal (nicht dargestellt) der Gasströmungseinrichtung 34 und/oder ein elektrisches Heizelement, z. B. ein Heizleiter 40, 40', 40'', 40''', verwendet wird, wobei die wenigstens eine Gasaustrittsöffnung 38, 38', 38'', 38''' und/oder das elektrische Heizelement, z. B. die elektrischen Heizleiter 40, 40', 40'' , 40''' zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, in einem im Strahlengang 14 des UV-Strahls 5 der Strahlungseinrichtung 9 angeordneten, wenigstens teilweise transparenten Optikelementes 15 angeordnet oder ausgebildet ist, insbesondere ist das Optikelement 15 als permeables Window (permeables Fenster) einer Continuous Liquid Interface Production-Vorrichtung (CLIP) ausgebildet, so dass die Temperiereinrichtung 30 in oder an dem permeablen Window 36 platziert ist.In other words, it can be provided that for selective temperature control of the building material to be consolidated in regions 3 at least one with at least one gas outlet opening 38 , 38 ' , 38 " , 38 ''' provided gas duct (not shown) of the gas flow device 34 and / or an electrical heating element, e.g. B. a heating conductor 40 , 40 ' , 40 '' , 40 ''' , is used, the at least one gas outlet opening 38 , 38 ' , 38 '' , 38 ''' and / or the electrical heating element, e.g. B. the electrical heating conductor 40 , 40 ' , 40 '' , 40 ''' at least in sections, in particular completely, in one in the beam path 14th of the UV ray 5 the radiation device 9 arranged, at least partially transparent optical element 15th is arranged or formed, in particular the optical element 15th designed as a permeable window (permeable window) of a continuous liquid interface production device (CLIP), so that the temperature control device 30th in or on the permeable window 36 is placed.

Alternativ oder zusätzlich kann die Temperiereinrichtung 30 als TFT-Display (nicht dargestellt) und/oder OLED-Display (nicht dargestellt) und/oder LCD-Display (nicht dargestellt) ausgebildet sein, wobei eine elektrische Leistung als Wärme an das zu verfestigende Baumaterial 3 abgibt bzw. überträgt, um dieses selektive und bereichsabhängig zu temperieren. Eine selektive bereichsabhängige Temperierung kann beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte eines Displays erreicht werden.Alternatively or additionally, the temperature control device 30th be designed as a TFT display (not shown) and / or OLED display (not shown) and / or LCD display (not shown), with an electrical power as heat to the building material to be solidified 3 emits or transmits in order to temper this selectively and depending on the area. A selective area-dependent temperature control can be achieved, for example, by appropriate control of the individual pixels of a display.

Das verwendete Baumaterial kann beispielsweise aus wenigstens drei Komponenten bestehen, wobei (a) eine erste Komponente, die sich bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, lichtreaktiv verfestigt, (b) eine zweite Komponente, die sich, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, bei und/oder ab einer ersten Reaktionsstarttemperatur thermisch verfestigt und (c) eine dritte Komponente, die sich, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, bei und/oder ab einer zweiten, oberhalb der ersten Reaktionsstarttemperatur liegenden Reaktionsstarttemperatur thermisch verfestigt, enthalten sind. Die Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials 3 kann in mehreren Schritten erfolgen, wobei in einem ersten Temperierverfahrensschritt durch Einwirkung der Temperiereinrichtung 30 eine thermische Verfestigung der zweiten Komponente unterhalb der zweiten Reaktionsstarttemperatur erfolgt und in einem zweiten, dem ersten Temperierverfahrensschritt nachgelagerten Temperierverfahrensschritt eine thermische Verfestigung der dritten Komponente erfolgt. Dies kann optional weiter konkretisiert werden, in dem die erste und zweite Komponente innerhalb des dem Formkörper 1 formgebenden Polymerisationsschritts, insbesondere innerhalb einer additiven Fertigungsvorrichtung, ausgeführt wird, wobei die Verfestigung der dritten Komponente im Zuge des zweiten Temperierverfahrensschritts nach einer Montage des als Bauteil einer Baugruppe ausgebildeten Formkörpers 1 ausgeführt wird.The building material used can, for example, consist of at least three components, with (a) a first component, which is preferably predominantly, particularly preferably exclusively, light-reactive solidified, (b) a second component, which is preferably predominantly, particularly preferably exclusively, with and / or thermally solidified from a first reaction start temperature and (c) a third component which, preferably predominantly, particularly preferably exclusively, thermally solidified at and / or from a second reaction start temperature above the first reaction start temperature are contained. The temperature control of the building material to be consolidated 3 can take place in several steps, whereby in a first temperature control process step by the action of the temperature control device 30th the second component is thermally solidified below the second reaction start temperature and the third component is thermally solidified in a second tempering process step downstream of the first tempering process step. This can optionally be further specified in that the first and second components are inside the molded body 1 shaping polymerization step, in particular within an additive manufacturing device, is carried out, wherein the solidification of the third component in the course of the second temperature control process step after assembly of the molded body formed as a component of an assembly 1 is performed.

Die Temperiereinrichtung 30 kann über eine Steuereinrichtung 32 angesteuert werden oder ist über eine solche ansteuerbar, wobei die Ansteuerung der Tempereinrichtung 30 in Abhängigkeit von einer vermittels einer Sensoreinrichtung 41 erfassten Temperaturinformation des zu verfestigenden Baumaterials 3 und/oder eines von dem UV-Strahl 5 und/oder dem UV-Licht durchdringenden zumindest teilweise transparenten Optikelement 15 erfolgt. Die Sensoreinrichtung 41 kann beispielsweise als Thermografiekamera ausgebildet sein. Die Sensoreinrichtung 41 kann beispielsweise eine, insbesondere flächige, Erfassung des zu verfestigenden Baumaterials 3 und/oder des Zwischenbereichs 6 („dead zone“) bzw. der zur potentiellen Verfestigung bereitgestellten nicht verfestigten Baumaterialschicht 3 dienen.The temperature control device 30th can via a control device 32 be controlled or can be controlled via such, wherein the control of the annealing device 30th depending on a by means of a sensor device 41 recorded temperature information of the building material to be consolidated 3 and / or one of the UV ray 5 and / or the at least partially transparent optical element penetrating UV light 15th he follows. The sensor device 41 can for example be designed as a thermographic camera. The sensor device 41 can, for example, capture the building material to be consolidated, in particular over a large area 3 and / or the intermediate area 6th ("Dead zone") or the non-consolidated building material layer provided for potential consolidation 3 serve.

Zumindest der Polymerisationsschritt zur durch Polymerisation erfolgenden (TeilVerfestigung des Baumaterials 3 und die selektive thermische (Teil-)Verfestigung wenigstens einer thermisch verfestigbaren Komponente des Baumaterials 3 erfolgt vorzugsweise innerhalb eines Continuous Liquid Interface Production-Verfahrens (CLIP).At least the polymerisation step for the polymerisation (partial solidification of the building material 3 and the selective thermal (partial) consolidation of at least one thermally consolidatable component of the building material 3 preferably takes place within a Continuous Liquid Interface Production (CLIP) process.

Die Steuereinrichtung 32 kann über Datenverbindungen 42 mit der Spiegelvorrichtung 8 und/oder der Strahlungseinrichtung 9 und/oder der Temperiereinrichtung 30 und/oder der Plattform 11 bzw. mit der die Plattform 11 ansteuernden Aktoren (nicht dargestellt) und/oder Abdeckmittel 33 und/oder die Sensoreinrichtung 41 und/oder die Einstelleinrichtung 43 zur Übermittlung von Steuerungssignalen und/oder Zustandssignalen verbunden sein. Die Datenverbindungen 42 können als unidirektionale oder als bidirektionale Datenverbindungen 42 ausgebildet sein und sind dabei nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Datenaustauschrichtungen beschränkt.The control device 32 can use data connections 42 with the mirror device 8th and / or the radiation device 9 and / or the temperature control device 30th and / or the platform 11 or with the platform 11 controlling actuators (not shown) and / or covering means 33 and / or the sensor device 41 and / or the setting device 43 be connected for the transmission of control signals and / or status signals. The data connections 42 can be used as unidirectional or as bidirectional data connections 42 be designed and are not limited to the data exchange directions shown in the drawings.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
FormkörperMolded body
22
BaubehälterConstruction container
33
BaumaterialBuilding material
44th
Boden von 2Floor of 2
55
UV-StrahlUV ray
66th
ZwischenbereichIntermediate area
77th
SpiegelelementMirror element
88th
SpiegelvorrichtungMirror device
99
StrahlungseinrichtungRadiation device
1010
Pfeilarrow
1111
Plattformplatform
1212th
BereichArea
1313th
BereichArea
1414th
StrahlengangBeam path
1515th
OptikelementOptical element
1616
TrennmittelRelease agent
1717th
Aufnahmeraum Recording room
3030th
TemperiereinrichtungTemperature control device
3131
EnergiestrahlEnergy beam
3232
SteuereinrichtungControl device
3333
AbdeckmittelCovering means
3434
GasströmungseinrichtungGas flow device
3535
GasstromGas flow
3636
permeables Windowpermeable window
37, 37', 37'', 37'''37, 37 ', 37' ', 37' ''
WindowsabschnitteWindows sections
38, 38', 38", 38'''38, 38 ', 38 ", 38' ''
GastzugangGuest access
3939
EinstelleinrichtungAdjustment device
4040
HeizleiterHeating conductor
4141
SensoreinrichtungSensor device
4242
DatenverbindungData Connection
4343
EinstelleinrichtungAdjustment device

Claims (16)

Verfahren zur additiven Herstellung eines Formkörpers (1), insbesondere eines Fahrzeugbauteils, wobei ein polymerisierbares Baumaterial (3) in wenigstens einem Polymerisationsschritt sukzessiv, vorzugsweise schichtweise, selektiv mittels eines aus einer Strahlungseinrichtung (9) ausgesendeten UV-Strahls (5) verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verfestigende Baumaterial (3) mittels einer Temperiereinrichtung (30) temperiert wird.A method for the additive production of a molded body (1), in particular a vehicle component, wherein a polymerizable building material (3) is gradually solidified in at least one polymerization step, preferably in layers, selectively by means of a UV beam (5) emitted from a radiation device (9), thereby characterized in that the building material (3) to be consolidated is tempered by means of a temperature control device (30). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verfestigende Baumaterial (3) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, selektiv bereichsabhängig durch die Temperiereinrichtung (30) temperiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the building material (3) to be consolidated is at least partially, in particular completely, selectively temperature-controlled in a region-dependent manner by the temperature control device (30). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv bereichsabhängige Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials (3) - zur Einstellung und/oder in Abhängigkeit einer Soll-Materialeigenschaft zumindest eines Bereichs (12, 13) des Formkörpers (1) und/oder - zur Kompensation und/oder in Abhängigkeit von bereichsabhängigen optischen Eigenschaften zumindest eines, in einem Strahlengang (14) des UV-Strahls (5) der Strahlungseinrichtung (9) angeordneten und zumindest den UV-Strahl (5) beeinflussenden transparenten Optikelements (15) erfolgt.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the selectively area-dependent temperature control of the building material (3) to be solidified - for setting and / or as a function of a target material property of at least one area (12, 13) of the molded body (1) and / or - for compensation and / or depending on area-dependent optical properties, at least one transparent optical element (15) arranged in a beam path (14) of the UV beam (5) of the radiation device (9) and at least influencing the UV beam (5) takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Heizstrahler ausgebildete Temperiereinrichtung (30) verwendet wird, die Heizstrahlen, insbesondere Infrarotstrahlen, auf das zu verfestigende Baumaterial (3) ausstrahlt, bevorzugt wird aus dem Heizstrahler ein flächiger Heizstrahl abgestrahlt und über ein durch eine Steuereinrichtung (32) angesteuertes Abdeckmittel (33) die Heizstrahlen derart abgedeckt, dass diese selektiv zu definierten Bereiche (13) des zu verfestigenden Baumaterials (3) gelangen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature control device (30) designed as a radiant heater is used, which radiates heating rays, in particular infrared rays, onto the building material (3) to be consolidated Covering means (33) controlled by a control device (32) covers the heating rays in such a way that they selectively reach defined areas (13) of the building material (3) to be consolidated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als UV-Strahlungsmittel ausgebildete Temperiereinrichtung (30) verwendet wird, die ein für das zu verfestigende Baumaterial (3) keine Polymerisation des Baumaterials (3) auslösendes UV-Licht abstrahlt, insbesondere strahlt das UV-Strahlungsmittel UV-Licht mit einer Wellenlänge von kleiner 200 nm, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 100 bis 200 nm, und/oder mit einer Wellenlänge von größer 400 nm, bevorzugt mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 450 nm ab.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature control device (30) designed as a UV radiation means is used, which emits UV light which does not trigger any polymerization of the building material (3) for the building material (3) to be solidified, in particular it emits UV radiation means UV light with a wavelength of less than 200 nm, preferably with a wavelength of 100 to 200 nm, and / or with a wavelength of greater than 400 nm, preferably with a wavelength of 400 nm to 450 nm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Laserquelle ausgebildete Temperiereinrichtung (30) verwendet wird und der ausgesendete Laserstrahl das zu verfestigende Baumaterial (3) selektiv bereichsabhängig temperiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature control device (30) designed as a laser source is used and the emitted laser beam selectively temperature-regulates the building material (3) to be consolidated depending on the area. Verfahren nach einem der vorhergehend Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als TFT-Display und/oder OLED-Display und/oder LCD-Display ausgebildete Temperiereinrichtung (30) verwendet wird, die elektrische Leistung als Wärme an das zu verfestigende Baumaterial (3) zu dessen selektiven bereichsabhängig Temperierung überträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature control device (30) designed as a TFT display and / or OLED display and / or LCD display is used to supply the electrical power as heat to the building material (3) to be solidified whose selective area-dependent temperature control transfers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Gasströmungseinrichtung (34) ausgebildete Temperiereinrichtung (30) verwendet wird und wenigstens ein in der Gasströmungseinrichtung (34) geführter und/oder aus der Gasströmungseinrichtung (34) austretender Gasstrom (35) zur selektiv bereichsabhängig Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials (3) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature control device (30) designed as a gas flow device (34) is used and at least one gas flow (35) guided in the gas flow device (34) and / or exiting from the gas flow device (34) for selective area-dependent temperature control of the building material to be consolidated (3) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als elektrisches Heizelement, insbesondere als Heizleiter (40, 40', 40'', 40'''), ausgebildete Temperiereinrichtung (30) verwendet wird, die elektrische Leistung als Wärme an das zu verfestigende Baumaterial (3) zur selektiv bereichsabhängigen Temperierung des Baumaterials (3) überträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature control device (30) designed as an electrical heating element, in particular as a heating conductor (40, 40 ', 40'',40'''), is used, which supplies the electrical power as heat to the to be solidified building material (3) for selectively area-dependent temperature control of the building material (3) transfers. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur selektiven bereichsweisen Temperierung des zu verfestigenden Baumaterials (3) wenigstens ein mit einer Gasaustrittsöffnung (38, 38', 38'', 38''') versehener Gasleitkanal der Gasströmungseinrichtung (34) und/oder ein elektrisches Heizelement verwendet wird, wobei die wenigstens eine Gasaustrittsöffnung (38, 38', 38'', 38''') und/oder das elektrische Heizelement zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, in oder an einem im Strahlengang (14) des UV-Strahls (5) der Strahlungseinrichtung (9) angeordneten, wenigstens teilweise transparenten, Optikelements (15) angeordnet oder ausgebildet ist, insbesondere ist das Optikelement (15) als permeables Fenster (36) einer Continuous Liquid Interface Production-Vorrichtung (CLIP) ausgebildet.Procedure according to Claim 8 or 9 , characterized in that at least one gas duct of the gas flow device (34) and / or an electrical heating element provided with a gas outlet opening (38, 38 ', 38'',38''') is used for selective regional temperature control of the building material (3) to be solidified the at least one gas outlet opening (38, 38 ', 38'',38''') and / or the electrical heating element at least in sections, in particular completely, in or on one in the beam path (14) of the UV beam (5) the radiation device (9) arranged, at least partially transparent, optical element (15) is arranged or designed, in particular the optical element (15) is designed as a permeable window (36) of a continuous liquid interface production device (CLIP). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Baumaterial (3) verwendet wird, das aus wenigstens drei Komponenten besteht, wobei - eine erste Komponente, die sich bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, lichtreaktiv verfestigt, - eine zweite Komponente, die sich, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, bei und/oder ab einer ersten Reaktionsstarttemperatur thermisch verfestigt und - eine dritte Komponente, die sich, bevorzugt überwiegend, besonders bevorzugt ausschließlich, bei und/oder ab einer zweiten, oberhalb der ersten Reaktionsstarttemperatur liegenden Reaktionsstarttemperatur thermisch verfestigt, wobei in einem ersten Temperierverfahrensschritt durch Einwirkung der Temperiereinrichtung (30) eine thermische Verfestigung der zweiten Komponente unterhalb der zweiten Reaktionsstarttemperatur erfolgt und in einem zweiten, dem ersten Temperierverfahrensschritt nachgelagerten Temperierverfahrensschritt eine thermische Verfestigung der dritten Komponente erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a building material (3) is used which consists of at least three components, wherein - a first component, which preferably predominantly, particularly preferably exclusively, solidifies light-reactively, - a second component which thermally solidifies, preferably predominantly, particularly preferably exclusively, at and / or from a first reaction start temperature and - a third component which, preferably predominantly, particularly preferably exclusively, thermally solidifies at and / or from a second reaction start temperature above the first reaction start temperature solidified, wherein in a first tempering process step by the action of the tempering device (30) a thermal solidification of the second component takes place below the second reaction start temperature and in a second tempering process step downstream of the first tempering process step a t Hermetic solidification of the third component takes place. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Komponente innerhalb des dem Formkörper (1) formgebenden Polymerisationsschritts, insbesondere innerhalb einer additiven Fertigungsvorrichtung, ausgeführt wird, wobei die Verfestigung der dritten Komponente im Zuge des zweiten Temperierverfahrensschritts nach einer Montage des als Bauteil einer Baugruppe ausgebildeten Formkörpers (1) ausgeführt wird.Procedure according to Claim 11 , characterized in that the first and second components are carried out within the polymerisation step shaping the molded body (1), in particular within an additive manufacturing device, the solidification of the third component in the course of the second tempering process step after assembly of the molded body formed as a component of an assembly (1) is executed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (30) über eine Steuereinrichtung (32) angesteuert wird oder ansteuerbar ist, wobei die Ansteuerung der Tempereinrichtung in Abhängigkeit von vermittels einer Sensoreinrichtung (41) erfassten Temperaturinformationen des zu verfestigenden Baumaterials (3) und/oder eines von den UV-Strahlen (5) und/oder dem UV-Licht durchdringenden zumindest teilweise transparenten Optikelements (15) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature control device (30) is controlled or can be controlled via a control device (32), the control of the temperature control device depending on temperature information of the building material (3) to be hardened, which is detected by means of a sensor device (41) ) and / or one of the UV rays (5) and / or the UV light penetrating at least partially transparent optical element (15) takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Polymerisationsschritt zur Verfestigung des Baumaterials (3) und die selektive thermische Verfestigung wenigstens einer thermisch verfestigbaren Komponente des Baumaterials (3) innerhalb eines Continuous Liquid Interface Production-Verfahrens (CLIP) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least the polymerization step for solidifying the building material (3) and the selective thermal solidifying of at least one thermally solidifiable component of the building material (3) take place within a Continuous Liquid Interface Production (CLIP) process. Formkörper (1), insbesondere Fahrzeugbauteil, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Shaped body (1), in particular a vehicle component, produced by a method according to one of the preceding claims. Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Device for carrying out a method according to one of the preceding claims.
DE102019125948.7A 2019-09-26 2019-09-26 Process for the additive production of a molded body Pending DE102019125948A1 (en)

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