WO2018114093A1 - Method for the additive manufacture of a sandwich structural component, sandwich structural component and lever system - Google Patents

Abstract

What is described is a method for producing a structural component (1) which comprises the implementation of a generative manufacturing method. Here, a base region (10) of the structural component (1) is constructed in a construction direction (B). There is then formed a grid-like supporting structure (30) having elementary units (35) which repeat within the supporting structure (30) and which each have the same outer shape. Finally, there is formed a construction region (20) of the structural component (1) that adjoins the supporting structure (30) in the construction direction (B). Also described are a structural component (1) and a lever system (100) having the structural component (1).

Description

VERFAHREN ZUR ADDITIVEN HERSTELLUNG EINES SANDWICH-STRUKTURBAUTEILS, SANDWICH-STRUKTURBAUTEIL SOWIE HEBELSYSTEM  METHOD FOR ADDITIVELY MANUFACTURING A SANDWICH STRUCTURAL COMPONENT, SANDWICH STRUCTURAL COMPONENT AND LEVER SYSTEM

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines The present invention relates to a process for producing a

Strukturbauteils, ein Strukturbauteil sowie ein Hebelsystem. Structural component, a structural component and a lever system.

Strukturbauteile verschiedenster Art, wie beispielsweise Hebel, Träger, Behälter, Rumpfteile für Fahrzeuge oder dergleichen, werden zunehmend durch generative Herstellungs- bzw. Fertigungsverfahren hergestellt. Generative Structural components of various kinds, such as levers, carriers, containers, fuselage parts for vehicles or the like, are increasingly produced by generative manufacturing or manufacturing processes. generative

Herstellungsverfahren bieten außergewöhnliche Designfreiheit und erlauben es unter anderem Objekte mit überschaubarem Aufwand herzustellen, welche mit herkömmlichen Methoden nicht oder nur unter erheblichem Aufwand herstellbar wären. Bei generativen bzw. additiven Fertigungsverfahren, auch allgemein als„3D- Druckverfahren" bezeichnet, werden ausgehend von einem digitalisierten geometrischen Modell eines Objekts ein oder mehrere Modelliermaterialien sequentiell in Lagen übereinandergeschichtet und ausgehärtet.  Manufacturing processes offer exceptional design freedom and allow, among other things, objects to be produced with manageable effort, which would not be possible to produce using conventional methods or only with considerable effort. In generative or additive manufacturing processes, also commonly referred to as "3D printing process", starting from a digitized geometric model of an object, one or more modeling materials are sequentially stacked and cured in layers.

Verfahrensbedingt sind bei einer Vielzahl der additiven oder generativen Due to the process are in a variety of additive or generative

Fertigungsverfahren Stützstrukturen notwendig. Solche Stützstrukturen werden insbesondere zur Ausbildung von sich quer zur Aufbaurichtung erstreckenden Überhängen benötigt, da übliche Modelliermaterialien wie Pulver oder Flüssigkeit nicht die notwendige Stützfunktion erfüllt. Üblicherweise werden die Stützstrukturen nach der Herstellung des Bauteils nicht mehr benötigt. Die EP 2 666 613 AI beschreibt daher eine Stützstruktur, die sich nach der Herstellung des Bauteils auf einfache Weise wieder entfernen lässt. Eine Entfernung der Stützstruktur nach der Herstellung des Bauteils ist jedoch nur möglich, wenn die Stützstruktur räumlich zugänglich ist. Production process Support structures necessary. Such support structures are needed in particular for the formation of overhangs extending transversely to the construction direction, since conventional modeling materials such as powder or liquid do not fulfill the necessary support function. Usually, the support structures are no longer needed after the production of the component. EP 2 666 613 A1 therefore describes a support structure which can be easily removed again after the component has been manufactured. However, a removal of the support structure after the production of the component is only possible if the support structure is spatially accessible.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren It is therefore an object of the present invention a method

bereitzustellen, mit dem ein Bauteil auf effiziente Weise und mit geringem provide with a component in an efficient manner and with low

Bauteilgewicht herstellbar ist. Component weight can be produced.

Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung. This object is achieved in each case by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent claims to the independent claims in conjunction with the description.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils vorgesehen, wobei das Verfahren die Durchführung eines generativen Herstellungsverfahrens umfasst. In einem ersten Vefahrensschritt erfolgt ein Aufbauen eines sich flächig erstreckenden Basisbereichs des According to a first aspect of the invention, a method for producing a structural component is provided, wherein the method comprises carrying out a generative production method. In a first method step, a base area of the base area extending in a planar manner takes place

Strukturbauteils in einer Aufbaurichtung. Anschließend wird eine gitterartige Stützstruktur durch Aufbau eine Vielzahl von Stützelementen in der Structural component in a construction direction. Subsequently, a grid-like support structure by building a plurality of support elements in the

Aufbaurichtung auf dem Basisbereich ausgebildet. Der Aufbau der Stützelemente erfolgt derart, dass die Stützelemente innerhalb der Stützstruktur sich Construction direction formed on the base area. The structure of the support elements is such that the support elements within the support structure itself

wiederholende Elementareinheiten mit jeweils gleicher äußerer Gestalt ausbilden. Weiterhin wird ein sich in der Aufbaurichtung an die Stützstruktur anschließender Aufbaubereich des Bauteils ausgebildet, wobei der Aufbaubereich sich flächig erstreckt. Form repetitive elementary units, each having the same outer shape. Furthermore, a subsequent in the mounting direction of the support structure Build-up area of the component formed, the construction area extends flat.

Erfindungsgemäß wird somit ein generatives oder additives Herstellungsverfahren durchgeführt, bei dem zunächst ein flächiger, z.B. streifen-, platten- oder schalenförmiger Basisbereich bzw. eine Basisschicht in einer Aufbaurichtung aus einem Modelliermaterial aufgebaut wird. Der Basisbereich wird demnach in der Aufbaurichtung mit einer gewissen Dicke erzeugt. Auf der Basisschicht bzw. dem Basisbereich wird eine gitterartige Stützstruktur in der Aufbaurichtung aus dem Modelliermaterial ausgebildet. Es wird also ein sich in der Aufbaurichtung erstreckendes Stützgerüst ausgebildet. Insbesondere werden mittels des According to the invention, a generative or additive manufacturing process is thus carried out, in which first a planar, e.g. strip, plate or cup-shaped base region or a base layer is constructed in a construction direction of a modeling material. The base region is accordingly produced in the construction direction with a certain thickness. On the base layer or the base region, a grid-like support structure in the construction direction is formed from the modeling material. It is thus formed a extending in the body direction scaffold. In particular, by means of

generativen Herstellungsverfahrens eine Vielzahl einzelner Stützelemente aufgebaut, die untereinander verbunden sind und die innerhalb der Stützstruktur sich wiederholende Elementareinheiten mit jeweils gleicher äußerer Gestalt ausbilden. Innerhalb der Stützstruktur wiederholen sich dabei bestimmte von mehreren Stützelemente begrenzte Raumstrukturen. Die Stützelemente können insbesondere stabförmig oder bogenförmig oder allgemein mit einer länglichen Erstreckung ausgebildet sein. Insbesondere bilden die Stützelemente Kanten einer jeweiligen Elementareinheit. Somit bilden die Elementareinheiten offene Zellen aus. Durch diese Struktur wird eine Stützstruktur mit geringem Gewicht und hoher mechanischer Steifigkeit erzeugt. Abschließend wird aufbauend auf der Generative manufacturing process constructed a plurality of individual support elements which are interconnected and form within the support structure repetitive elementary units, each having the same outer shape. Within the supporting structure, certain spatial structures which are limited by a plurality of supporting elements are repeated. The support elements may be formed in particular rod-shaped or arcuate or generally with an elongated extension. In particular, the support elements form edges of a respective elementary unit. Thus, the elementary units form open cells. This structure creates a support structure with low weight and high mechanical rigidity. Finally, building on the

Stützstruktur ein flächiger Aufbaubereich aus dem Modelliermaterial ausgebildet. Der Aufbaubereich und der Basisbereich überlappen einander somit. Durch die Herstellung mittels eines generativen Herstellungsverfahrens sind der Basisbereich, die Stützstruktur und der Aufbaubereich einstückig ausgebildet. Support structure formed a planar construction area of the modeling material. The construction area and the base area thus overlap one another. By virtue of the production by means of a generative production method, the base region, the support structure and the construction region are formed in one piece.

Die Stützstruktur verbleibt nach der Herstellung des Bauteils zwischen dem The support structure remains after the manufacture of the component between the

Basisbereich und dem Aufbaubereich. Aufgrund der offenzelligen, gitterartigen Gestaltung der Stützstruktur weist das hergestellte Strukturbauteil einerseits lediglich ein geringes Zusatzgewicht durch die Stützstruktur auf. Andererseits weist eine gitterartige Struktur eine hohe mechanische Festigkeit auf und verbessert damit die mechanische Belastbarkeit des Bauteils insgesamt. Weiterhin können der Basisbereich und der Aufbaubereich durch den Beitrag der Stützstruktur zur mechanischen Festigkeit mit geringerer Wandstärke ausgeführt werden, wodurch das Bauteilgewicht verringert wird. Base area and the construction area. Due to the open-cell, grid-like Design of the support structure, the structural component produced on the one hand only a small additional weight through the support structure. On the other hand, a grid-like structure has a high mechanical strength and thus improves the mechanical strength of the component as a whole. Furthermore, the base area and the building area can be performed by the contribution of the support structure to the mechanical strength with a smaller wall thickness, whereby the component weight is reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann insbesondere vorgesehen sein, dass zur Ausbildung der gitterartigen Stützstruktur erste According to an advantageous embodiment of the method can be provided in particular that the formation of the grid-like support structure first

Stützelemente mit einer Längserstreckung in Aufbaurichtung und zweite Support elements with a longitudinal extent in the body direction and second

Stützelemente mit einer von der Aufbaurichtung abweichenden Längserstreckung aufgebaut werden. Es werden also längliche, z.B. stab- oder bogenförmige erste Stützelemente, die sich in etwa in der Aufbaurichtung erstrecken, und längliche, z.B. stab- oder bogenförmige zweite Stützelemente, die sich quer oder schräg zur Aufbaurichtung erstrecken, aufgebaut. Dies bietet den Vorteil, dass die Supporting elements are constructed with a deviating from the body direction longitudinal extent. Thus, elongated, e.g. rod-shaped or arc-shaped first support elements which extend approximately in the construction direction, and elongated, e.g. rod-shaped or arcuate second support elements which extend transversely or obliquely to the direction of construction constructed. This offers the advantage that the

Stützstruktur mit im Wesentlichen richtungsunabhängiger hoher mechanischer Belastbarkeit ausgebildet wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Abweichung von der Support structure is formed with substantially direction independent high mechanical load capacity. In particular, it can be provided that a deviation from the

Aufbaurichtung der zweiten Stützelemente in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm liegt. Eine Abbildung eines jeweiligen zweiten Stützelements, die sich bei einer Parallelprojektion des jeweiligen Stützelements in Aufbaurichtung auf eine senkrecht zu der Aufbaurichtung stehende Fläche ergibt, weist demnach eine Länge in dem genannten Bereich auf. In diesem Bereich wird bei großer  Assembly direction of the second support elements is in a range between 0.1 mm and 5 mm. An illustration of a respective second support element, which results in a parallel projection of the respective support element in the direction of construction on a surface perpendicular to the construction direction, thus has a length in said region. In this area will be great

Designfreiheit eine mechanisch stabile Stützstruktur erzeugt. Bevorzugt liegt die Abweichung von der Aufbaurichtung der zweiten Stützelemente in einem Bereich zwischen 1 mm und 4 mm. In diesem Bereich wird die Stützstruktur besonders schnell und effizient mit hoher mechanischer Festigkeit erzeugt. Insbesondere werden die zweiten Stützelemente in diesem Bereich der Abweichung von der Aufbaurichtung zuverlässig mit hoher Qualität erzeugt. Freedom of design creates a mechanically stable support structure. Preferably, the deviation from the construction direction of the second support elements is in a range between 1 mm and 4 mm. In this area, the support structure is produced particularly quickly and efficiently with high mechanical strength. In particular, the second support elements are reliably generated in this area of the deviation from the construction direction with high quality.

Insbesondere wird zuverlässig ein Abbrechen oder eine ungewollte Verformung einzelner Stützelemente während der Herstellung infolge unzureichender Stützung durch das Modelliermaterial verhindert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Stützelemente derart aufgebaut werden, dass die Elementareinheiten als konvexe Polyeder ausgebildet werden. Ein Polyeder heißt konvex, wenn für je zwei Punkte des Polyeders die Verbindungsstrecke zwischen diesen Punkten vollständig im Inneren des Polyeders liegt. Damit wird also Stützstruktur als regelmäßiges Gitter aufgebaut, was den Herstellungsaufwand verringert und wodurch ein einfacher konstruktiver Aufbau des Strukturbauteils erzielt wird. In particular, a break or unwanted deformation of individual support elements during manufacture due to insufficient support by the modeling material is reliably prevented. According to a further embodiment of the method it can be provided that the support elements are constructed such that the elementary units are formed as convex polyhedra. A polyhedron is called convex if, for every two points of the polyhedron, the connecting distance between these points lies completely inside the polyhedron. So that support structure is thus constructed as a regular grid, which reduces the production cost and whereby a simple structural design of the structural component is achieved.

Die Elementareinheiten können demnach die äußere Gestalt eines Polyeders auf^¬ weisen, beispielsweise als Polyeder in Form eines Quaders, eines Hexaeders, eines Oktaeders, eines Oktaederstumpfs, eines Tetraeders, eines Doppeltetraeders, eines polygonalen Prismas, eines Dodekaeders, eines Ikosaeders, eines Ikosidodekaeders oder dergleichen. The elementary units can accordingly the external shape of a polyhedron on ^¬ have, for example, as polyhedron in the form of a cuboid like a hexahedron, an octahedron, a truncated octahedron, a tetrahedron, a double tetrahedron, a polygonal prism, a dodecahedron, an icosahedron, an icosidodecahedron or ,

Das generative Herstellungsverfahren kann insbesondere ein selektives The generative manufacturing process can be a selective

Lasersinterverfahren, kurz SLS-Verfahren oder SLM-Verfahren, eine Laser sintering process, short SLS process or SLM process, one

Elektronenstrahl-Schmelzverfahren, kurz EBM -Verfahren, oder ein Fused  Electron beam melting, EBM method for short, or a fused

Deposition Modeling Verfahren, kurz F DM -Verfahren umfassen. Beim S LS -Verfahren und beim SLM- Verfahren wird ein Bauteil schichtweise aus dem Modelliermaterial, beispielsweise ein Kunststoff (SLS-Verfahren) oder ein Metall (SLM-Verfahren), aufgebaut, indem das Modelliermaterial in Pulverform auf eine Unterlage aufgebracht wird und gezielt durch lokale Laserbestrahlung verflüssigt wird, wodurch sich nach Abkühlung ein festes, zusammenhängendes Bauteil ergibt. Beim EBM-Verfahren wird anstelle eines Laserstrahls ein Deposition Modeling Procedures, short F DM procedures include. In the case of the S LS method and the SLM method, a component is built up in layers from the modeling material, for example a plastic (SLS method) or a metal (SLM method), by applying the modeling material in powder form to a substrate and passing it through local laser irradiation is liquefied, resulting in a solid, coherent component after cooling. In the EBM method, a laser beam is used instead

Elektronenstrahl als Energiequelle zur Bestrahlung des pulverförmigen Electron beam as an energy source for irradiating the powdery

Modelliermaterials verwendet. Im FDM-Verfahren wird zunächst, ähnlich wie bei einem normalen Drucker, einModeling material used. In the FDM method, first, similar to a normal printer, a

Raster von Punkten entsprechend des herzustellenden Bauteilquerschnitts auf eine Fläche aufgetragen. Die Punkte werden durch die Verflüssigung eines Raster of points according to the component cross-section to be produced applied to a surface. The points are made by the liquefaction of a

drahtförmigen Modelliermaterials durch Erwärmung, Aufbringung durch wire-shaped modeling material by heating, application by

Extrudieren mittels einer Düse sowie einer anschließenden Aushärtung durch Abkühlung erzeugt. Der Aufbau eines Körpers erfolgt, indem wiederholt, bevorzugt zeilenweise, eine Arbeitsebene mit der Düse abgefahren und dann die Extrusion produced by means of a nozzle and subsequent curing by cooling. The structure of a body is carried out by repeatedly, preferably line by line, traversed a working plane with the nozzle and then the

Arbeitsebene sequenziell nach oben verschoben wird, sodass der Körper schichtweise entsteht. Grundsätzlich kann das Modelliermaterial aus sämtlichen Materialien oder Working level is shifted sequentially upwards so that the body is created in layers. Basically, the modeling material of all materials or

Materialkombinationen ausgewählt werden, für welche additive Verfahren bekannt sind. Als Modelliermaterial kann insbesondere ein Metallmaterial, ein  Material combinations are selected for which additive methods are known. As a modeling material, in particular a metal material, a

Kunststoff material, ein Verbundmaterial oder ein Keramikmaterial verwendet werden. Als Metallmaterial kommen insbesondere Stahllegierungen, Titan oder Titanlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen oder ähnliche Plastic material, a composite material or a ceramic material can be used. The metal material used is in particular steel alloys, titanium or titanium alloys, aluminum or aluminum alloys or the like

Metallmaterialen in Fragen. Als Kunststoff material kann insbesondere ein Polyamid oder ein Elastomer, wie beispielsweise Thermoplastisches Polyurethan, verwendet werden. Unter Verbundmaterial sind in diesem Zusammenhang insbesondere Materialien zu verstehen, bei denen Fasermaterial in einem Matrixmaterial eingebettet ist. Dies können insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, wie beispielsweise mit Kohlefasern verstärkte Kunststoffe, oder mit Kohlenstofffasern verstärktes Siliziumkarbid sein. Als Keramikmaterial kann insbesondere Metal materials in questions. As a plastic material, in particular a polyamide or an elastomer, such as thermoplastic polyurethane, can be used. Among composite material are in this context in particular Understand materials in which fiber material is embedded in a matrix material. These may be in particular fiber-reinforced plastics, such as, for example, carbon fiber-reinforced plastics, or carbon fibers reinforced silicon carbide. As a ceramic material, in particular

Siliziumkarbid, AI2O3 oder dergleichen verwendet werden. Silicon carbide, Al2O3 or the like can be used.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Strukturbauteil vorgesehen. Das According to a further aspect, a structural component is provided. The

Strukturbauteil kann insbesondere durch ein Verfahren gemäß einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen hergestellt sein. Anhand des Verfahrens oder des Bauteils beschriebene Merkmale und Vorteile gelten somit in analoger Weise auch für den jeweils anderen Gegenstand. In particular, the structural component can be produced by a method according to one of the embodiments described above. Features and advantages described with reference to the method or the component thus also apply analogously to the respective other object.

Das Strukturbauteil weist einen sich flächig erstreckenden Basisbereich und einen sich flächig erstreckenden Aufbaubereich auf, der in einer Dickenrichtung beabstandet zu dem Basisbereich angeordnet ist. Der Basis- und der The structural member has a planar-extending base portion and a planar-extending body portion disposed in a thickness direction spaced from the base portion. The base and the

Aufbaubereich überlappen einander somit bzw. weisen einander zugewandte Flächen auf. Weiterhin weist das Strukturbauteil eine sich zwischen dem  Build-up area thus overlap each other or have facing surfaces. Furthermore, the structural component has a between the

Basisbereich und dem Aufbaubereich erstreckende gitterartige Stützstruktur auf, die eine Vielzahl von Stützelementen aufgebaut ist. Die Stützelemente bilden innerhalb der Stützstruktur sich wiederholende Elementareinheiten mit jeweils gleicher äußerer Gestalt aus. Der Basisbereich, der Aufbaubereich und die Base region and the construction area extending grid-like support structure, which is constructed a plurality of support elements. The support elements form within the support structure repetitive elementary units each having the same outer shape. The base area, the construction area and the

Stützstruktur sind einstückig ausgebildet. Support structure are integrally formed.

Das Strukturbauteil weist demnach einen flächigen, z.B. streifen-, platten- oder schalenförmigen Basisbereich und einen ebenfalls flächigen, z.B. streifen-, platten- oder schalenförmigen Aufbaubereich auf, wobei der Basisbereich und der The structural component accordingly has a planar, e.g. strip-shaped, plate-shaped or cup-shaped base region and also a flat, e.g. strip, plate or bowl-shaped construction area, wherein the base area and the

Aufbaubereich einander in einer Dickenrichtung gegenüberliegend angeordnet sind. In Bezug auf die Dickenrichtung zwischen dem Basisbereich und dem Aufbaubereich ist eine Stützstruktur vorgesehen, die einstückig mit dem Basis- und dem Aufbaubereich ausgebildet ist. Die Stützstruktur ist gitterartig ausgebildet. Es ist also ein sich in der Dickenrichtung erstreckendes Stützgerüst vorgesehen, das sich zwischen dem Basis- und dem Aufbaubereich erstreckt und diese mechanisch miteinander verbindet. Die Stützstruktur umfasst eine Vielzahl einzelner Build-up area are arranged opposite each other in a thickness direction opposite. With respect to the thickness direction between the base region and the Build-up area is provided a support structure which is integrally formed with the base and the building area. The support structure is formed like a grid. Thus, there is provided a scaffold extending in the thickness direction, which extends between the base and the body region and mechanically connects them together. The support structure comprises a plurality of individual ones

Stützelemente, die untereinander verbunden sind und die innerhalb der Support elements which are interconnected and which within the

Stützstruktur sich wiederholende Elementareinheiten mit jeweils gleicher äußerer Gestalt ausbilden. Innerhalb der Stützstruktur wiederholen sich dabei bestimmte von mehreren Stützelemente begrenzte Raumstrukturen. Die Stützelemente können insbesondere stabförmig oder bogenförmig oder allgemein mit einer länglichen Erstreckung ausgebildet sein. Insbesondere bilden die Stützelemente Kanten einer jeweiligen Elementareinheit. Somit bilden die Elementareinheiten offene Zellen aus. Durch diese Struktur wird eine Stützstruktur wird mit geringem Gewicht bei hoher mechanischer Steifigkeit erzeugt. Insbesondere eignet sich die beschriebene Gestaltung des Bauteils in vorteilhafter Weise zur Herstellung mittels eines generativen Herstellungsverfahrens, z.B. dem oben beschriebenen Verfahren. Support structure form repetitive elementary units, each having the same outer shape. Within the supporting structure, certain spatial structures which are limited by a plurality of supporting elements are repeated. The support elements may be formed in particular rod-shaped or arcuate or generally with an elongated extension. In particular, the support elements form edges of a respective elementary unit. Thus, the elementary units form open cells. This structure creates a support structure with low weight and high mechanical rigidity. In particular, the described design of the component is advantageously suitable for manufacture by means of a generative manufacturing process, e.g. the method described above.

Gemäß einer Ausführungsform des Bauteils kann vorgesehen sein, dass die gitterartige Stützstruktur durch erste Stützelemente mit einer Längserstreckung in Dickenrichtung und zweite Stützelemente mit einer von der Aufbaurichtung abweichenden Längserstreckung aufgebaut ist. Es sind also jeweils längliche, z.B. stab- oder bogenförmige erste und zweite Stützelemente vorgesehen. Die ersten Stützelemente erstrecken sich in etwa in der Aufbaurichtung bzw. deren According to one embodiment of the component can be provided that the grid-like support structure is constructed by first support members having a longitudinal extent in the thickness direction and second support elements with a deviating from the body direction longitudinal extent. Thus, they are each oblong, e.g. rod or arcuate first and second support members provided. The first support elements extend approximately in the direction of construction or their

Längserstreckung folgt in etwa der Aufbaurichtung. Die zweiten Stützelemente erstrecken sich quer oder schräg zur Aufbaurichtung. Dadurch lassen sich auf einfache Weise Fachwerkstrukturen aufbauen. Dies bietet den Vorteil, dass die Stützstruktur mit im Wesentlichen richtungsunabhängiger hoher mechanischer Belastbarkeit ausgebildet wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Abweichung von der Aufbaurichtung der zweiten Stützelemente in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm liegt. Eine Abbildung eines jeweiligen zweiten Stützelements, die sich bei einer Parallelprojektion des jeweiligen Stützelements in Aufbaurichtung auf eine senkrecht zu der Aufbaurichtung stehende Fläche ergibt, weist demnach eine Länge in dem genannten Bereich auf. Longitudinal follows approximately the direction of construction. The second support elements extend transversely or obliquely to the direction of construction. As a result, truss structures can be constructed in a simple manner. This offers the advantage that the support structure is formed with a substantially direction-independent high mechanical load capacity. In particular, it can be provided that a deviation from the construction direction of the second support elements is in a range between 0.1 mm and 5 mm. An illustration of a respective second support element, which results in a parallel projection of the respective support element in the direction of construction on a surface perpendicular to the construction direction, thus has a length in said region.

Bevorzugt liegt die Abweichung von der Aufbaurichtung der zweiten Preferably, the deviation from the construction direction of the second

Stützelemente in einem Bereich zwischen 1 mm und 4 mm. In diesem Bereich ist die Stützstruktur besonders schnell und effizient mit hoher mechanischer Festigkeit mittels eines generativen Herstellungsverfahrens erzeugbar, z.B. mit dem oben beschriebenen Verfahren. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Stützelemente derart angeordnet sein, dass die Elementareinheiten als konvexe Polyeder ausgebildet sind. Die Elementareinheiten weisen demnach die äußere Gestalt eines Polyeders auf, beispielsweise als Polyeder in Form eines Quaders, eines Hexaeders, eines Oktae^¬ ders, eines Oktaederstumpfs, eines Tetraeders, eines Doppeltetraeders, eines poly- gonalen Prismas, eines Dodekaeders, eines Ikosaeders, eines Ikosidodekaeders o- der dergleichen. Support elements in a range between 1 mm and 4 mm. In this area, the support structure can be produced particularly quickly and efficiently with high mechanical strength by means of a generative production method, for example by the method described above. According to a further embodiment, the support elements may be arranged such that the elementary units are formed as convex polyhedra. The elementary units accordingly have the outer shape of a polyhedron, for example as polyhedra in the form of a cuboid, a hexahedron, an octae ^¬ ders, an octahedral stump, a tetrahedron, a double tetrahedron, a polygonal prism, a dodecahedron, an icosahedron, an icosidodecahedron or similar.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Hebelsystem mit zumindest einem drehbar an eine Basiskomponente angelenktem Hebel, wobei der Hebel durch ein Strukturbauteil nach einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Das Hebelsystem kann insbesondere eine Bewegungsvorrichtung zur Bewegung einer an dem Hebel gelagerten Komponente bilden. Beispielsweise kann das Hebelsystem als Teil eines Fahrwerks eines Luftfahrzeugs, einer Stellvorrichtung zur Positionierung einer Flügelklappe oder dergleichen Another aspect of the invention relates to a lever system having at least one lever pivotally hinged to a base component, wherein the lever is formed by a structural component according to one of the embodiments described above. The lever system may in particular form a movement device for moving a component mounted on the lever. For example, the lever system as part of a landing gear of an aircraft, a Adjusting device for positioning a wing flap or the like

vorgesehen sein. Auch kann das Hebelsystem als Teil einer Kinematik eines Roboters vorgesehen sein. Das den Hebel bildende Strukturbauteil weist insbesondere sich jeweils in einer Längsrichtung erstreckende Aufbau- und Basisbereiche auf. Das Strukturbauteil ist hierbei also insbesondere als längliches Bauteil ausgeführt. be provided. Also, the lever system may be provided as part of a kinematics of a robot. The structural component forming the lever has, in particular, superstructure and base areas extending in a longitudinal direction. The structural component is thus designed in particular as an elongate component.

In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur„entlang" einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von kleiner gleich 45 Grad, bevorzugt kleiner 30 Grad und With respect to direction indications and axes, in particular to directions and axes which relate to the course of physical structures, herein is understood to mean a course of an axis, a direction or a structure "along" another axis, direction or structure, that these, in particular the tangents resulting in a respective position of the structures each at an angle of less than or equal to 45 degrees, preferably less than 30 degrees and

insbesondere bevorzugt parallel zueinander verlaufen. particularly preferably parallel to each other.

In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur„quer" zu einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von größer oder gleich 45 Grad, bevorzugt größer oder gleich 60 Grad und insbesondere bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen. Hierin wird unter„einstückig",„einteilig",„integral" oder„in einem Stück" ausgebildeten Komponenten allgemein verstanden, dass diese Komponenten als ein einziges, eine Materialeinheit bildendes Teil vorliegen und insbesondere als ein solches hergestellt sind, wobei die eine von der anderen Komponente nicht ohne Aufhebung des Materialzusammenhalts von der anderen lösbar ist. With respect to directional indications and axes, and in particular to directional data and axes concerning the course of physical structures, herein a progression of an axis, a direction or a structure is understood to be "transverse" to another axis, direction or structure, that In particular, the tangents resulting in a respective location of the structures each extend at an angle of greater than or equal to 45 degrees, preferably greater than or equal to 60 degrees, and most preferably perpendicular to each other "In one piece" formed components generally understood that these components are present as a single, a material unit forming part and in particular as a such are prepared, wherein one of the other component is not releasable from the other without lifting the material cohesion.

Generative bzw. additive Herstellungsverfahren - auch als 3D-Druckverfahren bezeichnet - im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfassen alle Generative or additive manufacturing processes - also referred to as 3D printing processes - in the context of the present application include all

Fertigungsverfahren, bei welchen auf der Basis von geometrischen Modellen Objekte vordefinierter Form aus formlosen Materialien wie Flüssigkeiten und Pulvern oder formneutralen Halbzeugen wie etwa band- oder drahtförmigem Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse in einem speziellen generativen Fertigungssystem hergestellt werden. 3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung verwenden dabei additive Prozesse, bei denen das Ausgangsmaterial schichtweise in vorgegebenen Formen sequentiell aufgebaut wird. Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der  Manufacturing processes in which, on the basis of geometric models, objects of predefined form are produced from informal materials such as liquids and powders or shape-neutral semi-finished products such as strip or wire-shaped material by means of chemical and / or physical processes in a special generative manufacturing system. In the context of the present application, 3D printing processes use additive processes in which the starting material is built up sequentially in layers in predetermined forms. In the following the invention with reference to the figures of

Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:  Drawings explained. From the figures show:

Fig. l schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Fig. L schematic representation of a method according to a

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während der Durchführung eines ersten Verfahrensschritts;  Embodiment of the present invention during the implementation of a first method step;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verfahrens während der Fig. 2 is a schematic representation of the method during the

Durchführung eines weiteren Verfahrensschritts; Fig. 3 eine schematische Darstellung des Verfahrens nach Abschluss des in Fig. 2 dargestellten Verfahrensschritts; Fig. 4 eine schematische Darstellung des Verfahrens während derCarrying out a further method step; FIG. 3 shows a schematic illustration of the method after completion of the method step illustrated in FIG. 2; FIG. Fig. 4 is a schematic representation of the method during the

Durchführung eines weiteren Verfahrensschritts; Carrying out a further method step;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer 3D-Druckvorrichtung zur Fig. 5 is a schematic view of a 3D printing device for

Durchführung des Verfahrens;  Implementation of the procedure;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Strukturbauteils gemäß einem 6 is a perspective view of a structural component according to a

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Strukturbauteils gemäß einem  Embodiment of the present invention; 7 is a perspective view of a structural component according to a

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  Embodiment of the present invention;

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Hebelsystems gemäß einem Fig. 8 is a schematic representation of a lever system according to a

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  Embodiment of the present invention;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Industrieroboters mit Fig. 9 is a schematic representation of an industrial robot with

Hebelsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Luftfahrzeugs mit  Lever system according to another embodiment of the present invention; and Fig. 10 is a schematic representation of an aircraft with

Hebelsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.  Lever system according to another embodiment of the present invention.

In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.

In Fig. 1 ist schematisch und rein beispielhaft eine Schnittansicht einer In Fig. 1 is a schematic and purely by way of example a sectional view of a

Arbeitskammer 3 einer 3-D-Druckvorrichtung 2 in Form einer offenen Kavität dargestellt. Die Arbeitskammer 3 weist eine Werkplattform 4 auf, die beispielhaft als durch den Boden der Kavität ausgebildet dargestellt ist. Die prinzipielle Working chamber 3 of a 3-D printing device 2 in the form of an open cavity shown. The working chamber 3 has a work platform 4, which is exemplified as formed by the bottom of the cavity. The principal

Gestaltung und die Funktionsweise der 3-D-Druckvorrichtung 2 wird im Folgenden noch genauer anhand der Fig. 5 erläutert. Design and operation of the 3-D printing device 2 will be explained in more detail below with reference to FIG. 5.

Fig. 1 zeigt beispielhaft die Durchführung eines ersten Verfahrensschritts eines Verfahrens zur Herstellung eines Strukturbauteils 1. Das Verfahren umfasst insbesondere die Durchführung eines generativen Herstellungsverfahrens, beispielsweise eines selektiven Lasersinterverfahrens, eines Elektronenstrahl- Schmelzverfahrens oder ein Fused Deposition Modeling Verfahrens. In dem ersten Verfahrensschritt wird mittels generativer Fertigung ein sich flächig erstreckender Basisbereich 10 des Strukturbauteils 1 in einer Aufbaurichtung B aus einem 1 shows by way of example the implementation of a first method step of a method for producing a structural component 1. The method comprises, in particular, the implementation of a generative manufacturing method, for example a selective laser sintering method, an electron beam melting method or a fused deposition modeling method. In the first method step, a surface area 10 of the structural component 1 which extends in a planar manner in a construction direction B from one is produced by means of generative production

Modelliermaterial M aufgebaut. In Fig. 1 ist der Basisbereich 10 beispielhaft als ebene Schicht dargestellt, die in der Aufbaurichtung B schichtweise durch Modeling material M built. In Fig. 1, the base portion 10 is exemplified as a flat layer, which in the construction direction B in layers

Modelliermaterial M mit einer Dicke tlO erzeugt wurde. Der Basisbereich 10 weist insbesondere eine flächige Ausdehnung quer zur Aufbaurichtung B auf und erstreckt sich weiterhin in einer quer zur Aufbaurichtung verlaufenden Modeling material M was produced with a thickness t10. The base region 10 has, in particular, a planar extension transversely to the construction direction B and furthermore extends in a direction transverse to the construction direction

Längsrichtung L10. In den Fig. 1 bis 4 sowie in Fig. 7 ist der Basisbereich 10 des Strukturbauteils 1 beispielhaft als plattenförmige, flächige Schicht dargestellt. Das in Fig. 5 beispielhaft gezeigt Strukturbauteil 1 weist hingegen einen gekrümmt, insbesondere bogenförmig ausgebildeten Basisbereich 10 auf. Longitudinal direction L10. In FIGS. 1 to 4 and in FIG. 7, the base region 10 of the structural component 1 is shown by way of example as a plate-shaped, planar layer. By contrast, the structural component 1 shown by way of example in FIG. 5 has a curved, in particular arc-shaped, base region 10.

Die Fig. 2 und 3 zeigen einen weiteren Schritt des Verfahrens. Dabei erfolgt ein Ausbilden einer gitterartigen Stützstruktur 30. Hierbei werden zur Ausbildung der Stützstruktur 30 mittels des generativen Verfahrens eine Vielzahl von FIGS. 2 and 3 show a further step of the method. In this case, a lattice-like support structure 30 is formed. In this case, a plurality of. To form the support structure 30 by means of the generative method

Stützelementen 31, 32 in der Aufbaurichtung B auf dem Basisbereich 10 aufgebaut. Dies erfolgt derart, dass die Stützelemente 31, 32 innerhalb der Stützstruktur 30 sich wiederholende Elementareinheiten 35 mit jeweils gleicher äußerer Gestalt ausbilden. In den Fig. 2 und 3 sind die Stützelemente 31, 32 symbolisch als gerade Stäbchen dargestellt. In Fig. 2 ist der Aufbau der Stützstruktur 30 noch nicht abschlössen. Fig. 3 zeigt die vollständig aufgebaute Stützstruktur 30 mit deren endgültiger Erstreckung in Aufbaurichtung B. Der Aufbau der einzelnen Support elements 31, 32 constructed in the construction direction B on the base portion 10. This is done such that the support elements 31, 32 within the support structure 30 repetitive elementary units 35, each having the same outer shape form. In Figs. 2 and 3, the support members 31, 32 are symbolically represented as straight rods. In Fig. 2, the structure of the support structure 30 is not yet complete. FIG. 3 shows the completely constructed support structure 30 with its final extent in the direction of construction B. The structure of the individual

Stützelemente 31, 32 erfolgt somit schichtweise entlang der Aufbaurichtung B. Diese Prinzip ist aus einem Vergleich der Fig. 2 und 3 erkennbar. Supporting elements 31, 32 thus takes place in layers along the construction direction B. This principle can be seen from a comparison of FIGS. 2 and 3.

Wie aus der symbolischen Darstellung der Fig. 2 bis 4 sowie aus den Fig. 6 und 7 erkennbar ist, werden die Stützelemente 31, 32 jeweils als sich länglich As can be seen from the symbolic representation of Figs. 2 to 4 and from Figs. 6 and 7, the support members 31, 32 are each as elongated

erstreckende Komponenten ausgebildet. Beispielsweise können, wie in den Fig. 2 bis 5 sowie in Fig. 7 symbolisch dargestellt, stabförmige Stützelemente 31, 32 ausgebildet werden. Fig. 6 zeigt beispielhaft Stützelemente 31, 32 die als leicht gekrümmte, längliche Elemente ausgebildet sind. Zur Ausbildung der gitterartigen Stützstruktur 30 kann insbesondere vorgesehen sein, dass erste Stützelemente 31 und zweite Stützelemente 32 aufgebaut werden. Wie insbesondere in den Fig. 2, 6 und 7 gezeigt ist, werden die ersten extending components formed. For example, as shown symbolically in FIGS. 2 to 5 and in FIG. 7, rod-shaped supporting elements 31, 32 can be formed. Fig. 6 shows exemplary support members 31, 32 which are formed as slightly curved, elongated elements. In order to form the grid-like support structure 30, provision may be made, in particular, for first support elements 31 and second support elements 32 to be constructed. As shown particularly in FIGS. 2, 6 and 7, the first

Stützelemente 31 mit einer Längserstreckung in oder entlang der Aufbaurichtung B und die zweite Stützelementen 32 mit einer von der Aufbaurichtung B um eine Abweichung d32 abweichenden Längserstreckung aufgebaut. Die ersten und die zweiten Stützelemente 31, 32 verlaufen somit schräg zueinander. Damit wird eine verästelte Stützstruktur 30 erzeugt, wodurch die mechanische Stabilität der Stützstruktur 30 verbessert wird. Die Abweichung d32 von der Aufbaurichtung B der zweiten Stützelemente 32 kann insbesondere in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm, bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 mm und 4 mm liegen. Supporting elements 31 constructed with a longitudinal extent in or along the mounting direction B and the second support elements 32 with a deviating from the mounting direction B by a deviation d32 longitudinal extent. The first and second support members 31, 32 thus run obliquely to each other. Thus, a branched support structure 30 is generated, whereby the mechanical stability of the support structure 30 is improved. The deviation d32 from the mounting direction B of the second support elements 32 may in particular be in a range between 0.1 mm and 5 mm, preferably in a range between 1 mm and 4 mm.

Die Abweichung d31 kann insbesondere durch die Länge einer Abbildung eines jeweiligen zweiten Stützelements 32 definiert sein, die sich bei einer Parallelprojektion des jeweiligen Stützelements 32 in Aufbaurichtung B auf eine senkrecht zu der Aufbaurichtung B stehende Fläche ergibt. The deviation d31 can be defined, in particular, by the length of an image of a respective second support element 32, which is in a Parallel projection of the respective support member 32 in the direction of construction B results in a perpendicular to the mounting direction B surface.

Die Stützelemente 31, 32 werden derart aufgebaut, dass diese innerhalb der Stützstruktur 30 sich wiederholende Elementareinheiten 35 mit jeweils gleicher äußerer Gestalt ausbilden. In Fig. 2 ist beispielhaft eine erste Reihe von sich entlang der Längsrichtung L10 des Basisbereichs 10 wiederholenden Elementareinheiten 35 gezeigt, die symbolisch als Fünfecke dargestellt sind und die in Bezug auf die Aufbaurichtung B unmittelbar auf dem Basisbereich 10 ausgebildet sind. Sich in Aufbaurichtung B an diese erste Reihe anschließend ist in Fig. 2 beispielhaft eine weitere Reihe von sich entlang einer Längsrichtung L10 des Basisbereichs 10 wiederholenden Elementareinheiten 35 gezeigt, die symbolisch als Rauten dargestellt sind. In Fig. 3 ist eine weitere sich in Aufbaurichtung B anschließende sich entlang einer Längsrichtung L10 des Basisbereichs 10 wiederholenden The support elements 31, 32 are constructed such that they form within the support structure 30 repetitive elementary units 35, each having the same outer shape. FIG. 2 shows, by way of example, a first series of elementary units 35 that repeat symbolically along the longitudinal direction L10 of the base region 10 and that are represented symbolically as pentagons and that are formed directly on the base region 10 with respect to the construction direction B. Subsequently, in FIG. 2, a further row of elementary units 35 which repeat themselves along a longitudinal direction L10 of the base region 10 and which are shown symbolically as rhombuses is shown in FIG. In Fig. 3 is another subsequent in the mounting direction B along a longitudinal direction L10 of the base portion 10 repeated

Elementareinheiten 35 gezeigt, die symbolisch als Rauten dargestellt sind. Generell kann vorgesehen sein, dass die Stützelemente 31, 32 derart aufgebaut werden, dass die Elementareinheiten 35 als konvexe Polyeder ausgebildet werden. Hierbei bilden die Stützelemente 31, 32 jeweils Kanten des jeweiligen Polyeders aus. In Fig. 4 ist schematisch ein abschließender Schritt des Verfahrens dargestellt. Hierbei erfolgt ein Ausbilden eines sich in der Aufbaurichtung B an die Elementary units 35 shown symbolically represented as diamonds. In general, it can be provided that the support elements 31, 32 are constructed such that the elementary units 35 are formed as convex polyhedra. In this case, the support elements 31, 32 each form edges of the respective polyhedron. FIG. 4 schematically shows a final step of the method. In this case, a formation takes place in the construction direction B to the

Stützstruktur 30 anschließenden Aufbaubereichs 20 des Strukturbauteils 1. Wie in den Fig. 4, 6 und 7 gezeigt ist, weist der Aufbaubereich 20 ebenfalls eine flächige Ausdehnung quer zur Aufbaurichtung B auf und erstreckt sich entlang der As shown in FIGS. 4, 6 and 7, the build-up area 20 also has a planar extension transverse to the mounting direction B and extends along the

Längsrichtung L10. Weiterhin überlappt der Aufbaubereich 20 in Bezug auf die Längsrichtung L10 mit dem Basisbauteil 10, wie insbesondere in den Fig. 4 und 7 gezeigt ist. In Fig. 4 ist der Aufbaubereich 20 beispielhaft als ebene Schicht dargestellt, die in der Aufbaurichtung B schichtweise durch Modelliermaterial M mit einer Dicke t20 erzeugt wurde. Der Aufbaubereich 20 weist insbesondere eine flächige Ausdehnung quer zur Aufbaurichtung B auf. In den Fig. 4 und 7 ist der Aufbaubereich 20 des Strukturbauteils 1 beispielhaft als plattenförmige, flächige Schicht dargestellt. Das in Fig. 5 beispielhaft gezeigt Strukturbauteil 1 weist hingegen einen gekrümmt ausgebildeten Aufbaubereich 20 auf. Longitudinal direction L10. Furthermore, the body portion 20 overlaps with the base member 10 with respect to the longitudinal direction L10, as shown particularly in FIGS. 4 and 7. 4, the construction area 20 is shown by way of example as a planar layer, which in the construction direction B in layers by modeling M was produced with a thickness t20. In particular, the body region 20 has an areal extent transverse to the body direction B. In FIGS. 4 and 7, the construction area 20 of the structural component 1 is shown by way of example as a plate-shaped, planar layer. By contrast, the structural component 1 shown by way of example in FIG. 5 has a curved construction area 20.

Für die Durchführung des generativen Herstellungsverfahrens zur Herstellung des Strukturbauteils 1 wird das Modelliermaterial M an eine 3D-Druckvorrichtung 2 zugeführt, wie sie in Fig. 5 abgebildet ist. Hierzu kann das Modelliermaterial M beispielsweise in Pulverform vorliegen. Grundsätzlich sieht die vorliegendeFor the implementation of the generative manufacturing method for producing the structural component 1, the modeling material M is supplied to a 3D printing device 2, as shown in FIG. 5. For this purpose, the modeling material M may be in powder form, for example. Basically, the present sees

Erfindung vielfältige Möglichkeiten vor, das Modelliermaterial M zu verflüssigen, bei welchen Wärme gezielt lokal in abgelegtes Modelliermaterial M eingeleitet werden kann. Besonders die Verwendung von Lasern und/oder Teilchenstrahlen, z.B. Elektronenstrahlen, ist vorteilhaft, da hierbei Hitze sehr gezielt und kontrolliert erzeugbar ist. Das generativen Herstellungsverfahren kann somit beispielsweise aus der Gruppe selektiven Lasersinterns, selektiven Laserschmelzens, selektiven Elektronenstrahlsinterns und selektiven Elektronenstrahlschmelzens oder dergleichen ausgewählt werden. Grundsätzlich kann jedoch ein beliebiges additives Verfahren zur Anwendung kommen. Im Folgenden wird das Verfahren beispielhaft im Zusammenhang mit selektiven Laserschmelzen (SLM) erläutert, bei welchem das Modelliermaterial M in Pulverform auf eine Werkplattform 4 aufgebracht wird und gezielt durch lokale Laserbestrahlung mit einem Laserstrahl 5 verflüssigt wird, wodurch sich nach Abkühlung ein zusammenhängendes Strukturbauteil 1 ergibt. Invention manifold possibilities before to liquefy the modeling material M, in which heat targeted locally introduced in stored modeling material M. In particular, the use of lasers and / or particle beams, e.g. Electron beams, is advantageous because this heat is generated very targeted and controlled. Thus, the generative manufacturing process may be selected, for example, from the group of selective laser sintering, selective laser melting, selective electron beam sintering, and selective electron beam melting, or the like. In principle, however, any additive method can be used. In the following, the method is explained by way of example in connection with selective laser melting (SLM), in which the modeling material M is applied in powder form to a work platform 4 and liquefied in a targeted manner by local laser irradiation with a laser beam 5, resulting in a coherent structural component 1 after cooling ,

Eine Energiequelle in Form eines Lasers 5A, beispielsweise ein Nd:YAG-Laser, sendet einen Laserstrahl 5 ortsselektiv auf einen bestimmten Teil einer An energy source in the form of a laser 5A, for example an Nd: YAG laser, sends a laser beam 5 in a location-selective manner to a specific part of a laser

Pulveroberfläche des pulverförmigen Modelliermaterials M, welches in einer Arbeitskammer 3 auf einer Werkplattform 4 aufliegt. Dazu kann eine optische Ablenkvorrichtung bzw. ein Scanner-Modul wie etwa ein beweglicher bzw. Powder surface of the powdery modeling material M, which in a Working chamber 3 rests on a work platform 4. For this purpose, an optical deflection device or a scanner module such as a movable or

kippbarer Spiegel 5B vorgesehen sein, welcher den Laserstrahl 5 je nach seiner Kippstellung auf einen bestimmten Teil der Pulveroberfläche des tiltable mirror 5B be provided, which the laser beam 5 depending on its tilted position on a certain part of the powder surface of the

Modelliermaterials M ablenkt. An der Auftreffstelle des Laserstrahls 5 wird das Modelliermaterial M erhitzt, so dass die Pulverpartikel lokal aufgeschmolzen werden und bei einem Abkühlen ein Agglomerat bilden. In Abhängigkeit von einem durch eine Rechenvorrichtung, z.B. in Form eines PCs 6, bereitgestellten digitalen Modell des Strukturbauteils 1, rastert der Laserstrahl 5 die Modeling material M deflects. At the point of impact of the laser beam 5, the modeling material M is heated, so that the powder particles are locally melted and form an agglomerate upon cooling. Depending on one by a computing device, e.g. in the form of a PC 6, provided digital model of the structural component 1, the laser beam 5 rasterizes the

Pulveroberfläche ab. Nach dem selektiven Schmelzen und lokalen Agglomerieren der Pulverpartikel in der Oberflächenschicht des Modelliermaterials M kann überschüssiges, nicht agglomeriertes Modelliermaterial M ausgesondert werden. Danach wird die Werkplattform 4 mittels eines Absenkkolbens 7 abgesenkt (siehe Pfeil in Fig. 5) und mit Hilfe einer Pulverzufuhr 8 oder einer anderen geeigneten Einrichtung neues Modelliermaterial M aus einem Reservoir in die Arbeitskammer 3 überführt. Das Modelliermaterial M kann zur Beschleunigung des Powder surface off. After the selective melting and local agglomeration of the powder particles in the surface layer of the modeling material M, excess non-agglomerated modeling material M may be discarded. Thereafter, the work platform 4 is lowered by means of a lowering piston 7 (see arrow in FIG. 5) and transferred by means of a powder feed 8 or other suitable means new modeling material M from a reservoir into the working chamber 3. The modeling material M can be used to accelerate the

Schmelzprozesses durch Infrarotlicht auf eine knapp unter der Schmelztemperatur des Modelliermaterials M liegende Arbeitstemperatur vorgewärmt werden. Auf diese Weise entsteht in einem iterativen generativen Aufbauprozess ein Melting process by infrared light to a preheated just below the melting temperature of the modeling material M working temperature. This creates an iterative generative process of building up

dreidimensionales gesinterters bzw.„gedrucktes" Strukturbauteil 1 aus three-dimensional sintered or "printed" structural component 1 from

agglomeriertem Modelliermaterial M. Das umliegende pulverförmige agglomerated modeling material M. The surrounding powdery

Modelliermaterial M kann dabei bei der Abstützung des bis dahin aufgebauten Teils des Strukturbauteils 1 dienen. Durch die kontinuierliche Abwärtsbewegung der Werkplattform 4 entsteht das Strukturbauteil 1 in schichtweiser Modeling material M can serve to support the previously constructed part of the structural component 1. Due to the continuous downward movement of the work platform 4, the structural component 1 is formed in layers

Modellerzeugung, beginnend mit dem Basisbereich 10, darauf folgend der Stützstruktur 30 und abschließend mit dem Aufbaubereich 20. Die Fig. 6 und 7 zeigen jeweils beispielhafte Gestaltungen des Strukturbauteils 1. Bei dem in Fig. 6 beispielhaft gezeigten Strukturbauteil 1 ist der Basisbereich 10 als eine sich bogenförmig erstreckende, schmale Platte ausgeführt, die sich entlang einer Längsrichtung LIO erstreckt. Der zu dem Basisbereich 10 in einer Modeling, starting with the base region 10, subsequently the support structure 30 and finally with the build-up area 20. FIGS. 6 and 7 each show exemplary configurations of the structural component 1. In the structural component 1 shown by way of example in FIG. 6, the base region 10 is designed as an arcuately extending, narrow plate which extends along a longitudinal direction LIO. The to the base region 10 in a

Dickenrichtung T beabstandet gelegene Aufbaubereich 20 überlappt mit dem Basisbereich 10. Die Dickenrichtung T entspricht der Aufbaurichtung B. Der Aufbaubereich 20 ist als schmale Platte mit einem gestuften, bogenförmigen Verlauf ausgebildet. Insbesondere weist der Aufbaubereich einen ersten Thickness direction T spaced mounting area 20 overlaps with the base portion 10. The thickness direction T corresponds to the mounting direction B. The build-up area 20 is formed as a narrow plate with a stepped, arcuate course. In particular, the construction area has a first

Längsabschnitt 20A auf, der sich entlang eines Abschnitts des Basisbereichs 10 erstreckt, mit dem der erste Längsabschnitt 20A überlappt. In Bezug auf die Längsrichtung L10 schließt sich an den ersten Längsabschnitt 20A ein Longitudinal section 20A, which extends along a portion of the base portion 10, with which the first longitudinal portion 20A overlaps. With respect to the longitudinal direction L10, the first longitudinal section 20A follows

Stufenabschnitt 20B an, der quer zu dem ersten Längsabschnitt 20B und mit entlang der Längsrichtung L10 größer werdendem Abstand zu dem Basisbereich 10 verläuft. In Bezug auf eine Längsrichtung L10 schließt sich an den Step portion 20 B, which extends transversely to the first longitudinal portion 20 B and along the longitudinal direction L 10 increasing distance to the base portion 10. With respect to a longitudinal direction L10 connects to the

Stufenabschnitt 20B ein Bogenabschnitt 20C an, der bogenförmig mit entlang der Längsrichtung L10 kleiner werdendem Abstand zu dem Basisbereich 10 verläuft. An in Bezug auf die Längsrichtung L10 entgegengesetzt gelegenen Enden 1A, 1B des Strukturbauteils 1 kann jeweils ein Funktionsbereich 41, 42 vorgesehen sein, beispielsweise wie in Fig. 6 gezeigt in Form von zylindrischen Hülsen, die jeweils sich quer zu der Längsrichtung L10 erstreckende Ausnehmungen definieren. Die Ausnehmungen können beispielsweise als Lageraufnahmen oder dergleichen vorgesehen sein. Step portion 20 B, an arc portion 20 C, which extends arcuately with decreasing along the longitudinal direction L 10 to the base region 10. A respective functional region 41, 42 may be provided on opposite ends 1A, 1B of the structural component 1, for example as shown in FIG. 6 in the form of cylindrical sleeves, each defining recesses extending transversely to the longitudinal direction L10 , The recesses may be provided, for example, as a bearing receptacles or the like.

Die Stützstruktur 30 des in Fig. 6 gezeigten Strukturbauteils 1 ist durch jeweils leicht gekrümmt verlaufende, längliche Stützelemente 31, 32 ausgebildet. Diese bilden dabei insbesondere in einem in Bezug auf die Dickenrichtung T mittleren Bereich 30A sich entlang der Längsrichtung L10 innerhalb der Stützstruktur 30 wiederholende Elementareinheiten 35 mit jeweils gleicher äußerer Gestalt in Form aus. Der Basisbereich 10, der Aufbaubereich 20 und die Stützstruktur 30 sind einstückig ausgebildet, beispielsweise mittels des oben beschriebenen The support structure 30 of the structural component 1 shown in FIG. 6 is formed by elongated support elements 31, 32 extending in each case in a slightly curved manner. In the process, these form elementary units 35, each having the same outer shape, in particular in a central region 30A with respect to the thickness direction T along the longitudinal direction L10 within the support structure 30 out. The base region 10, the construction region 20 and the support structure 30 are integrally formed, for example by means of the above-described

Herstellungsverfahrens. In Fig. 7 ist eine beispielhafte Gestaltung des Strukturbauteils 1 gezeigt, bei welcher der Basisbereich 10 und der Aufbaubereich 20 einander vollständig überlappen und in der Dickenrichtung T beabstandet zueinander angeordnet sind. Der Aufbaubereich 20 und der Basisbereich 10 sind dabei jeweils als etwa rechteckförmige Platten ausgebildet. Zwischen dem Basisbereich 10 und dem Aufbaubereich 20 ist die Stützstruktur 30 angeordnet. Der Basisbereich 10, der Aufbaubereich 20 und die Stützstruktur 30 sind einstückig ausgebildet, Manufacturing process. FIG. 7 shows an exemplary configuration of the structural component 1, in which the base region 10 and the mounting region 20 completely overlap each other and are arranged spaced apart in the thickness direction T. The construction area 20 and the base area 10 are each formed as approximately rectangular plates. Between the base region 10 and the construction region 20, the support structure 30 is arranged. The base region 10, the construction region 20 and the support structure 30 are integrally formed,

beispielsweise mittels des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens. Zur Gestaltung der Stützstruktur 30 wird auf die obigen Ausführungen zu Fig. 6 und zu den Fig. 2 bis 4 verwiesen. for example by means of the manufacturing method described above. For the design of the support structure 30, reference is made to the above statements to Fig. 6 and to Figs. 2 to 4.

In Fig. 7 ist beispielhaft ein Strukturbauteil 1 gezeigt, welches einen optionalen Wandungsbereich 50 aufweist. Dieser erstreckt sich entlang der Dickenrichtung T zwischen dem Basisbereich 10 und dem Aufbaubereich 20. Insbesondere verbindet der Wandungsbereich 50 einen Randbereich 10A des Basisbereichs 10 mit einem Randbereich 20A des Aufbaubereichs 20. Ein solcher Wandungsbereich 50 kann auch in dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel des Strukturbauteils 1 vorgesehen sein. Generell können mehrere Wandungsbereiche 50 vorgesehen sein, sodass durch die Wandungsbereiche 50, den Basisbereich 10 und den FIG. 7 shows by way of example a structural component 1 which has an optional wall region 50. This extends along the thickness direction T between the base region 10 and the construction region 20. In particular, the wall region 50 connects an edge region 10A of the base region 10 to an edge region 20A of the construction region 20. Such a wall region 50 can also be used in the exemplary embodiment of FIG Structural component 1 may be provided. In general, a plurality of wall regions 50 may be provided, so that the wall regions 50, the base region 10 and the

Aufbaubereich 20 ein geschlossener Hohlraum gebildet wird, in welchem die Stützstruktur 30 ausgebildet ist. Der Wandungsbereich 50 kann insbesondere einstückig mit dem Basisbereich 10 und dem Aufbaubereich 20 ausgebildet sein und beispielsweise mittels eines generativen Herstellungsverfahrens gleichzeitig mit der Stützstruktur 30 in der Aufbaurichtung B auf dem Basisbereich aufgebaut werden. Build-up 20 a closed cavity is formed, in which the support structure 30 is formed. The wall region 50 may in particular be formed integrally with the base region 10 and the build-up region 20 and simultaneously, for example by means of a generative manufacturing process be constructed with the support structure 30 in the body direction B on the base region.

Die Fig. 6 und 7 zeigen somit allgemein ein Strukturbauteil 1 mit einem sich flächig erstreckenden Basisbereich 10, mit einem sich flächig erstreckenden Aufbaubereich 20, der in einer Dickenrichtung T beabstandet zu dem Basisbereich 10 angeordnet ist und mit einer sich zwischen dem Basisbereich 10 und dem Aufbaubereich 20 erstreckenden gitterartigen Stützstruktur 30, die eine Vielzahl von Stützelementen 31, 32 aufgebaut ist. Wie in den Fig. 6 und 7 beispielhaft gezeigt, bilden die FIGS. 6 and 7 thus generally show a structural component 1 with a planarly extending base region 10, with a planarly extending build-up region 20, which is arranged in a thickness direction T at a distance from the base region 10 and with one between the base region 10 and Build-up area 20 extending grid-like support structure 30, which is a plurality of support members 31, 32 is constructed. As shown by way of example in FIGS. 6 and 7, the form

Stützelemente 31, 32 innerhalb der Stützstruktur 30 sich wiederholende Support members 31, 32 within the support structure 30 repetitive

Elementareinheiten 35 mit jeweils gleicher äußerer Gestalt aus. Der Basisbereich 10, der Aufbaubereich 20 und die Stützstruktur 30 sind einstückig ausgebildet. Die Dickenrichtung T entspricht der Aufbaurichtung B, entlang derer der Basisbereich 10, die Stützstruktur 30, der Aufbaubereich 20 und gegebenenfalls der optionale Wandungsbereich 50 ausgebildet werden.  Elementareinheiten 35 each having the same outer shape. The base region 10, the body region 20 and the support structure 30 are integrally formed. The thickness direction T corresponds to the construction direction B, along which the base region 10, the support structure 30, the build-up region 20 and optionally the optional wall region 50 are formed.

Die Fig. 8 zeigt schematisch ein Hebelsystem 100 mit zumindest einem drehbar an eine Basiskomponente 101 angelenkten Hebel 102. Der Hebel 102 ist dabei durch das Strukturbauteil 1, z.B. durch das in Fig. 6 gezeigte Strukturbauteil 1 FIG. 8 schematically shows a lever system 100 with at least one lever 102 which is rotatably hinged to a base component 101. The lever 102 is thereby moved by the structural component 1, e.g. by the structural component 1 shown in FIG. 6

ausgebildet. Die in Fig. 8 schematisch dargestellte Basiskomponente 101 kann beispielsweise ein weiteres Strukturbauteil 1 gemäß einer der oben beschriebenen Gestaltungsvarianten sein. educated. The base component 101 shown schematically in FIG. 8 can be, for example, a further structural component 1 according to one of the design variants described above.

Fig. 9 zeigt eine beispielhafte Anwendung des Hebelsystems 100 an einem FIG. 9 shows an exemplary application of the lever system 100 to a

Industrieroboter 103. Die jeweils als Strukturbauteil 1 ausgeführten Hebel 101 bilden dabei Bewegungsarme des Industrieroboters 103. In Fig. 10 ist ein Luftfahrzeug 104 gezeigt, dessen Fahrwerke 105 jeweils ein Hebelsystem 100 gemäß der schematischen Darstellung der Fig. 8 aufweisen. Industrial robot 103. The lever 101 which is embodied in each case as a structural component 1 forms movement arms of the industrial robot 103. In Fig. 10, an aircraft 104 is shown, the carriages 105 each have a lever system 100 according to the schematic representation of FIG. 8.

Dabei kann der als Strukturbauteil 1 ausgeführten Hebel 101 insbesondere eine Stütze für ein Rad des Luftfahrzeugs 104 bilden. Das Strukturbauteil 1 kann dabei beispielsweise wie in Fig. 6 dargestellt ausgeführt sein. Das Basisteil 101 kann beispielsweise durch eine im Rumpf des Luftfahrzeugs 104 befestigte Haltestruktur (nicht dargestellt) gebildet sein. In this case, the lever 101 embodied as a structural component 1 can in particular form a support for a wheel of the aircraft 104. The structural component 1 can be embodied, for example, as shown in FIG. 6. The base part 101 can be formed, for example, by a holding structure (not shown) fastened in the fuselage of the aircraft 104.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar. Although the present invention has been exemplified above by means of embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, combinations of the preceding embodiments are conceivable.

BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Strukturbauteil 1 structural component

1A, 1B Enden des Strukturbauteils 2 3-D-Druckvorrichtung  1A, 1B ends of the structural component 2 3-D printing device

3 Arbeitskammer  3 working chamber

4 Werkplattform  4 work platform

5 Laserstrahl  5 laser beam

5A Laser 5A laser

5B Spiegel 5B mirror

6 PC  6 pcs

7 Absenkkolben  7 lowering piston

8 Pulverzufuhr  8 powder feed

10 Basisbereich 10 base area

10A Randbereich des Basisbereichs10A edge area of the base area

20 Aufbaubereich 20 construction area

20A Randbereich des Aufbaubereichs 20A edge area of the construction area

30 Stützstruktur 30 support structure

30A mittlerer Bereich  30A middle range

31 erste Stützelemente 31 first support elements

32 zweite Stützelemente  32 second support elements

35 Elementareinheiten  35 elementary units

41, 42 Funktionsbereich  41, 42 functional area

50 Wandungsbereich  50 wall area

100 Hebelsystem 100 lever system

101 Basiskomponente  101 basic component

102 Hebel  102 levers

103 Industrieroboter 104 Luftfahrzeug 103 industrial robots 104 aircraft

105 Fahrwerk  105 suspension

B Aufbaurichtung d32 Abweichung  B Body direction d32 Deviation

T Dickenrichtung tlO Dicke der Basisschicht T thickness direction t10 The thickness of the base layer

M Modelliermaterial M modeling material

Claims

ANSPRUCHE

Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils (1), aufweisend die Process for producing a structural component (1), comprising

Durchführung eines generativen Herstellungsverfahrens mit folgenden Schritten: Carrying out a generative manufacturing process with the following steps:

Aufbauen eines sich flächig erstreckenden Basisbereichs (10) des  Constructing a flatly extending base region (10) of the

Strukturbauteils (1) in einer Aufbaurichtung (B); Structural component (1) in a construction direction (B);

Ausbilden einer gitterartigen Stützstruktur (30) durch Aufbau eine Vielzahl von Stützelementen (31; 32) in der Aufbaurichtung (B) auf dem Basisbereich (10) derart, dass die Stützelemente (31; 32) innerhalb der Stützstruktur (30) sich wiederholende Elementareinheiten (35) mit jeweils gleicher äußerer Gestalt ausbilden; und  Forming a lattice-like support structure (30) by constructing a plurality of support elements (31; 32) in the construction direction (B) on the base region (10) such that the support elements (31; 32) within the support structure (30) are repeating elementary units (31). 35) each having the same outer shape; and

Ausbilden eines sich in der Aufbaurichtung (B) an die Stützstruktur (30) anschließenden Aufbaubereichs (20) des Strukturbauteils (1), wobei der Aufbaubereich (20) sich flächig erstreckt.  Forming a build-up area (20) of the structural component (1) which adjoins the support structure (30) in the construction direction (B), wherein the build-up area (20) extends in a planar manner.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Ausbildung der gitterartigen The method of claim 1, wherein the formation of the lattice-like

Stützstruktur (30) erste Stützelemente (31) mit einer Längserstreckung in Aufbaurichtung (B) und zweite Stützelemente (32) mit einer von der Aufbaurichtung (B) abweichenden Längserstreckung aufgebaut werden. Support structure (30) first support elements (31) with a longitudinal extension in the body direction (B) and second support elements (32) are constructed with a different from the mounting direction (B) longitudinal extent.

Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Abweichung (d32) von der The method of claim 2, wherein a deviation (d32) from the

Aufbaurichtung (B) der zweiten Stützelemente (32) in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm liegt. Assembly direction (B) of the second support elements (32) is in a range between 0.1 mm and 5 mm.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the

Stützelemente (31; 32) derart aufgebaut werden, dass die  Supporting elements (31; 32) are constructed such that the

Elementareinheiten (35) als konvexe Polyeder ausgebildet werden.  Elementary units (35) are formed as convex polyhedra.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das generative Herstellungsverfahren ein selektives Lasersinterverfahren, eine 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the generative manufacturing method, a selective laser sintering method, a

Elektronenstrahl-Schmelzverfahren oder ein Fused Deposition Modeling Verfahren umfasst.  Electron beam fusion or a fused deposition modeling method includes.

6. Strukturbauteil (1) 6. Structural component (1)

mit einem sich flächig erstreckenden Basisbereich (10);  with a flat base portion (10);

mit einem sich flächig erstreckenden Aufbaubereich (20), der in einer with a two-dimensional construction area (20), in a

Dickenrichtung (T) beabstandet zu dem Basisbereich (10) angeordnet ist; und Thickness direction (T) spaced from the base region (10) is arranged; and

mit einer sich zwischen dem Basisbereich (10) und dem Aufbaubereich (20) erstreckenden gitterartigen Stützstruktur (30), die eine Vielzahl von  with a grid-like support structure (30) extending between the base area (10) and the building area (20) and comprising a plurality of

Stützelementen (31;32) aufgebaut ist;  Support elements (31; 32) is constructed;

wobei die Stützelemente (31; 32) innerhalb der Stützstruktur (30) sich wiederholende Elementareinheiten (35) mit jeweils gleicher äußerer Gestalt ausbilden; und  wherein the support members (31; 32) within the support structure (30) form repeating elementary units (35) each having the same outer shape; and

wobei der Basisbereich (10), der Aufbaubereich (20) und die Stützstruktur (30) einstückig ausgebildet sind.  wherein the base portion (10), the body portion (20) and the support structure (30) are integrally formed.

7. Strukturbauteil (1) nach Anspruch 6, wobei die gitterartigen Stützstruktur (20) durch erste Stützelemente (31) mit einer Längserstreckung in 7. Structural component (1) according to claim 6, wherein the grid-like support structure (20) by first support elements (31) with a longitudinal extent in

Dickenrichtung (T) und zweite Stützelemente (32) mit einer von der  Thickness direction (T) and second support elements (32) with one of the

Aufbaurichtung abweichenden Längserstreckung aufgebaut ist. Strukturbauteil (1) nach Anspruch 7, wobei die Abweichung (d32) von Aufbaurichtung (B) der zweiten Stützelemente (32) in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm liegt. Assembly direction deviating longitudinal extent is constructed. The structural member (1) according to claim 7, wherein the deviation (d32) of the mounting direction (B) of the second support members (32) is in a range between 0.1 mm and 5 mm.

9. Strukturbauteil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Stützele^¬ mente (31; 32) derart angeordnet sind, dass die Elementareinheiten (35) als konvexe Polyeder ausgebildet sind. 9. Structural component (1) according to one of claims 6 to 8, wherein the Stützele ^¬ elements (31; 32) are arranged such that the elementary units (35) are formed as convex polyhedra.

Hebelsystem (100) mit zumindest einem drehbar an eine Basiskomponente (101) angelenktem Hebel (102), wobei der Hebel (102) durch ein A lever system (100) having at least one lever (102) pivotably connected to a base component (101), wherein the lever (102) passes through a lever (102)

Strukturbauteil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 ausgebildet ist.  Structural component (1) according to one of claims 6 to 9 is formed.