DE19952998B4

DE19952998B4 - Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen

Info

Publication number: DE19952998B4
Application number: DE19952998A
Authority: DE
Inventors: Horst Exner; Robby Ebert
Original assignee: Individual
Current assignee: Lim Laserinstitut Mittelsachsen 09648 Mi De GmbH
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: DE19952998A1

Abstract

Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern, insbesondere von Werkzeugen, ultraharten Werkzeugeinsätzen, Werkstücken, Urmodellen, Gußformen oder Prototypen, im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen mit einer evakuierbaren und wenigstens zwei Teilkammern aufweisenden Bearbeitungskammer mit einer Deckplatte, wobei die erste Teilkammer ein Bauraum und die zweite Teilkammer ein Vorratsbehälter für den pulverförmigen Stoff ist und die Böden der Teilkammern gegenüber der Deckplatte bewegbar sind, mit wenigstens einem für energiereiche Strahlung transparenten Einkoppelfenster in der Deckplatte und mit einer eine energiereiche Strahlung aussendenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (5) gegenüber den Wänden der Bearbeitungskammer (2) beweglich ist, dass das Einkoppelfenster (6) in der Deckplatte (5) quer zur Bewegungsrichtung wenigstens die Abmessungen einer Teilkammer in dieser Richtung besitzt; kleiner als die Grundfläche einer Teilkammer ist und streifen- oder balkenförmig ausgebildet ist, dass im oberen Bereich der Bearbeitungskammer (2) gegenüber der Deckplatte (5) mindestens eine die Querschnittsfläche der Teilkammern überstreichende Rakel (11) angeordnet ist und dass...

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur direkten Herstellung von Körpern, insbesondere von Werkzeugen, ultraharten Werkzeugeinsätzen, Werkstücken, Urmodellen, Gußformen oder Prototypen, im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen mit einer evakuierbaren und wenigstens zwei Teilkammern aufweisenden Bearbeitungskammer mit einer Deckplatte, wobei eine erste Teilkammer ein Bauraum und die zweite Teilkammer ein Vorratsbehälter für den pulverförmigen Stoff ist und die Böden der Teilkammern gegenüber der Deckplatte bewegbar sind, mit wenigstens einem für energiereiche Strahlung transparenten Einkoppelfenster in der Deckplatte und mit einer eine energiereiche Strahlung aussendenden Einrichtung.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Körpern aus schichtweise aufgebrachtem Pulver und einem selektiven Sintern der jeweilig aufgebrachten Schicht sind aus der US 4863538 (Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Körpern durch selektives Sintern) bekannt. Dabei wird durch energiereiche Strahlung das Pulver der jeweiligen Schicht partiell versintert. Über das Auftreffen einer Strahlung wird dabei der Körper realisiert. Zur Erzeugung des jeweiligen Körpervolumens wird die energiereiche Strahlung gescannt. Zum Einsatz kommen vorwiegend CO₂- oder Nd:YAG- Laser mit Scanner, mit einer Leistung von 50 W bis 200 W und einem Fokus von 100 μm bis 300 μm. Das Ergebnis ist ein gesinterter Körper. Dieser zeichnet sich allerdings dadurch aus, dass eine Verbindung, ohne dass eine Schmelze wie beim Schweißen gebildet wird, entsteht. Damit ergeben sich Körper, die nur bedingt als Druckgusswerkzeuge einsetzbar sind. Ein wesentlicher Nachteil besteht in der sehr langen Sinterzeit insbesondere bei größeren Körpern, die je nach Bauteilgröße bis zu 100 h beträgt. Ein weiterer Nachteil ist die große Oberflächenrauhheit des Körpers. Die Einrichtung dieser Lösung besteht in einem durch einen Mikrorechner gesteuerten Verfahrensablauf.

In den Veröffentlichungen US 5017317 , US 5135695 und US 5182170 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Körpern durch selektives Sintern von schichtweise aufgebrachten Pulverschichten mit Laserstrahlen beschrieben. Die Lösungen zeichnen sich weiterhin dadurch aus, dass weitere Schichten aus Stoffen aus der Gasphase unter Nutzung des Laser-CVD- Verfahrens gleichzeitig auf den Körper oder den sich bildenden Körper abscheidbar sind. Das wird dadurch erreicht, indem der Körper in einer Bearbeitungskammer aus den pulverförmigen Schichten hergestellt wird.

In der US 5169579 wird der Prozess der Herstellung eines Körpers durch die Erzeugung eines Plasmas oder einer Katalyse in einer Bearbeitungskammer unterstützt.

Zum Schutz vor Oxidation wird ein zusätzliches Pulvergemisch als Hilfsstoff zur Verhinderung der Oxidation und Reduzierung der Schmelztemperatur in den US 5314003 und US 5393613 in die Bearbeitungskammer eingebracht.

In der WO 95/34468 ist eine Vorrichtung zum Ausbringen von Pulver angegeben, bei der Vakuum zum Transport des Pulvers genutzt wird.

Damit ist auch der entscheidende Nachteil dieser Lösungen aufgezeigt. Entweder ist kein Schutz vor Oxidation während des Sintern oder Verschweißens oder dieser ist nur durch zusätzliche Materialien in Pulverform und damit einen zusätzlichen Aufwand eingeschränkt vorhanden. Die Oxidationen können zu Rissbildungen oder Zwischenverbindungen führen, die die Festigkeit des Körpers negativ beeinflussen.

Vorrichtungen, in denen Pulver schichtweise unter Vakuumbedingungen versintert oder verschweißt werden, sind nicht bekannt.

Aus der DE 43 25 573 C2 (Verfahren zur Erzeugung von Formkörpern durch sukzessiven Aufbau von Pulverschichten sowie Vorrichtung zu dessen Durchführung) ist die Verwendung von Vakuum zur direkten Herstellung von Körpern im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen mit einer Einrichtung zur Aussendung von energiereichen Strahlen bekannt. Die Größe des in die Deckplatte integrierten Einkoppelfensters für die energiereichen Strahlen der angewandten Vorrichtung bestimmt die Abmessungen des Querschnitts des Formkörpers. In diesen Abmessungen größere Formkörper bedingen dickere Einkoppelfenster, wobei die Verluste der energiereichen Strahlen mit der Dicke der Einkoppelfenster steigen. Der Pulverauftrag erfolgt dabei über ein nicht näher beschriebenes Pulverfördersystem. Aus der US 5 252 264 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Körpern aus Pulverschichten bekannt, wobei die Pulverförderung durch eine Kolben/Zylinder-Einrichtung erfolgt. Die energiereichen Strahlen des Lasers gelangen über eine Öffnung in der Deckplatte auf die Pulverschicht, so dass die Größe im Querschnitt des herzustellenden Körpers begrenzt ist.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, Körper direkt aus nacheinander aufgetragenen pulverförmigen Schichten herzustellen.

Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern, insbesondere von Werkzeugen, ultraharten Werkzeugeinsätzen, Werkstücken, Urmodellen, Gußformen oder Prototypen, im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen zeichnet sich besonders durch eine evakuierbare Bearbeitungskammer, in die wenigstens zwei Teilkammern integriert sind, aus. Eine der Teilkammern ist dabei der Bauraum und die andere der Vorratsbehälter für das Pulver. Das Pulver wird dabei im Vakuum der Bearbeitungskammer über ein Rakel bewegt.

Die Verwendung des Vakuum in der Bearbeitungskammer führt dabei insbesondere dazu,

– dass keine reaktive Atmosphäre vorhanden ist, so dass eine Oxidbildung oder andere chemische Reaktionen weitestgehend unterdrückt werden,
– dass durch das Zusammenfügen der Pulverteilchen während des Schweißens oder dem Sintern dichte und porenfreie Schichten herstellbar sind, so dass die Festigkeit des mit der Vorrichtung hergestellten Körpers gegenüber mit herkömmlichen Sintern mit Laserstrahlen hergestellten Körpern steigt und
– dass keine Wärmeleitung des Bauraumes über die Umgebungsluft stattfindet.

Die Vorrichtung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass eine definierte Gasatmosphäre und ein definierter Druck < 1 bar in der Bearbeitungskammer erzeugbar sind. Aus der Gasatmosphäre lassen sich durch eine CVD-Unterstützung unter anderem TiN-, SiC-, Oxid- Keramiken oder andere hochschmelzende Materialien bei der CVD- Temperatur sintern.

Die bewegbaren Böden der Teilkammern werden wechselseitig betätigt. Während der Herstellung des Körpers wird der Boden des Vorratsbehälters in Richtung der Deckplatte und der des Bauraumes von dieser weg bewegt. Mit dem Rakel an der Deckplatte oder der Abdeckplatte und einer gesteuerten Bewegung des Rakels und der Böden ist der Körper definiert schichtweise realisierbar.

Durch eine zusätzliche Wärmequelle zum Laser kann das Pulver zusätzlich getrocknet oder auf einer konstanten Temperatur gehalten werden. Dies führt zur besseren Maßhaltigkeit des Körpers und zu geringeren Spannungen im Material.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 18 angegeben.

Eine bewegbare Abdeckplatte einer Teilkammer nach einer Weiterbildung des Patentanspruchs 2 dient zum einen als Rakel oder als definierte Führung des Rakels zum Aufbringen der Pulverteilchen im Bauraum und/oder zum anderen der Abdeckplatte des Vorratsbehälters der Pulverteilchen, so dass diese nicht unkontrolliert in den Bauraum und die Vakuumeinrichtung gelangen können, wenn die Bearbeitungskammer evakuiert wird. Damit ist ein einfacher Aufbau vorhanden.

Die Verbindung einer bewegbaren Deckplatte mit einem Rakel nach einer weiteren Weiterbildung des Patentanspruchs 2 verbindet zwei Herstellungsschritte miteinander. Besonders bei großen Bearbeitungskammern für die Herstellung großer oder mehrerer Körper gleichzeitig ist dieser Sachverhalt interessant. Eine bewegbare Deckplatte ist mit einem kleinen Fenster zum Einkoppeln des Bearbeitungsstrahles ausrüstbar, so dass deren Dimension fast beliebig ausführbar ist.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 3 stellt eine Vorrichtung mit zwei Bauräumen und zwei dazugehörigen Vorratsbehältern für die Pulverteilchen dar. Damit sind gleichzeitig wenigstens zwei Körper auch unterschiedlicher geometrischer Form herstellbar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass energiereiche Strahlung einer Strahlungsquelle zur Bearbeitung beider Körper verwendbar ist. Die Abdeckplatten der Teilkammern führen vorteilhafterweise dazu, dass das Pulver während der Evakuierung im Vorratsbehälter verbleibt.

Die drehbare Ausbildung der Deckplatte nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 ermöglicht eine Vergrößerung der Bearbeitungsfläche gegenüber einem feststehenden Fenster. Eine derartige Ausgestaltung der Bearbeitungskammer ist gegenüber der der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 insbesondere für größere Körpervolumina geeignet. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass im einfachsten Fall durch die drehbare Deckplatte nur noch zwei schmale streifenförmige transparente Einkoppelfenster notwendig sind.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 5 vereinfacht den Aufbau wesentlich. Die Entlüftung der Vorratsbehälter erfolgt durch seitlich angebrachte Öffnungen. Der gesamte Aufwand für die Abdeckplatten ist einsparbar, so dass sich ökonomische Vorteile ergeben.

Mit den drehbaren und in ihrem Abstand gegenüber der Deckplatte veränderbaren Abdeckplatten nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 ist ein steuerbarer Auftrag des pulverförmigen Stoffes in die Bauräume gegeben. Steuerbar bedeutet dabei insbesondere in der Dicke der Schicht und vorzugsweise entsprechend der Geometrie des oder der Körper. Durch die Veränderung des Abstandes ist weiterhin ein Druck auf die aufgetragene Pulverschicht ausübbar. Damit wird das aufgetragene Pulver vorverdichtet.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 7 stellt eine erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere für große oder mehrere gleichzeitig herzustellende Körper dar.

Während der Herstellung des Körpers wird der Boden des Vorratsbehälters nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 in Richtung der Deckplatte und der des Bauraumes von dieser weg bewegt. Mit dem Rakel an der Deckplatte oder der Abdeckplatte und einer gesteuerten Bewegung des Rakels und der Böden ist der Körper definiert schichtweise realisierbar.

Die Ankopplung der vakuumerzeugenden Einrichtung an den Boden der Bearbeitungskammer nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 führt zu günstigen Strömungsverhältnissen an der Oberseite der Bearbeitungskammer. Ein Absaugen des pulverförmigen Stoffes wird behindert. Der Filter zwischen der Bearbeitungskammer und der mindestens einen vakuumerzeugenden Einrichtung nach einer weiteren Ausführungsform des Patentanspruchs 9 verhindert, dass die Pulverteilchen in die vakuumerzeugende Einrichtung gelangen.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 10 erlaubt das Evakuieren der Bearbeitungskammer mit einer geringen Gasströmung, so dass das Pulver nicht abgesaugt wird und im Vorratsbehälter verbleibt. Hierzu werden der Druck am Boden des Vorratsbehälters und in der Bearbeitungskammer gemessen. Über ein in der Vakuumleitung angeordnetes steuerbares Ventil wird die Druckdifferenz auf niedrigem Niveau konstant gehalten, so dass eine gleichmäßig geringe Strömung während der Evakuierung erzielbar ist.

Eine Erwärmung und Temperierung des Körpers während seiner Herstellung mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 erhöht die Maßhaltigkeit des Körpers. Durch Anwendung einer Temperatur im Bereich von 600°C bis 800°C verringert sich die Möglichkeit einer Rißbildung der sich ansonsten ungesteuerten Abkühlung der bereits bearbeiteten Schichten. Das Ausbilden von Spannungen im Körper wird weitestgehend vermieden. Ein Verschweißen der Schichten wird ermöglicht. Damit steigt die Qualität des hergestellten Körpers und Ausschuß wird weitestgehend eingeschränkt. Die Kopplung des Vorratsbehälters der Pulverteilchen führt zu einer weiteren Trocknung. Damit wird unter anderem ein Verklumpen der Pulverteilchen weitestgehend vermieden, so dass in Folge dünnere Schichten realisierbar sind.

Die Weiterbildung nach Patentanspruch 12 verhindert eine übermäßige Erwärmung der Bearbeitungskammer.

Die Ankopplung einer Gasversorgung an die Bearbeitungskammer der Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 ermöglicht das Sintern von hochschmelzenden Stoffen mit Unterstützung einer Schichtabscheidung aus der Gasphase auf den vom Laserstrahl erwärmten Pulverteilchen. Damit wird vor allem das Sintern bisher nicht sinterbarer Materialien wie z.B. TiN möglich.

Mindestens eine Entlüftungsöffnung in der zweiten Teilkammer (Vorratsbehälter) und/oder der Abdeckplatte nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 ermöglicht den allmählichen Druckausgleich zwischen Bearbeitungskammer und Vorratsbehälter. Gleichzeitig wird durch die Ausbildung der Größe dieser Entlüftungsöffnung eine Bewegung der Pulverteilchen in den Bearbeitungsraum verhindert.

In der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 werden vorteilhaft einsetzbare Materialien zur Realisierung der Entlüftungsöffnung angegeben.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 16 verhindert ein Anhaften des Pulvers an der Abdeckplatte oder der Deckplatte insbesondere wenn diese als Rakel zum definierten Auftragen des Pulvers oder zum Vorverdichten eingesetzt werden.

Durch die Weiterbildungen der Patentansprüche 17 und 18 ist ein automatischer und hinsichtlich der Geschwindigkeit und Qualität optimaler Prozess mit der Vorrichtung gegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern mit einer Bearbeitungskammer mit einem runden Querschnitt und zwei Teilkammern in einer Draufsicht und einer Seitenansicht im Schnitt,
2 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern mit einer Bearbeitungskammer mit einem runden Querschnitt und vier Teilkammern in einer Draufsicht und einer Seitenansicht im Schnitt,
3 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern mit einer Bearbeitungskammer mit einem rechteckigem Querschnitt und bewegbarer Deckplatte in einer Seitenansicht im Schnitt,
4 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern mit einer Bearbeitungskammer mit einem rechteckigem Querschnitt und zwei gegeneinander bewegbaren Deckplatten im Schnitt und
5 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern mit einer Bearbeitungskammer mit einem rechteckigem Querschnitt und kleiner bewegbarer Deckplatte in einer Seitenansicht im Schnitt.
1. Ausführungsbeispiel
Die Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern 1 insbesondere ultraharten Werkzeugeinsätzen und Mikrobauteilen im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel aus einer kleinen evakuierbaren Bearbeitungskammer 2 mit zwei Teilkammern und einer eine energiereiche Strahlung liefernden Einrichtung in Form eines Lasers. Die 1 zeigt prinzipiell eine derartige Vorrichtung.
Die Bearbeitungskammer 2 weist einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser von 150 mm auf. Die zwei Teilkammern sind als wechselseitig mit einer Abdeckplatte schließbare Behälter ausgebildet. Eine der Teilkammern ist der Bauraum 3 für den Körper 1 und die andere der Vorratsbehälter 4 für die Pulverteilchen, aus denen im Bauraum 3 der Körper 1 hergestellt wird. Der effektive nutzbare Bauraum 3 hat einen Innendurchmesser von 100 mm.
Die Bearbeitungskammer 2 besitzt eine gegenüber der Wand feststehende Deckplatte 5 mit einem für die Strahlung des Lasers transparenten Einkoppelfenster 6. Dieses weist einen halbkreisförmigen Querschnitt des Bauraums 3 mit einem Durchmesser von 100 mm aus und ist über diesem angeordnet.
Die Teilkammern der Bearbeitungskammer 2 sind wechselseitig mit einer Abdeckplatte in Richtung der Deckplatte 5 verschließbar. Dazu besitzt die Abdeckplatte 7 die Form des Querschnitts einer Teilkammer in Form eines Halbkreises und ist über eine Drehachse 8 drehund verschiebbar in der Bearbeitungskammer 2 angeordnet. Die Drehachse ist aus der Bearbeitungskammer vakuumdicht herausgeführt und mit einem eine rotatorische Bewegung und einem eine translatorische Bewegung liefernden Antrieb verbunden. Die Antriebe sind in der Darstellung der 1 nicht gezeigt. An eine der Kanten der Abdeckplatte 7 ist gleichzeitig ein Rakel zum Auftragen einer Schicht mit gleichmäßiger Schichtdicke der Pulverteilchen in den Bauraum 3 befestigt. Die Böden 9a, 9b des Bauraumes 3 und des Vorratsbehälters 4 sind gegenüber der Deckplatte 5 bewegbar in der Bearbeitungskammer 2 angeordnet und mit jeweils einem translatorischen Antrieb verbunden. Die Antriebe sind in der 1 nicht dargestellt. Während der Herstellung des Körpers 1 im Bauraum 3 wird der Boden 9a des Bauraums 3 vakuumdicht gegenüber der Deckplatte 5 der Bearbeitungskammer 2 abgesenkt und der Boden 9b des Vorratsbehälters 4 vakuumdicht gegenüber der Deckplatte 5 der Bearbeitungskammer 2 angehoben. Das Anheben und Absenken erfolgt nach der Bewegung der Abdeckplatte 7 und des Rakels wie folgt:

1. Schritt: Bewegung der Abdeckplatte 7 in Richtung des Bauraumes 3;
2. Schritt: Anheben des Bodens 9b und damit des Pulvers 10 im Vorratsbehälters 4;
3. Schritt: anderthalbfache Umdrehung der Abdeckplatte 7 mit dem Rakel, wobei das Pulver 10 als oberste Schicht vom Vorratsbehälter 4 in den Bauraum 3 geschoben wird;
4. Schritt: Bearbeitung der ersten Schicht im Bauraum 3;
5. Schritt: Absenkung des Bodens 9a des Bauraumes 3 und 1. Schritt.

Die Bearbeitungskammer 2 ist mit einer vakuumerzeugenden Einrichtung verbunden. Während der Evakuierung wird die Abdeckplatte 7 auf den Vorratsbehälter 4 abgesenkt.
Der Vorratsbehälter 4 und/oder die Abdeckplatte 7 besitzen Entlüftungsöffnungen, die kleiner als die Teilchen des Pulvers 10 selbst sind. Damit ist ein Druckausgleich im Vorratsbehälter 4 gewährleistet.
Über dem Einkoppelfenster 6 befindet sich eine die energiereiche Strahlung aussendende, ablenkende oder beeinflussende Einrichtung. Das ist z.B. ein Nd:YAG- Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm (frequenzverdoppelt) oder ein Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm. Im Strahlengang des Lasers sind weiterhin strahlformende und strahlführende Einrichtungen angeordnet. Die letzte dieser Einrichtungen befindet sich über dem Einkoppelfenster 6, so dass die Laserstrahlung über das Einkoppelfenster 6 in die Bearbeitungskammer 2 geleitet wird. Die Laser und/oder die strahlformenden und strahlführenden Einrichtungen sind in der 1 nicht dargestellt. In der Bearbeitungskammer 2 erfolgt ein schichtweises Versintern oder Verschweißen des Pulvers 10. Das versinterte oder verschweißte Pulver 10 bilden den Körper 1.
Die Antriebe, der Laser, die Bewegungsmechanismen der strahlführenden Einrichtungen und die Vakuumeinrichtung sind mit einem Computer verbunden. Damit ist eine softwaregesteuerte Herstellung des Körpers gegeben.
2. Ausführungsbeispiel
Die Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern 1 insbesondere ultraharten Werkzeugeinsätzen aus TiN im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen besteht in einem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel aus einer kleinen evakuierbaren Bearbeitungskammer 2 mit zwei Teilkammern (Darstellung in der 1) und einer eine energiereiche Strahlung liefernden Einrichtung in Form eines Ar⁺- oder frequenzverdoppelten Nd:YAG- Lasers.
Der Aufbau der Bearbeitungskammer 2 und die Handhabung des Pulvers 10 sind gleich dem ersten Ausführungsbeispiel (Darstellung in der 1). Die Bearbeitungskammer 2 besitzt zusätzlich einen Anschluss zur Gasversorgung mit den für den TiN-CVD-Prozess notwendigen Dämpfen und Gasen TiCl₄, H₂ und N₂.
Die Bearbeitungskammer 2 wird zunächst bei abgesenkter Abdeckplatte 7 auf dem Vorratsbehälter 4 evakuiert. Es kommt reines TiN-Pulver 10 zum Einsatz. Nach Beendigung des Druckausgleichsprozesses werden die Reaktionsgase eingelassen und bei einem Druck von ca. 10 mbar und einer geringen Durchflussrate die CVD-Voraussetzungen realisiert. Der nachfolgende Sinterprozess findet durch einen parallel laufenden Laser-CVD-Prozess statt.
Nach Beendigung des Sintervorganges wird das restliche Pulver 10 aus dem Vorratsbehälter 4 in den Bauraum 3 befördert, der Bauraum 3 mit der Abdeckplatte 7 verschlossen, die Gasversorgung abgesperrt und die Bearbeitungskammer 2 zur Entfernung der reaktiven Gase entsprechend evakuiert. Dieser Vorgang kann zur Verbesserung der Nachhaltigkeit mehrmals wiederholt werden. Abschließend wird die Bearbeitungskammer 2 mit N₂ aufgefüllt und der Körper 1 kann entnommen werden.
Die Antriebe, der Laser, die Bewegungsmechanismen der strahlführenden Einrichtungen, die Gasversorgung und die Vakuumeinrichtungen sind mit einem Computer verbunden. Damit ist eine softwaregesteuerte Herstellung des Körpers 1 gegeben.
3. Ausführungsbeispiel
Die Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern 1, insbesondere von Werkzeugen, ultraharten Werkzeugeinsätzen, Werkstücken, Urmodellen, Gußformen oder Prototypen im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen besteht in einem dritten Ausführungsbeispiel aus einer gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel größeren evakuierbaren Bearbeitungskammer 2 mit vier Teilkammern (Darstellung in der 2) und wenigstens einer eine energiereiche Strahlung liefernden Einrichtung in Form eines Lasers.
Die Bearbeitungskammer 2 weist einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser von 300 mm auf. Die vier Teilkammern sind als wechselseitig mit zwei Abdeckplatten 7a, 7b schließbare Behälter ausgebildet. Die vier Teilkammern sind im Querschnitt kreissektorförmig ausgebildet und besitzen die gleichen Abmessungen. Zwei sich gegenüberliegende Teilkammern stellen die Bauräume 3a, 3b dar und die beiden anderen sich gegenüberliegenden sind die Vorratsbehälter 4a, 4b.
Die Deckplatte 5 der Bearbeitungskammer 2 ist gegenüber deren Wand in der Symmetrieachse drehbar und besitzt zwei für die Laserstrahlung transparente Einkoppelfenster 6a, 6b. Diese weisen rechteckförmige Querschnitte aus.
Jeweils zwei benachbarte Teilkammern der Bearbeitungskammer 2 sind wechselseitig mit jeweils einer Abdeckplatte 7a, 7b in Richtung der Deckplatte 5 verschließbar. Dazu besitzen die Abdeckplatten 7a, 7b die Form des Querschnitts der Teilkammer in Form eines Viertelkreises. Zum Verschließen werden die Abdeckplatten 7a, 7b auf die Teilkammern abgesenkt. Die Symmetrieachsen der Abdeckplatten 7a, 7b schließen einen Winkel von 180° ein. Die Verbindungsstelle der Abdeckplatten 7a, 7b ist mit einer Drehachse 8 verbunden. Die Drehachse 8 ist aus der Bearbeitungskammer 2 vakuumdicht herausgeführt und mit jeweils einem eine rotatorische Bewegung und eine translatorische Bewegung liefernden Antrieb verbunden. Der Antrieb ist in der 2 der Einfachheit nicht dargestellt. An eine der Kanten der Abdeckplatten 7a, 7b sind gleichzeitig jeweils ein Rakel zum Auftragen einer Schicht mit gleichmäßiger Schichtdicke des Pulvers 10 in die Bauräume 3a, 3b angebracht. Die Böden 9a, 9b, 9c, 9d der Teilkammern sind gegenüber der Deckplatte 5 bewegbar in der Bearbeitungskammer 2 angeordnet und mit jeweils einem translatorischen Antrieb verbunden. Die Antriebe sind in der 2 nicht dargestellt. Während der Herstellung der Körper 1 in den Bauräumen 3a, 3b werden deren Böden 9a, 9c vakuumdicht gegenüber der Deckplatte 5 der Bearbeitungskammer 2 abgesenkt und die Böden 9b, 9d der Vorratsbehälter 4a, 4b vakuumdicht gegenüber der Deckplatte 5 der Bearbeitungskammer 2 angehoben. Das Anheben und Absenken erfolgt nach der Bewegung der Abdeckplatten 7a, 7b mit den Rakeln wie folgt:

1. Schritt: Bewegung der Abdeckplatten 7a, 7b in Richtung der Bauräume 3a, 3b;
2. Schritt: Anheben der Böden 9b, 9d der Vorratsbehälter 4a, 4b;
3. Schritt: ¾ Umdrehung, wobei das Pulver als oberste Schicht von den Vorratsbehältern 4a, 4b in die Bauräume 3a, 3b geschoben werden;
4. Schritt: Bearbeiten der ersten Schichten in den Bauräumen 3a, 3b,
5. Schritt: Absenken der Böden 9a, 9c der Bauräume 3a, 3b und 1. Schritt.

Die Bearbeitungskammer 2 weist eine oder mehrere kleine Entlüftungsöffnungen auf. Diese befinden sich zwischen dem Innenraum der Bearbeitungskammer 2 und einer vakuumerzeugenden Einrichtung. Dadurch ist ein gleichmäßig verteilter Gasstrom zur Evakuierung erzielbar.
Die Vorratsbehälter 4a, 4b und/oder die Abdeckplatten 7a, 7b besitzen ebenfalls Entlüftungsöffnungen, die jedoch kleiner als die Teilchen des Pulvers 10 selbst sind. Damit ist ein Druckausgleich sowohl in den Vorratsbehältern 4a, 4b als auch in den Bauräumen 3a, 3b gewährleistet, ohne dass Pulver 10 in die Vakuumeinrichtung gelangen kann.
Über den Einkoppelfenstern 6a, 6b ist entweder wechselseitig eine die energiereiche Strahlung aussendende, ablenkende oder beeinflussende Einrichtung positioniert oder jeweils eine die energiereiche Strahlung aussendende, ablenkende oder beeinflussende Einrichtung angeordnet. Diese sind in der 2 nicht dargestellt.
Eine energiereiche Strahlung aussendende Einrichtung ist z.B. ein Nd:YAG- Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm (frequenzverdoppelt) oder ein Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm. Im Strahlengang des Lasers sind weiterhin strahlformende und strahlführende Einrichtungen so angeordnet, dass die Laserstrahlung über eines der Einkoppelfenster 6a, 6b oder beide Einkoppelfenster 6a, 6b in die Bearbeitungskammer 2 geleitet wird. Dort erfolgt ein schichtweises Versintern und/oder Verschweißen der Teilchen des Pulvers 10. Die versinterten und/oder verschweißten Teilchen des Pulvers 10 sind der Körper 1.
Die Antriebe, der oder die Laser, die Bewegungsmechanismen der strahlführenden Einrichtungen und die Vakuumeinrichtung sind mit einem Computer verbunden. Damit ist eine softwaregesteuerte Herstellung des Körpers gegeben.
4. Ausführungsbeispiel
Die Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern, insbesondere von Werkzeugen, ultraharten Werkzeugeinsätzen, Werkstücken, Urmodellen, Gußformen oder Prototypen im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen besteht in einem vierten Ausführungsbeispiel aus einer evakuierbaren großen Bearbeitungskammer 2 mit drei Teilkammern und wenigstens einer eine energiereiche Strahlung liefernden Einrichtung in Form eines Lasers.
Die Bearbeitungskammer 2 weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf und ist durch Zwischenwände in drei nebeneinander angeordnete Teilkammern eingeteilt. Die 3 zeigt einen prinzipiellen Querschnitt einer derartig ausgebildeten Vorrichtung. Die zweite und mittlere Teilkammer stellt den Bauraum 3 dar und die ersten und dritten Teilkammern sind die Vorratsbehälter 4a, 4b für die Pulverteilchen. Die Deckplatte 5 ist gegenüber der Bearbeitungskammer 2 in Richtung sowohl der ersten als auch der dritten Teilkammer bewegbar. Die Deckplatte 5 besitzt wenigstens ein für energiereiche Strahlung transparentes streifenförmiges Einkoppelfenster 6 über die Abmessung der Bearbeitungskammer 2 quer zur Bewegungsrichtung der Deckplatte 5. Die Länge der Bewegung der Deckplatte 5 ist wenigstens gleich der Abmessung der zweiten Teilkammer als Bauraum 3 in dieser Richtung. Damit wird die gesamte Fläche der zweiten Teilkammer und damit des Bauraumes 3 durch das Einkoppelfenster 6 vollständig überstrichen. Die Abmessungen der Deckplatte 5 sind so ausgeführt, dass bei jeder Position des Einkoppelfensters 6 der Deckplatte 5 gegenüber der zweiten Teilkammer als Bauraum 3 die Bearbeitungskammer 2 vollständig abgedeckt ist.
Im Bereich unter der Deckplatte 5 und in der Bearbeitungskammer 2 befindet sich ein Rakel 11. Dieser ist über die gesamte Länge der Bearbeitungskammer 2 in Richtung der Teilkammern präzise bewegbar. Die Länge des Rakels 11 entspricht der Abmessung des Innenraumes der Bearbeitungskammer 2 quer zur Bewegung des Rakels 11.
Die Böden 9a, 9b, 9c der Teilkammern sind gegenüber der Deckplatte 5 bewegbar in der Bearbeitungskammer 2 angeordnet und mit jeweils einem translatorischen Antrieb verbunden. Während der Herstellung des Körpers im Bauraum 3 wird der Boden 9b des Bauraumes 3 vakuumdicht gegenüber der Deckplatte 5 der Bearbeitungskammer 2 abgesenkt und der Boden 9a des ersten Vorratsbehälters 4a vakuumdicht gegenüber der Deckplatte 5 der Bearbeitungskammer 2 angehoben. Das Anheben und Absenken erfolgt nach der Bewegung des Rakels 11, wobei dieser die Flächen der Teilkammer wenigstens gegenüber der Deckplatte 5 vollständig überstreicht. Die Bearbeitung geschieht nach folgenden Schritten:

1. Schritt – Anfangsschritt: Bewegung des Rakels 11 in der Bearbeitungskammer 2 von der Außenwand der ersten Teilkammer als Vorratsbehälter 4a unter Mitnahme der darin enthaltenden Pulverteilchen in die zweite Teilkammer als Bauraum 3 zur gegenüberliegenden Außenwand der dritten Teilkammer als Vorratsbehälter 4b. Dabei ist der Boden 9b der zweiten Teilkammer als Bauraum 3 so gegenüber der Deckplatte 5 positioniert, dass eine Schicht von Pulverteilchen gleicher Dicke die Grundfläche der zweiten Teilkammer als Bauraum 3 vollständig bedeckt.
Der Boden 9c der dritten Teilkammer als Vorratsbehälter 4b mit den darin enthaltenen Pulverteilchen besitzt einen Abstand zum Rakel 11, so dass dieser über die Teilchen des Pulvers 10 geführt wird.
2. Schritt: Bearbeitung der Schicht aus Pulverteilchen in der zweiten Teilkammer als Bauraum 3.
3. Schritt: Absenken des Bodens 9b der zweiten Teilkammer als Bauraum 3, so dass eine neue definierte Schicht von Pulverteilchen durch die Bewegung des Rakels 11 aus der dritten Teilkammer als Vorratsbehälter 4b aufgebracht werden kann.
4. Schritt: Anheben des Bodens 9c der dritten Teilkammer als Vorratsbehälter 4b.
5. Schritt: Bewegung des Rakels 11 in Richtung der ersten Teilkammer als Vorratsbehälter 4a unter Mitnahme der Pulverteilchen bis zur Außenwand dieser Teilkammer, wobei wiederum eine Schicht von Pulverteilchen in der zweiten Teilkammer als Bauraum 3 verbleibt.

Weiter mit 1. Schritt.
Die Schritte 3 und 4 sind auch gleichzeitig durchführbar.
Die Bearbeitungskammer 2 ist über ein Filter mit wenigstens einer vakuumerzeugenden Einrichtung verbunden. In der Verbindung zwischen der Bearbeitungskammer 2 und der vakuumerzeugenden Einrichtung ist ein elektrisch ansteuerbares Ventil angeordnet. An den Böden 9a, 9b, 9c der Vorratsbehälter 4a, 4b und im Bauraum 3 sind in Richtung der Pulverteilchen jeweils ein Druckaufnehmer 12a, 12b, 12c angebracht. Diese und das Ventil sind mit einer Prozesssteuerung in Form eines Computers verkoppelt. Ein Steuerprogramm berechnet in Abhängigkeit von der Masse der Pulverteilchen einen maximalen Evakuierungsgasstrom, bei dem das Pulver 10 noch in den Vorratsbehältern 4a, 4b verbleibt.
Über dem Einkoppelfenster 6 befindet sich eine die energiereiche Strahlung aussendende, ablenkende oder beeinflussende Einrichtung. Diese ist in der 3 nicht der Einfachheit halber dargestellt. Eine energiereiche Strahlung aussendende Einrichtung ist z.B. ein Laser. Im Strahlengang des Lasers sind weiterhin strahlformende und strahlführende Einrichtungen so angeordnet, dass die Laserstrahlung über das Einkoppelfenster 6 in den Bauraum 3 der Bearbeitungskammer 2 geleitet wird. Dort erfolgt ein schichtweises Versintern und/oder Verschweißen der Pulverteilchen. Die versinterten und/oder verschweißten Pulverteilchen sind der Körper.
Alle bewegbaren Teile der Bearbeitungskanmer 2 sind so gestaltet, dass diese während der Herstellung des Körpers jederzeit vakuumdicht ist.
Die Bewegungen der Deckplatte 5, des Vakuumventils, des Rakels 11 und der Böden 9a, 9b, 9c der drei Teilkammern erfolgt mittels daran angekoppelter Antriebe, die in der 3 nicht dargestellt sind.
Die Antriebe, der oder die Laser und die Bewegungsmechanismen der strahlführenden Einrichtungen sind mit einem Computer verbunden. Damit ist eine softwaregesteuerte Herstellung des Körpers gegeben.
5. Ausführungsbeispiel Die Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern, insbesondere von Werkzeugen, ultraharten Werkzeugeinsätzen, Werkstücken, Urmodellen, Gußformen oder Prototypen im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen besteht in einem fünften Ausführungsbeispiel aus einer evakuierbaren großen Bearbeitungskammer 2 mit drei Teilkammern und wenigstens einer eine energiereiche Strahlung liefernden Einrichtung in Form eines Lasers ähnlich dem vierten Ausführungsbeispiel.
Zusätzlich zu diesem sind über den Vorratsbehältern 4a, 4b zwei Abdeckplatten 7a, 7b vorhanden, die während des Evakuierungsprozesses abgesenkt werden und verhindern, dass Pulver in die Vakuumeinrichtung gelangen kann. In der 4 ist eine derartige Bearbeitungskammer 2 im Prinzip dargestellt. Die Abdeckplatten 7a, 7b lassen sich beide in Richtung des Bauraumes 3 verschieben. Zwischen Schritt 1 und 2 des vierten Ausführungsbeispiels wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Bearbeitungsschritt zur Verdichtung des Pulvers eingefügt. Hierzu werden die Abdeckplatten 7a, 7b auf den Bauraum 3 abgesenkt und präzise arretiert. Anschließend wird mit einem anhebbaren Boden 9b des Bauraumes 3 über eine entsprechend große Kraft durch den Antrieb 13 ein hoher Druck auf die Pulverschicht ausgeübt, so dass diese stark vorverdichtet wird. Die Abdeckplatten 7a, 7b sind pulverabweisend beschichtet, wodurch ein Anhaften des Pulvers vermieden wird. Über eine elektrische Kraftmesseinrichtung wird der Antrieb 13 anschließend wieder auf eine vordefinierte niedrige Kraft zurückgefahren. Dadurch behält die Pulverschicht nach z.B. einer Entriegelung und dem Abheben der Abdeckplatten 7a, 7b ihre exakte Lage bei. Anschließend ist der Prozess mit dem 2. Schritt fortführbar.
Durch das Vorverdichten wird eine hohe Formstabilität des Körpers während des Sinter/Schweißprozesses gewährleistet.
Die Bewegungen der Deckplatte 5, des Rakels 11, der Abdeckplatten 7a, 7b und der Böden 9a, 9b, 9c der drei Teilkammern erfolgt mittels daran angekoppelter Antriebe. Diese, der oder die Laser und die Bewegungsmechanismen der strahlführenden Einrichtungen sind mit einem Computer verkoppelt. Damit ist eine softwaregesteuerte Herstellung des Körpers gegeben.
In weiteren Ausführungsformen der Ausführungsbeispiele

– sind der Bauraum 3 und/oder der Vorratsbehälter 4 als separate Behältnisse in der Bearbeitungskammer 2 ausgeführt (zur Erzeugung einer hohen Temperatur zwingend notwendig);
– sind der Bauraum 3 und/oder der Vorratsbehälter 4 mit einer Einrichtung zur Wärmeerzeugung verkoppelt,
– sind die Bearbeitungskammer 2, die Deckplatte 5 und das oder die Einkoppelfenster 6 mit wenigstens einer Kühlvorrichtung verbunden und/oder
– ist die Bearbeitungskammer 2 mit einer Gasversorgungseinrichtung verbunden,
– sind die Vorratsbehälter 4a, 4b mit festen und abnehmbaren Teilplatten 14a, 14b versehen (Darstellung in der 5), die Dichtungen zu der beweglichen Deckplatte 5 aufweisen.

Claims

Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern, insbesondere von Werkzeugen, ultraharten Werkzeugeinsätzen, Werkstücken, Urmodellen, Gußformen oder Prototypen, im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen mit einer evakuierbaren und wenigstens zwei Teilkammern aufweisenden Bearbeitungskammer mit einer Deckplatte, wobei die erste Teilkammer ein Bauraum und die zweite Teilkammer ein Vorratsbehälter für den pulverförmigen Stoff ist und die Böden der Teilkammern gegenüber der Deckplatte bewegbar sind, mit wenigstens einem für energiereiche Strahlung transparenten Einkoppelfenster in der Deckplatte und mit einer eine energiereiche Strahlung aussendenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (5) gegenüber den Wänden der Bearbeitungskammer (2) beweglich ist, dass das Einkoppelfenster (6) in der Deckplatte (5) quer zur Bewegungsrichtung wenigstens die Abmessungen einer Teilkammer in dieser Richtung besitzt; kleiner als die Grundfläche einer Teilkammer ist und streifen- oder balkenförmig ausgebildet ist, dass im oberen Bereich der Bearbeitungskammer (2) gegenüber der Deckplatte (5) mindestens eine die Querschnittsfläche der Teilkammern überstreichende Rakel (11) angeordnet ist und dass die bewegbaren Bestandteile mit jeweils mindestens einem Antrieb verkoppelt sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ersten die Teilkammern wechselseitig mit einer gegenüber den Teilkammern in der Bearbeitungskammer (2) bewegbaren Abdeckplatte (7) verschließbar sind und dass eine Kante der Abdeckplatte (7) eine Rakel (11) ist oder dass an eine Kante der Abdeckplatte (7) eine Rakel (11) befestigt ist oder dass zum Zweiten an die bewegbare Deckplatte (5) eine Rakel (11) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die evakuierbare Bearbeitungskammer (2) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, dass vier im Querschnitt kreissektorförmig ausgestaltete Teilkammern in diese integriert sind, dass zwei sich gegenüberliegende Teilkammern die Bauräume (3) darstellen, dass die beiden anderen sich gegenüberliegenden die Vorratsbehälter (4) sind, dass die Deckplatte (5) der Bearbeitungskammer (2) wenigstens zwei für energiereiche Strahlung transparente und korrespondierend zu den die Bauräume (3) darstellenden Teilkammern angeordnete Einkoppelfenster (6) aufweist, dass die Teilkammern wechselseitig mit gegenüber den Teilkammern in der Bearbeitungskammer (2) bewegbaren Abdeckplatten (7) so verschließbar sind, dass entweder die Bauräume (3) oder die Vorratsbehälter (4) abgedeckt sind, dass zum einen eine Kante der Abdeckplatten (7) eine Rakel (11) ist oder dass zum anderen an eine Kante der Abdeckplatten (7) eine Rakel (11) befestigt ist, dass die Böden (9) der Teilkammern gegenüber der Deckplatte (5) verschiebbar sind und dass die bewegbaren Abdeckplatten (7) gemeinsam und die Böden (9) der Teilkammern mit jeweils mindestens einem Antrieb verkoppelt sind.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (5) gegenüber der Bearbeitungskammer (2) in ihrer Symmetrieachse drehbar ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (5) gleichzeitig die Funktion der Abdeckplatten (7) erfüllt und dass in die Deckplatte (5) eine Rakel (11) integriert ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatten (7) einzeln oder zusammen über eine Vakuumdurchführung im Boden der Bearbeitungskammer (2) sowohl in der Symmetrieachse der Bearbeitungskammer (2) drehbar als auch in ihrem Abstand zu der Deckplatte (5) veränderbar sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die evakuierbare Bearbeitungskammer (2) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, dass die Bearbeitungskammer (2) in mehrere nebeneinander angeordnete Teilkammern eingeteilt ist, dass eine der Teilkammern der Bauraum (3) ist, dass die wenigstens eine andere Teilkammer der Vorratsbehälter (4) ist, dass die Deckplatte (5) der Bearbeitungskammer (2) wenigstens ein in Richtung der Teilkammer als Bauraum (3) für energiereiche Strahlung transparentes Einkoppelfenster (6) besitzt, dass die Deckplatte (5) gegenüber der Bearbeitungskammer (2) bewegbar so angeordnet ist, dass das Einkoppelfenster (6) den Bauraum (3) bei einer Bewegung überstreicht und dass eine Rakel (11) in der Bearbeitungskammer (2) so gegenüber den Teilkammern verschiebbar angeordnet ist, dass die Rakel (11) die Teilkammern vollständig überstreicht.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1, 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (9) des Bauraums (3) während der Bearbeitung vakuumdicht gegenüber der Deckplatte (5) der Bearbeitungskammer (2) absenkbar und dass der Boden (9) des Vorratsbehälters (4) während der Bearbeitung vakuumdicht gegenüber der Deckplatte (5) der Bearbeitungskammer (2) anhebbar sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine vakuumerzeugende Einrichtung am Boden der Bearbeitungskammer (2) angekoppelt ist und/oder dass die Bearbeitungskammer (2) über wenigstens ein Filter mit der mindestens einen vakuumerzeugenden Einrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen der Bearbeitungskammer (2) und der vakuumerzeugenden Einrichtung ein elektrisch ansteuerbares Ventil angeordnet ist, dass sich am Boden (9) des Vorratsbehälters (4) und in der Bearbeitungskammer (2) jeweils ein Druckaufnehmer (12) befindet und dass die Druckaufnehmer (12) und das Ventil an eine elektrische Steuerung gekoppelt sind.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1, 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauraum (3) und/oder der Vorratsbehälter (4) mit einer Einrichtung zur Wärmeerzeugung verkoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1, 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungskammer (2), die Deckplatte (5) und das oder die Einkoppelfenster (6) mit wenigstens einer Kühlvorrichtung verbunden sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungskammer (2) mit einer Gasversorgungseinrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilkammer und/oder die bewegbare Abdeckplatte (7) mindestens eine Entlüftungsöffnung besitzt und dass deren Abmessung kleiner als die der Pulverteilchen ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass entweder gesintertes oder gepresstes poriges Material die Entlüftungsöffnungen enthält.
Vorrichtung nach einem Patentansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Abdeckplatte (7) oder die Deckplatte (5) pulverabweisend beschichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüchen 1, 3, 7 oder 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe, die energiereiche Strahlung aussendende Einrichtung, die Vakuum erzeugende Einrichtung, das elektrische Ansteuerventil, die Einrichtung zur Wärmeerzeugung, die Kühlvorrichtung und die Gasversorgungseinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ein Computer ist und dass eine Software zur automatischen Steuerung der Vorrichtung im Computer impliziert ist.