WO2018184725A1

WO2018184725A1 - Method for additively manufacturing a three-dimensional component and method for calculating a scanning strategy for the corresponding control of a system for additively manufacturing a three-dimensional component

Info

Publication number: WO2018184725A1
Application number: PCT/EP2018/000157
Authority: WO
Inventors: Vasily Ploshikhin
Original assignee: Amsis Gmbh
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2018-10-11
Also published as: WO2018184725A8; DE102017107362A1

Abstract

Disclosed is a method for additively manufacturing a three-dimensional component (1) from multiple component layers by the repeated incremental addition, more particularly in layers, of powdered, wire- or strip-like component starting material, more particularly metallic component starting material, and more particularly an incremental, shaping consolidation of the component starting material by selective melting and/or sintering using an amount of heat applied, in particular locally, by at least one energy source according to a scanning strategy, the trajectories (30, 31, 32) of the application of heat being laid out on the basis of the determination, more particularly the simulation-based determination, of a local heat dissipation capacity. Also disclosed is a method for calculating a scanning strategy for the corresponding control of a system for additively manufacturing a three-dimensional component, and a related system.

Description

Verfahren zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils und Verfahren zur Berechnung einer Scanstrategie zwecks entsprechender Ansteuerung einer Anlage zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils Method for the additive production of a three-dimensional component and method for calculating a scanning strategy for the purpose of corresponding activation of a system for the additive production of a three-dimensional component

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils aus mehreren Bauteilschichten durch mehrfaches inkrementelles, insbesondere schichtweises, Hinzufügen von pulver-, draht- oder bandförmigem, insbesondere metallischem, Bauteilausgangsmaterial und, insbesondere inkrementelles, formgebendes Verfestigen durch jeweils selektives Schmelzen und/oder Sintern des Bauteilausgangsmaterials mittels einer durch mindestens eine Energiequelle, insbesondere lokal, gemäß einer Scanstrategie eingebrachten Wärmemenge und ein Verfahren zur Berechnung einer Scanstrategie zwecks entsprechender Ansteuerung einer Anlage zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils. The present invention relates to a method for the additive production of a three-dimensional component from a plurality of component layers by multiple incremental, in particular layer by layer, adding powder, wire or tape, in particular metallic, component starting material and, in particular incremental, shaping solidification by each selective melting and / or Sintering of the component starting material by means of a heat quantity introduced by at least one energy source, in particular locally, in accordance with a scanning strategy, and a method for calculating a scanning strategy for the purpose of corresponding activation of a system for the additive production of a three-dimensional component.

Insbesondere geht es um additive Fertigungsverfahren, bei denen der Energieeintrag, insbesondere Wärmeeintrag, lokal erfolgt. In particular, it is about additive manufacturing processes in which the energy input, in particular heat input, takes place locally.

Mit„Bauteil" soll auch ein Bauteil inklusive Bauplatte (Basisplatte) und Stützstruktur(en) gemeint sein. Zudem soll der Begriff„Bauteil" auch einen Bauteil-Satz, wie z. B. ein in einem Baujob in einem Bauraum gefertigtes Konstrukt, das z.B. aus mehreren, z.B. identischen, Einzelbauteilen bestehen kann, umfassen. The term "component" is also intended to mean a component including a building board (base plate) and a support structure (s). B. a manufactured in a construction job in a space construct, the e.g. of several, e.g. identical, individual components may consist.

Als Energiequelle(n) kann/können zum Beispiel ein Lichtbogen, ein Plasma bzw. Plasmastrahl, ein Laser- oder Elektronenstrahl oder ähnliches verwendet werden. Das As the energy source (s), for example, an arc, a plasma jet, a laser beam, electron beam or the like may be used. The

BESTÄTIGUNGSKOPIE additive Herstellungsverfahren kann insbesondere ein strahlbasiertes additives Herstellungsverfahren, wie z.B. selektives Laserschmelzen oder selektives Elektronenstrahlschmelzen, sein. Das Bauteilausgangsmaterial kann aus Metall, Kunststoff oder Keramik hergestellt werden. Es kann auch z.B. ein Pulver, ein Pulver-Fülldraht oder - Füllband sein. CONFIRMATION COPY Additive manufacturing processes may be, in particular, a jet-based additive manufacturing process, such as selective laser melting or selective electron beam melting. The component starting material can be made of metal, plastic or ceramic. It can also be, for example, a powder, a powder cored wire or filler band.

Bei dem additiven Herstellungsverfahren, das auch als generatives Herstellungsverfahren bezeichnet wird, kann es sich beispielsweise um Lichtbogen-, Plasma-, Laser- und Elektronenstrahlauftragsschweißen und allgemeiner Auftragsschweißen, insbesondere Pulverauftragsschweißen, Laser- und Elektronenstrahlschmelzen, Lasersintern und alle weiteren Verfahren handeln, bei denen Material in der Schmelze zur Generierung eines Bauteils selektiv aufgetragen wird. The additive manufacturing process, which is also referred to as a generative manufacturing process, may be, for example, arc, plasma, laser and electron beam deposition welding and general build-up welding, in particular powder coating, laser and electron beam melting, laser sintering and all other processes in which material is selectively applied in the melt to generate a component.

Als Materialauftragsverfahren sind z.B. Pulver- oder Drahtauftragsschweißen bei additiver Fertigung metallischer Werkstoffe oder z.B. Fused Deposition Modelling-Technologien zur additiven Generierung von Kunststoffbauteilen denkbar. As a material application method, e.g. Powder or wire coating welding with additive production of metallic materials or e.g. Fused deposition modeling technologies for the additive generation of plastic components conceivable.

In den heutigen Anlagen zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen werden die Trajektorien des Energieeintrags, insbesondere des Wärmeeintrags, hauptsächlich rein geometrisch ausgelegt. Dabei erfolgt eine Unterteilung der zu generierenden Schichtgeometrie in einzelne, normalerweise rechteckige Segmente (oft als„Insel" oder „Streifen" benannt). Innerhalb eines Segments werden äquidistant geradlinige Trajektorien (als Belichtungsvektoren oder Scanvektoren genannt) parallel zu den Segmentgrenzen ausgelegt. Der eigentliche Energie- bzw. Wärmeeintrag erfolgt z.B. durch einen Laser entlang eines Belichtungsvektors. Mit Hilfe einer Scanvorrichtung werden mehrere Belichtungsvektoren innerhalb eines Segments nacheinander erzeugt. Mit anderen Worten wird die Energie- bzw. Wärmemenge mittels einer Scanstrategie eingebracht. Mit dem Begriff„Scanstrategie" soll hier in erster Linie die Beschreibung der Konsolidierung eines definierten Bereichs in einer Schicht aus einem Bauteilausgangsmaterial mit dem bereits generieten (konsolidierten) Teil des Bauteils durch Verschmelzung, Verschweißung, Versinterung oder Verfestigung mittels mindestens einer bewegten (insbesondere punktförmigen) Energiequelle unter Berücksichtigung von Ablenkwegen bzw. Belichtungswegen (Scanmuster) und Strahlparametern sowie der Zeitabhängigkeit der Ablenkwege und Richtungsabhängigkeit der Ablenkwege zur Erzeugung gewünschter Bauteil- und Gefügeeigenschaften gemeint sein. Die Scanstrategie umfasst ein Scanmuster (englisch: scaning pattern). Dabei handelt es sich um die geometrische Beschreibung der Ablenkwege oder Verbindungslinien von aufeinander folgenden Energieeinträgen, wenn zum Beispiel gepulst wird, zur Verfestigung der Bauteilkontur und/oder des Bauteilquerschnitts mittels mindestens eines Strahls oder einer anderen Wärmequelle. In today's systems for the additive production of three-dimensional components, the trajectories of the energy input, in particular the heat input, designed mainly purely geometrically. Here, a subdivision of the layer geometry to be generated into individual, usually rectangular segments (often called "island" or "strip") takes place. Within a segment, equidistant rectilinear trajectories (called exposure vectors or scan vectors) are laid out parallel to the segment boundaries. The actual energy or heat input takes place, for example, by a laser along an exposure vector. With the aid of a scanning device, several exposure vectors within a segment are generated one after the other. In other words, the amount of energy or heat is introduced by means of a scanning strategy. The term "scan strategy" is intended here primarily to describe the consolidation of a defined area in a layer of a component starting material with the already generieten (consolidated) part of the component by fusion, welding, sintering or solidification by means of at least one moving (in particular punctiform) Energy source under consideration of deflection paths or exposure paths (scan pattern) and beam parameters and the time dependence of Deflection paths and directional dependence of the deflection to produce desired component and structural properties to be meant. The scan strategy includes a scan pattern. This is the geometric description of the deflection paths or connecting lines of successive energy inputs, for example when pulsing, for solidifying the component contour and / or the component cross section by means of at least one beam or another heat source.

Gemäß der DE 100 42 134 C2 wird eine bessere Gleichmäßigkeit des Energie- bzw. Wärmeeintrags dadurch erreicht, dass bei der Generierung einer Bauteilschicht die Position der einzelnen Segmente nach dem Zufallsprinzip ausgewählt wird. According to DE 100 42 134 C2, a better uniformity of the energy or heat input is achieved by selecting the position of the individual segments randomly when generating a component layer.

Während eines additiven Herstellungsverfahrens können durch den schichtweisen Aufbau und die lokale Energieeinbringung, insbesondere in der Nähe von Bauteilrändern, Wärmestaus und insbesondere lokale Überhitzungen („Hotspots") entstehen. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Bauteilqualität und insbesondere der Oberfläche des Bauteils aufgrund von Ansinterungseffekten oder unerwünschten lokalen Deformationen (Verzug) führen. During an additive manufacturing process, thermal build-up and, in particular, local overheating ("hotspots") can occur due to the layered structure and the local energy input, in particular close to component edges, which can impair the component quality and in particular the surface of the component due to sintering effects lead to undesirable local deformations (delay).

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils bereitzustellen, mit dem Bauteile in einer besseren Qualität gefertigt werden können. The present invention is therefore based on the object to provide a method for the additive production of a three-dimensional component with which components can be manufactured in a better quality.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die Auslegung der Trajektorien und/oder die Reihenfolge und/oder die Richtung der Trajektorien des Wärmeeintrags auf Basis einer, insbesondere simulationsbasiert, ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit oder anhand einer Funktion derselben in einer jeweiligen Bauteilschicht erfolgt. Die Ermittlung der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ist in der DE 102016120998.8 Ai beschrieben, deren diesbezügliche Offenbarung durch Bezugnahme hierin vollumfänglich aufgenommen wird. According to the invention, this object is achieved in the generic method in that the design of the trajectories and / or the order and / or direction of the trajectories of heat input on the basis of, in particular simulation-based, local heat dissipation capability or based on a function thereof in a respective component layer , The determination of the local heat dissipation capability is described in DE 102016120998.8 Ai, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

Insbesondere handelt es sich um ein computer-implementiertes Verfahren. Die lokale Wärmeableitungsfähigkeit charakterisiert die Fähigkeit eines Bauteilbereichs, Wärme in das Innere des Bauteils abzutransportieren. In particular, it is a computer-implemented method. The local heat dissipation capability characterizes the ability of a device area to carry heat to the interior of the device.

Vorteilhafterweise wird mindestens ein Teil der Trajektorien des Wärmeeintrags entlang Isolinien oder Quasi-Isolinien der ermittelten lokalen Wärmableitungsfähigkeit ausgelegt. Mit Quasi-Isolinien sollen Linien gemeint sein, die Isolinien recht nahe kommen. Die erzeugten Konsolidierungsspuren werden dabei gleichmäßiger abgekühlt, was zur Verringerung der lokalen Eigenspannungen und des lokalen Verzugs führen wird. Durch die zu erwartenden gleichen thermischen Bedingungen entlang der gesamten Trajektorie wird eine bessere lokale Prozessstabilität (z.B. Aufrechterhaltung des konstanten Schmelzbades beim selektiven Laserschmelzen) gewährleistet. Advantageously, at least a portion of the trajectories of the heat input along isolines or quasi-isolines of the determined local heat dissipation capability is designed. Quasi-isolines are intended to mean lines that are quite close to isolines. The resulting traces of consolidation will be cooled more evenly, which will lead to a reduction in local residual stress and local distortion. The expected same thermal conditions along the entire trajectory ensure better local process stability (e.g., maintenance of the constant melt pool in selective laser melting).

Es werden sich üblicherweise gekrümmte und lange Trajektorien des Energie- bzw. Wärmeintrags ergeben. Dies birgt weitere Vorteile. Nach dem aktuellen Stand der Technik beim selektiven Laserschmelzen wird der Laser bei der Erzeugung eines Belichtungsvektors (Trajektorie) innerhalb eines rechteckigen Segments an den Grenzen dieses Segments immer wieder ein- und ausgeschaltet. Dies führt zu lokalen Instationäritäten im Temperaturfeld und zur Ausbildung von Mikrodefekten gerade im Grenzbereich zwischen benachbarten Segmenten. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Trajektorien viel länger und müssen die Energie- bzw. Wärmequellen nicht so oft ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch wird gleichzeitig die gesamte Aufbaurate erhöht und eine höhere Materialqualität mit weniger Mikrodefekten ermöglicht. There will usually be curved and long trajectories of energy or heat input. This has other advantages. According to the current state of the art in selective laser melting, the laser is repeatedly turned on and off in the generation of an exposure vector (trajectory) within a rectangular segment at the boundaries of this segment. This leads to local instabilities in the temperature field and to the formation of microdefects just in the border region between adjacent segments. According to a particular embodiment of the present invention, trajectories become much longer and energy sources or heat sources do not need to be turned on and off as often. This simultaneously increases the overall build-up rate and enables higher material quality with fewer microdefects.

Physisch stellt eine Trajektorie eine Konsolidierungsspur das, wie z.B. eine Schmelzspur/Schweißpfad beim selektiven Laserschmelzen von metallischen Werkstoffen oder eine verfestigte Drahtspur bei dem Verfahren der Fused Deposition Modelling von thermoplastischen Kunststoffen. Diese Spur hat eine bestimmte Breite, welche von den Prozessparametern (z.B. Leistung des Strahls und seine Geschwindigkeit) abhängig ist. Die einzelnen Konsolidierungsspuren werden vorteilhafterweise so ausgelegt, dass sie sich berühren oder überschneiden, so dass die gesamte konsolidierte Bauteilschicht komplett dicht ist. Daher sollten vorteilhafterweise die Trajektorien, welche eine Mittellinie dieser Spuren darstellen, mit einem solchen Abstand ausgelegt werden, dass sich die entsprechenden Spuren in einem vorgegebenen Grad überschneiden. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Trajektorien in sich geschlossene Linien sind. Die Trajektorien werden vorteilhafterweise entlang der Isolinien ausgelegt. Die Isolinien, wenn sie sich komplett im Bauteilinneren befinden, sind immer in sich geschlossen. Die Trajektorien entlang dieser Isolinien können in sich geschlossen sein, müssen aber nicht. Die Isolinien, welche an eine Bauteilgrenze kommen, sind nicht in sich geschlossen. Dementsprechend sind dann die Trajektorien entlang dieser Isolinien nicht in sich geschlossen. Physically, a trajectory represents a consolidation trace such as a fuse track / weld path in selective laser melting of metallic materials or a solidified wire trace in the fused deposition modeling of thermoplastics. This track has a certain width, which depends on the process parameters (eg power of the beam and its speed). The individual traces of consolidation are advantageously designed so that they touch or overlap, so that the entire consolidated component layer is completely sealed. Therefore, advantageously, the trajectories representing a center line of these tracks should be designed with a distance such that the corresponding tracks intersect at a predetermined degree. In particular, it may be provided that the trajectories are self-contained lines. The trajectories are advantageously designed along the isolines. The isolines, when they are completely inside the component, are always self-contained. The trajectories along these isolines may be self-contained, but need not. The isolines that come to a component boundary are not self-contained. Accordingly, the trajectories along these isolines are not self-contained.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform werden die Trajektorien so ausgelegt, dass mindestens ein Teil der Trajektorie des Wärmeeintrags an einer Isolinie mit einem bestimmten Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit beginnt und an einer anderen Isolinie mit einem anderen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit endet. According to a particular embodiment, the trajectories are designed such that at least a portion of the heat input trajectory begins at one isoline having a particular value of local heat sink capability and ends at another isoline with a different local heat sink capability value.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem niedrigen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin gescannt werden. In particular, it may be provided that the trajectories of the heat input are scanned from isolines having a low value of local heat dissipation capability to isolines having a higher value of local heat dissipation capability.

Vorteilhafterweise wird der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Trajektorien verringert. Advantageously, the time interval between successive trajectories is reduced.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird der Wärmeeintrag beim Übergang zur nächsten aufeinanderfolgenden Trajektorie durch eine Erhöhung der Leistung der Energiequelle und/oder Verringerung der Geschwindigkeit der Energiequelle erhöht. According to a particular embodiment, the heat input is increased in the transition to the next consecutive trajectory by increasing the power of the power source and / or reducing the speed of the power source.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem niedrigeren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin gescannt werden. It may also be contemplated that the trajectories of heat input are scanned from isolines having a higher value of local heat dissipation capability to isolines having a lower value of local heat dissipation capability.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Trajektorien erhöht wird. Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Wärmeeintrag beim Übergang zur nächsten aufeinanderfolgenden Trajektorie durch eine Verringerung der Leistung der Energiequelle und/oder Erhöhung der Geschwindigkeit der Energiequelle verringert wird. In particular, it can be provided that the time interval between successive trajectories is increased. In addition, it can be provided that the heat input is reduced in the transition to the next successive trajectory by reducing the power of the power source and / or increasing the speed of the power source.

Vorteilhafterweise wird die Richtung des Scannens einzelner Trajektorien des Wärmeeintrags auf Basis der Werte des lokalen Gradienten der Wärmeableitungsfähigkeit bestimmt. Advantageously, the direction of scanning of individual trajectories of the heat input is determined based on the values of the local gradient of the heat dissipation capability.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Trajektorien des Wärmeeintrags in Richtung eines höheren Wertes des Gradienten der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit erzeugt werden. In particular, it may be provided that the trajectories of the heat input are generated in the direction of a higher value of the gradient of the local heat dissipation capability.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Bauteilschicht mit Hilfe von mehreren, in unterschiedlichen Orten der Bauteilschicht zeitgleich wirkenden Energiequellen, insbesondere mit mehreren Lasern oder mit einer örtlich aufgeteilten Lichtquelle, erzeugt. According to a further particular embodiment of the invention, the component layer is produced by means of a plurality of energy sources acting simultaneously in different locations of the component layer, in particular with a plurality of lasers or with a locally split light source.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass mindestens ein Paar nacheinander folgender Trajektorien aus der Reihenfolge zur Erzeugung der Trajektorien mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Energiequellen zeitgleich erzeugt wird. In particular, it may be provided that at least one pair of consecutively following trajectories is generated simultaneously from the sequence for generating the trajectories with the aid of two different energy sources.

Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Berechnung einer Scanstrategie zwecks entsprechender Ansteuerung einer Anlage zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils, wobei die Auslegung und/oder die Reihenfolge und/oder die Richtung der Trajektorien (T T₂; T_c) des Wärmeeintrags auf Basis einer, insbesondere simulationsbasiert, ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit oder anhand einer Funktion derselben in einer jeweiligen Bauteilschicht erfolgt. The present invention also provides a method for the calculation of a scanning strategy for the corresponding control of a system for additive manufacturing of a three-dimensional component, wherein the design and / or the order and / or the direction of the trajectories (TT ₂ ; T _c ) of the heat input based on a , in particular simulation-based, determined local heat dissipation capability or based on a function of the same takes place in a respective component layer.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass mindestens ein Teil der Trajektorien des Wärmeeintrags entlang Isolinien oder Quasi-Isolinien der ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ausgelegt wird. Gemäß einer besonderen Ausführungsform werden die Trajektorien so ausgelegt, dass mindestens ein Teil der Trajektorie des Wärmeeintrags an einer Isolinie mit einem bestimmten Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit beginnt und an einer anderen Isolinie mit einem anderen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit endet. In particular, it may be provided that at least part of the trajectories of the heat input along isolines or quasi-isolines of the determined local heat dissipation capability is designed. According to a particular embodiment, the trajectories are designed such that at least a portion of the heat input trajectory begins at one isoline having a particular value of local heat sink capability and ends at another isoline with a different local heat sink capability value.

Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Bauteilschicht auf Basis einer lokalen Wärmableitungsfähigkeit segmentiert wird und eine Trajektorie innerhalb der Grenzen eines der Segmente dieser Bauteilschicht angebracht wird. It can also be provided that a component layer is segmented on the basis of a local heat dissipation capability and a trajectory is applied within the boundaries of one of the segments of this component layer.

Günstigerweise werden Isolinien oder Quasi-Isolinien oder Punkte an einer Isolinie der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zur Begrenzung eines Segmentes ausgewählt. Desirably, isolines or quasi-isolines or points are selected at an isoline of local heat dissipation capability to confine a segment.

Insbesondere kann aber vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Segmentgrenzen in Richtung des Gradienten der Wärmeableitungsfähigkeit oder im Wesentlichen senkrecht zu den Isolinien bzw. Quasi-Isolinien der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ausgerichtet wird. In particular, however, it can be provided that at least part of the segment boundaries is aligned in the direction of the gradient of the heat dissipation capability or substantially perpendicular to the isolines or quasi isolines of the local heat dissipation capability.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird einer Trajektorie des Wärmeeintrags ein Bereich um diese Trajektorie als ein Konsolidierungsbereich zugeordnet. According to another particular embodiment of the present invention, a trajectory of the heat input is assigned an area around this trajectory as a consolidation area.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform wird der Konsolidierungsbereich aufgrund einer Berechnung des thermischen Feldes von einer bewegten Energiequelle entlang der Trajektorie des Wärmeeintrags definiert. According to another particular embodiment, the consolidation range is defined based on a calculation of the thermal field from a moving energy source along the trajectory of the heat input.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der Konsolidierungsbereich einer Trajektorie als ein Gebiet definiert wird, in dem die Temperaturen einen bestimmten vorgegebenen Wert, insbesondere den Wert der Schmelztemperatur des konsolidierten Materials, erreicht haben. Vorteilhafterweise überschneiden sich die Konsolidierungsbereiche der benachbarten Trajektorien. In particular, it may be provided that the consolidation range of a trajectory is defined as an area in which the temperatures have reached a certain predetermined value, in particular the value of the melting temperature of the consolidated material. Advantageously, the consolidation areas of the adjacent trajectories overlap.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Konsolidierungsbereiche aller Trajektorien in der jeweiligen Bauteilschicht die Fläche dieser Bauteilschichten lückenlos abdecken. It can also be provided that the consolidation areas of all trajectories in the respective component layer cover the area of these component layers without gaps.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem niedrigen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin ausgelegt werden. According to a particular embodiment it can be provided that the trajectories of the heat input are designed starting from isolines with a low value of the local heat dissipation capability to isolines with a higher value of the local heat dissipation capability.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem niedrigeren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin ausgelegt werden. Alternatively, it may be provided that the trajectories of heat input are laid out from isolines having a higher value of local heat dissipation capability to isolines having a lower value of local heat dissipation capability.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Trajektorien des Wärmeeintrags in Richtung eines höheren Wertes des Gradienten der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ausgelegt werden. In particular, it may be provided that the trajectories of the heat input are designed in the direction of a higher value of the gradient of the local heat dissipation capability.

Weiterhin liefert die vorliegende Erfindung eine Anlage zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils aus mehreren Bauteilschichten durch mehrfaches inkrementelles, insbesondere schichtweises, Hinzufügen von pulver-, draht- oder bandförmigem, insbesondere metallischem, Bauteilausgangsmaterial und, insbesondere inkrementelles, formgebendes Konsolidieren des Bauteilausgangsmaterial durch jeweils selektives Schmelzen und/oder Sintern mittels einer durch mindestens eine Energiequelle, insbesondere lokal, gemäß einer Scanstrategie eingebrachten Wärmemenge, umfassend ein Bauraumgehäuse mit einer Bauplattform zur Abstützung eines oder mehrerer pulverbett-basiert additiv zu fertigenden Bauteils/Bauteile, Furthermore, the present invention provides a system for additive production of a three-dimensional component of several component layers by multiple incremental, especially layer by layer, adding powdered, wire or strip, in particular metallic, component starting material and, in particular incremental, shaping consolidating the component starting material by each selective melting and / or sintering by means of an amount of heat introduced by at least one energy source, in particular locally, in accordance with a scanning strategy a construction space housing with a construction platform for supporting one or more powder-bed-based additive to be manufactured component / components,

eine Schichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung jeweiliger Pulverschichten auf der Bauplattform, a layer preparation device for preparing respective powder layers on the build platform,

eine Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung der jeweils zuletzt präparierten Pulverschicht auf der Bauplattform und an irradiation device for irradiating the respectively last-prepared powder layer on the building platform and

eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bestrahlungseinrichtung gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28. a control device for controlling the irradiation device according to a method according to one of claims 1 to 28.

Schließlich liefert die vorliegende Erfindung auch ein oder mehrere computerlesbare(s) Medium/Medien, das/die durch Computer ausführbare Befehle umfasst/umfassen, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28 durchzuführen. Finally, the present invention also provides one or more computer-readable media that includes computer-executable instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform the method of any one of claims 1 to 28 to perform.

Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch die Auslegung der Trajektorien und/oder der zeitlichen Reihenfolge des Wärmeeintrags der Scanstrategie auf Basis einer, insbesondere simulationsbasiert, ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit in einer jeweiligen Bauteilschicht die Bauteilqualität durch einen besseren Ausgleich des Temperaturfeldes innerhalb des Bauteils verbessert werden kann, überhitzte Bereiche und/oder Bauteilverzug vermieden werden können sowie die gesamte Zeit für den Aufbauprozess reduziert werden kann und die Produktivität von additiven Anlagen erhöht werden kann. The present invention is based on the surprising finding that, by designing the trajectories and / or the chronological sequence of the heat input of the scanning strategy on the basis of a local, in particular simulation-based, localized heat dissipation capability in a respective component layer, the component quality is better compensated by the temperature field within the component can be improved, overheated areas and / or component distortion can be avoided and the total time can be reduced for the construction process and the productivity of additive plants can be increased.

Im Fokus der Erfindung steht eine schnelle Dissipation der eingebrachten Energie innerhalb des Bauteils, welche gleichzeitig zu mindestens einem der folgenden Vorteilen führen kann: The invention focuses on a rapid dissipation of the introduced energy within the component, which at the same time can lead to at least one of the following advantages:

- besserer Temperaturausgleich innerhalb des generierten Bauteils, - verringerte Gefahr lokaler Überhitzungen, better temperature compensation within the generated component, - reduced risk of local overheating,

- Verringerung der Eigenspannungen und Verzugs, - reduction of residual stresses and distortion,

Erhöhung des gesamten Prozessstabilität, Increasing the overall process stability,

- gleichmäßigere Verteilung von Bauteileigenschaften. - more even distribution of component properties.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der mehrere Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt: Further features and advantages of the invention will become apparent from the appended claims and the following description in which several embodiments are explained in detail with reference to the schematic drawings. Showing:

Fig. l eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Definition der lokalen Fig. L is a schematic representation for explaining the definition of the local

Wärmeableitungsfähigkeit; Heat dissipation capability;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Begriffes„Trajektorie"; Fig. 2 is a schematic representation for explaining the term "trajectory";

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur additiven Fig. 3 is a schematic representation for explaining a method for additive

Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils aus mehreren Bauteilschichten unter Verwendung von mehreren Energiequellen gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fabrication of a three-dimensional component from a plurality of component layers using a plurality of energy sources according to a particular embodiment of the present invention;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines achsensymmetrischen Bauteils; 4 shows a side view of an axisymmetric component;

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Bauteil von Fig. 4; Fig. 5 is a plan view of the component of Fig. 4;

Fig. 6 eine beispielhafte lokale Verteilung Di der Wärmeableitungsfähigkeit D^loc in einer Bauteilschicht Li des Bauteils von Fig. 4; Isolinien Ii, I₂ und I₃ der lokalen Verteilung D, der Wärmeableitungsfahigkeit in einer Bauteilschicht Li aus der Fig. 6; Fig. 6 is an exemplary local distribution Di of the heat dissipation capability D ^loc in a device layer Li of the device of Fig. 4; Isolines Ii, I ₂ and I _{3 of} the local distribution D, the heat dissipation capability in a device layer Li of FIG. 6;

eine Auslegung von Trajektorien gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; an interpretation of trajectories according to a particular embodiment of the present invention;

eine Auslegung von Trajektorien gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; an interpretation of trajectories according to another particular embodiment of the present invention;

eine Trajektorie gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; a trajectory according to a particular embodiment of the present invention;

Fig. Ii ein Beispiel eines Segments S einer Bauteilschicht; Fig. Ii an example of a segment S of a component layer;

Fig. 12 ein Segment S_q, das sich durch Modifikation des Segments S der Fig. n ergibt; FIG. 12 shows a segment S _q resulting from modification of the segment S of FIG.

Fig. 14 ein Beispiel einer Trajektorie mit einem Konsolidierungsbereich Bi mit einer 14 shows an example of a trajectory with a consolidation area Bi with a

Breite b.; Width b .;

ein Beispiel zweier Trajektorien mit einem jeweiligen Konsolidierungsbereich

ein Beispiel zweier Trajektorien mit einem jeweiligen Konsolidierungsbereich Bj bzw. B₂; Fig. 17 eine Draufsicht auf eine Bauteilschicht L,; an example of two trajectories with a respective consolidation area

an example of two trajectories with a respective consolidation range Bj or B ₂ ; Fig. 17 is a plan view of a device layer L;

Fig. 18 eine beispielhafte Verteilung eines Temperaturgradienten in einer 18 shows an exemplary distribution of a temperature gradient in one

Bauteilschicht; und Device layer; and

Fig. 19 eine Auslegung bzw. Ausrichtung von Trajektorien gemäß einer besonderen Fig. 19 shows a layout of trajectories according to a particular one

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Embodiment of the present invention.

Generell wird die Wärmeableitungsfähigkeit D („Dissipation") der Bauteilschicht als Integral des Wärmeflusses q [W/m²] über die Oberfläche s [m²] definiert (s. Fig. 1): In general, the heat dissipation capability D ("dissipation") of the component layer is defined as the integral of the heat flow q [W / m ² ] over the surface s [m ² ] (see FIG.

D = Φ qnds = div(q)dV = \ div(- grad(T))dV D = Φ qnds = div (q) dV = \ div (- grad (T)) dV

Js Jv Jv Js Jv Jv

n ist der Normalvektor zur Oberfläche s; V ist das betrachtete Volumen, m³; T ist die Temperatur, K; λ ist die Wärmeleitfähigkeit, W/(mK). n is the normal vector to the surface s; V is the considered volume, m ³ ; T is the temperature, K; λ is the thermal conductivity, W / (mK).

Die lokale Wärmeableitungsfähigkeit kann aufgrund der Wärmeleitungsgleichung berechnet werden:

The local heat dissipation capability can be calculated from the heat equation:

Q ist die Leistung der Wärmequelle im Volumen V, [W/m³]; c ist die spezifische Wärmekapazität, [J/(kgK)] p ist die Dichte, [kg/m³]; t ist die Zeit, [s]. Q is the power of the heat source in volume V, [W / m ³ ]; c is the specific heat capacity, [J / (kgK)] p is the density, [kg / m ³ ]; t is the time, [s].

In einem bestimmten Punkt P des Bauteils (V— >o) wird dann die lokale Wärmeableitungsfähigkeit D^,oc wie folgt definiert: D^loc = div(q = Q - cp— At a certain point P of the component (V-> o), the local heat dissipation capability D ^{, oc} is then defined as follows: D ^loc = div (q = Q - cp-

Die lokale Wärmeableitungsfähigkeit hängt nicht nur von den Werkstoffeigenschaften (Wärmeleitung, Wärmekapazität, Dichte) und vom Wärmeeintrag ab. Sie wird auch von den Randbedingungen, wie z. B. die lokale Bauteilgeometrie, stark beeinflusst. The local heat dissipation capability depends not only on the material properties (heat conduction, heat capacity, density) and heat input. It is also affected by the boundary conditions, such. As the local component geometry, strongly influenced.

Wie die obigen Ausführungen zeigen, bestehen somit zumindest zwei mögliche unabhängige Wege zur Ermittlung der lokalen Wärmeableitungsf higkeit eines Punktes einer Bauteilschicht darin, As the above statements show, there are at least two possible independent ways of determining the local heat dissipation capability of a point of a device layer therein,

div(q) = div{—Xgrad(T ) oder div (q) = div {-Xgrad (T) or

(2) D^loc = Q - cp ^ (2) D ^loc = Q - cp ^

zur Ermittlung der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu verwenden, wobei in beiden Fällen auch noch die lokale Bauteilgeometrie zu berücksichtigen ist. to use for determining the local heat dissipation ability, in both cases, the local component geometry is also taken into account.

Für die Zeiten einer reiner Abkühlung eines Punktes des Bauteilschicht, d.h. für die Zeiten, in denen die Wärmequelle in dem betrachteten Punkt nicht mehr wirkt (Leistung der Wärmequelle Q - o) ergibt der zweite aus den oben genannten Berechnungswegen eine noch einfachere Form der Darstellung:

For the times of a pure cooling of one point of the component layer, ie for the times in which the heat source in the considered point no longer works (power of the heat source Q - o) gives the second from the above-mentioned calculation paths an even simpler form of representation:

Diese Darstellung der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ermöglicht eine einfache Ermittlung der Fähigkeit eines bestimmten Punktes zur Dissipation der Wärme in einem bestimmten Zeitpunkt. Je höher ist die Abkühlgeschwindigkeit in dem betrachteten Punkt in einem bestimmten Zeitpunkt, desto höher ist die lokale Wärmeableitungsfähigkeit. This representation of local heat dissipation capability allows for easy determination of the ability of a particular point to dissipate the heat in a given one Time. The higher the cooling rate at the point under consideration at a certain time, the higher the local heat dissipation capability.

Generell ändert sich die Temperaturverteilung und die Abkühl- oder Aufheizgeschwindigkeit im Bauteil und dementsprechend die lokale Wärmeableitungsfähigkeit mit der Zeit. Daher ist es sinnvoll, die lokale Wärmeableitungsfähigkeit über eine bestimmte Zeit zu integrieren und den resultierenden Wert für die Charakterisierung der Wärmedissipation in einem bestimmten Punkt zu verwenden. Für die Zeiten einer reinen Abkühlung eines Punktes einer Bauteilschicht, d.h. Wärmeeintrag = Null, ergibt sich ein folgender Wert: In general, the temperature distribution and the cooling or heating rate in the component and, accordingly, the local heat dissipation capability changes with time. Therefore, it makes sense to integrate the local heat dissipation capability over a certain time and to use the resulting value for the characterization of the heat dissipation at a certain point. For the periods of pure cooling of a point of a device layer, i. Heat input = zero, the following value results:

AH ist die Änderung der Enthalpie, J, im Zeitintervall vom & bis t₂. AH is the change in enthalpy, J, in the time interval from & to t ₂ .

Unter Annahme der temperaturunabhängigen Materialeigenschaften kann die lokale Wärmeableitungsfähigkeit durch die Änderung der Temperatur charakterisiert werden:

Assuming the temperature-independent material properties, the local heat dissipation capability can be characterized by the change in temperature:

Als ein nützlicher Wert zur Charakterisierung der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hat sich eine relative lokale Wärmeableitungsfähigkeit gezeigt, welche eine Relation zwischen

zum anfänglichen Temperaturgradienten darstellt: As a useful value for characterizing the local heat dissipation capability, a relative local heat dissipation capability has been demonstrated, which is a relation between

represents the initial temperature gradient:

loc _ loc_

'rel = dT(x, y, z, Q) 'rel = dT (x, y, z, Q)

dz Alle oben beschriebenen Darstellungen der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit (als Enthalpieoder Temperaturänderung) können im Rahmen einer Berechnung des Temperaturfeldes (thermische Berechnung) leicht ermittelt werden. dz All the representations of the local heat dissipation capability described above (as enthalpy or temperature change) can be easily determined by calculating the temperature field (thermal calculation).

Indirekte physikalische Interpretation des Wertes der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit: Die Wärme in einem additiven Herstellungsverfahren wird normalerweise hauptsächlich nach unten, von einer generierten Bauteilschicht in das Innere des Bauteils transportiert. Dabei deutet der Wert einer lokalen Wärmeableitungsfähigkeit indirekt auf die Menge der unter den dem bestimmten Punkt der Bauteilschicht befindlichen Masse des „kalten" konsolidierten Materials. Je mehr„kalte" Materialmasse sich unter einem bestimmten Punkt einer Bauteilschicht befindet, desto höher ist der Wert einer lokalen Wärmeableitungsfähigkeit. Indirect Physical Interpretation of Value of Local Heat Dissipation Capability: The heat in an additive manufacturing process is normally transported primarily downwardly from a generated device layer to the interior of the device. The value of a local heat dissipation capability is indirectly indicative of the amount of mass of the "cold" consolidated material below the particular point of the device layer, the more "cold" material mass is below a particular point of a device layer, the higher the value of a local one heat dissipation capability.

Für eine direkte thermische Berechnung des Aufbauprozesses wäre eine sequentielle thermische Aktivierung aller Bauteilschichten/Segmente notwendig. Eine derartige Prozedur würde entsprechend zahlreiche Zeitschritte fordern und wäre mit einem hohen Berechnungsaufwand verbunden. For a direct thermal calculation of the build process, a sequential thermal activation of all component layers / segments would be necessary. Such a procedure would require correspondingly numerous time steps and would be associated with a high calculation effort.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch eine vereinfachte Ausführung der numerischen Simulation die Ermittlung der lokalen Wärmeableitungsfähigkeiten wesentlich schneller erfolgen. Dabei wird das ganze Bauteil ohne thermische Aktivierung einzelner Bauteilschichten/Segmente berechnet. Eine solche vereinfachte Simulation wird zur drastischen Reduzierung der erforderlichen Rechenzeiten führen (je größer das Bauteil ist, desto größer wird die Ersparnis der Rechenzeit). According to a particular embodiment of the present invention, by a simplified execution of the numerical simulation, the determination of the local heat dissipation capabilities can be made much faster. The entire component is calculated without thermal activation of individual component layers / segments. Such a simplified simulation will drastically reduce the computation time required (the larger the component, the greater the savings in computation time).

Als Anfangsbedingung wird in dieser oder einer anderen Ausführungsform ein„künstliche" Temperaturverteilung mit in Aufbaurichtung (z-Richtung) aufsteigender Temperatur verwendet. Die anfänglichen Temperaturgradienten T in x- und y-Richtung werden als Null eingesetzt:

As an initial condition, in this or another embodiment, an "artificial" temperature distribution with ascending temperature in the direction of construction (z-direction) is used The initial temperature gradients T in the x and y directions are used as zero:

Eine solche Temperaturverteilung als Anfangsbedingung imitiert die Temperaturverteilung im realen Aufbauprozess. Für jede Bauteilschicht gewährleistet diese Verteilung, dass der Wärmefluss am Anfang der Berechnung ausschließlich nach unten erfolgt. Such a temperature distribution as an initial condition mimics the temperature distribution in the real building process. For each component layer, this distribution ensures that the heat flow at the beginning of the calculation takes place exclusively downwards.

Eine besonders effektive Variante der oben genannten Anfangsbedingung repräsentiert einen konstanten Temperaturgradienten in Aufbaurichtung: A particularly effective variant of the abovementioned initial condition represents a constant temperature gradient in the direction of construction:

dT{x,y,z,Q) dT {x, y, z, Q)

= const > 0 = const> 0

dz dz

dT(x,y,z,0) ^dT(x,y,z,0) dT (x, y, z, 0) ^ dT (x, y, z, 0)

= 0 = 0

dx dy dx dy

Der konstante anfängliche Temperaturgradient in Aufbaurichtung, vordefiniert für jeden Punkt des Bauteils und damit auch für jede Bauteilschicht, weist den gleichen Nullwert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit auf: The constant initial temperature gradient in the assembly direction, predefined for each point of the component and thus also for each component layer, has the same zero value of the local heat dissipation capability:

D^loc(x,y,z,&) = div(q{x,y,z,0)) = div{- grad< (x,y,z,<i)) = D ^loc (x, y, z, &) = div (q {x, y, z, 0)) = div {-grad <(x, y, z, <i)) =

= div{-X{const + 0 + 0)) = o Der Nullwert der lokalen Wärmeableitungsfahigkeit für jeden Punkt des Bauteils stellt eine bequeme Ausgangsbasis dar, um die nachfolgenden Änderungen der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit in jedem Bauteilpunkt darzustellen. = div {-X {const + 0 + 0)) = o The zero value of the local heat dissipation capability for each point of the component provides a convenient starting point to represent the subsequent changes in local heat dissipation capability at each component point.

Im allgemeinen wird - wie vorangehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben - die anfängliche Temperaturverteilung einfach angenommen. Für eine genauere Bestimmung der anfänglichen Temperaturverteilung können sowohl vereinfachte Lösungen, wie zum Beispiel eine schnelle 1- oder 2-dimensionale Berechnung des Temperaturfeldes beim Aufbauprozess als auch experimentelle Messungen verwendet werden. In general, as described above with reference to an embodiment, the initial temperature distribution is simply assumed. For a more accurate determination of the initial temperature distribution, both simplified solutions, such as a fast one- or two-dimensional calculation of the temperature field in the build process, as well as experimental measurements can be used.

Neben den Anfangsbedingungen können auch noch Randbedingungen definiert werden. Einige besonders vorteilhafte Randbedingungen sollen extra erwähnt werden: In addition to the initial conditions, boundary conditions can also be defined. Some particularly advantageous boundary conditions should be mentioned separately:

1) Konstanter Wärmefluss über das gesamte Berechnungsgebiet 1) Constant heat flow over the entire calculation area

Bei dieser Variante der Randbedingungen ist der Wärmefluss am oberen Rand qcoben; Englisch: top) und am unteren Rand C[(unten; Englisch: bottom) konstant und entspricht dem vorgegeben anfänglichen konstanten Temperaturgradienten grad (T(x, y, z, o)) im Bauteil: In this variant of the boundary conditions, the heat flow at the upper edge is qcoben; English: top) and at the lower edge C [(bottom: English: bottom) constant and corresponds to the given initial constant temperature gradients (T (x, y, z, o)) in the component:

<ltop = bottom = ~^λ grad{T(x, y, z, 0)) = const <ltop = bottom = ~ ^λ grad {T (x, y, z, 0)) = const

Die anderen Ränder des Bauteils werden thermisch isoliert, das heißt, dass der zeitlich Wärmefluss immer einen Nullwert hat. The other edges of the component are thermally insulated, which means that the temporal heat flow always has a zero value.

Bei einem konstanten Temperaturgradienten hat die anfängliche lokale Wärmeableitungsfähigkeit einen Nullwert in jedem Punkt des Berechnungsgebiets (die Begründung ist oben angegeben). Bei der gleichen oberen und unteren Fläche des Berechnungsgebiets gewährleistet diese Randbedingung einen Fluss der gleichen Energiemengen durch das gesamte Berechnungsgebiet. Nach einer bestimmten Zeit für diese Randbedingungen zum Erreichen eines stationären Zustandes des Temperaturfeldes, das heißt nach einer Umverteilung der Temperatur bleibt die„neue" Temperatur in jedem Punkt stabil. So stabilisieren sich auch die Werte der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit. Es ist im allgemeinen sinnvoll, bis zu diesem stationären oder nahezu stationären Zustand rechnen zu lassen. At a constant temperature gradient, the initial local heat dissipation capability has a zero value at each point in the calculation area (justification given above). For the same upper and lower surface of the calculation area, this constraint ensures a flow of the same amount of energy through the entire computation area. After a certain time for these boundary conditions to reach a stationary state of the temperature field, that is, after a redistribution of the temperature, the "new" temperature remains stable at each point, thus stabilizing also the values of local heat dissipation ability to calculate for this stationary or almost stationary condition.

Diese Variante der Randbedingungen ist für die Bestimmung der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit in lokalen Bereichen des Bauteils besonders geeignet. Durch solche lokale Berechnungen werden zum Beispiel die Wärmestaus in der Umgebung eines Kanals oder eines Defekts, wie zum Beispiel eine Pore oder ein anderer unerwünschter Hohlraum, untersucht. Die lokalen Berechnungen dieser Art können eine Anwendung im Rahmen eines Überwachungssystems finden (siehe unten). This variant of the boundary conditions is particularly suitable for determining the local heat dissipation capability in local areas of the component. Such local calculations, for example, examine the heat build-up in the vicinity of a channel or defect, such as a pore or other undesirable void. The local calculations of this kind can find an application in the context of a monitoring system (see below).

2) Volle thermische Isolation des gesamten Berechnungsgebiets 2) Full thermal isolation of the entire calculation area

Eine volle thermische Isolation des gesamten Berechnungsgebiets stellt eine Variante der Randbedingungen dar, welche für die Ermittlung der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit in den Bauteilen (im Rahmen der sogenannten globalen Berechnungen (thermische Berechnung des ganzen Bauteils)) sehr gut geeignet ist. Es kann dann eine Berechnung bis zu einem ersten Maximum der Temperaturänderung (und nicht bis zu einem stationären bzw. nahezu stationären Zustand) ausreichen. A full thermal isolation of the entire calculation area represents a variant of the boundary conditions, which is very well suited for the determination of the local heat dissipation capability in the components (in the context of the so-called global calculations (thermal calculation of the whole component)). It may then be sufficient to calculate up to a first maximum of the temperature change (and not up to a stationary or almost stationary state).

Das Feld der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit kann durch eine thermische Berechnung für ein bestimmtes Bauteil (vorab) numerisch ermittelt werden. The field of local heat dissipation capability can be determined numerically by a thermal computation for a given component (in advance).

Bei einem Verfahren zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils 1 wird das Bauteil schichtweise mit Hilfe einer oder mehrerer Energiequellen (als Teil einer Bestrahlungseinrichtung), im vorliegenden Beispiel mittels eines Lasers (nicht gezeigt), aufgebaut(s. Figur 2). Der Laser liefert einen Laserstrahl 50, der in diesem Beispiel von einem Scanner 60 gelenkt wird. Die Konsolidierung einer Bauteilschicht Li erfolgt mit Hilfe des Laserstrahls 50 durch Erzeugung von mehreren Trajektorien, von denen nur eine dargestellt und mit der Bezugszahl 30 versehen ist. Der Punkt auf der Trajektorie soll den Startpunkt bezeichnen, während die Pfeilspitze den Endpunkt bezeichnet. In a method for the additive production of a three-dimensional component 1, the component is layered by means of one or more energy sources (as part of a Irradiation device), in the present example by means of a laser (not shown), constructed (see Figure 2). The laser provides a laser beam 50, which in this example is directed by a scanner 60. The consolidation of a component layer Li is carried out with the aid of the laser beam 50 by generating a plurality of trajectories, of which only one is shown and provided with the reference number 30. The point on the trajectory should designate the starting point, while the arrowhead indicates the end point.

In der Figur 3 ist eine Anlage mit zwei Energiequellen, in diesem Beispiel jeweils ein Laser (nicht gezeigt), gezeigt. Jeder der beiden Laser liefert einen jeweiligen Laserstrahl 51 bzw. 52. In diesem Beispiel werden zwei unterschiedliche Trajektorien 31 und 32 mit den Laserstrahlen 51 bzw. 52 zeitgleich erzeugt. FIG. 3 shows a system with two energy sources, in each case a laser (not shown), in this example. Each of the two lasers supplies a respective laser beam 51 or 52. In this example, two different trajectories 31 and 32 are generated simultaneously with the laser beams 51 and 52, respectively.

Die Figur 4 zeigt eine Seitenansicht eines achsensymmetrischen Bauteils 1 mit einer äußeren Oberfläche 2. Es handelt sich in diesem Beispiel um ein kegelstumpfförmiges Bauteil. Das Bauteil 1 weist einen oberen Durchmesser di und einen unteren Durchmesser d₂ auf. Die Aufbaurichtung ist durch z gekennzeichnet. FIG. 4 shows a side view of an axisymmetric component 1 with an outer surface 2. In this example, it is a frusto-conical component. The component 1 has an upper diameter di and a lower diameter d ₂ . The construction direction is marked by z.

Die Figur 5 zeigt eine Draufsicht vom Bauteil 1 von Figur 4. FIG. 5 shows a top view of component 1 of FIG. 4.

In der Figur 6 ist eine lokale Verteilung Di der Wärmeableitungsfähigkeit D^loc in einer Bauteilschicht Li des Bauteils 1 der Figur 4 gezeigt. Die Bauteilschicht Li befindet sich auf einer Höhe H,. Da das Bauteil 1 symmetrisch ist, ist auch das Feld der Wärmeableitungsfähigkeit symmetrisch. Mit der Bezugszahl 3 ist der äußere Rand der Bauteilschicht Li, der auf der äußeren Oberfläche 2 liegt, gekennzeichnet. Die Oberfläche 2 bildet eine Barriere zum freien Fluss der Wärme nach unten (gegen die Aufbaurichtung z). Je näher zum Rand 3 in der Bauteilschicht Li, desto mehr staut sich die Wärme und desto niedriger ist die Wärmeableitungsfähigkeit. Im mittleren Bereich (innerhalb des Durchmessers d₂) ist der Wärmefluss nach unten nicht verhindert. Daher bleiben die Werte der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit unverändert gleich Null (Alle Anfangswerte der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit im Bauteil haben einen Nullwert aufgrund der oben beschriebenen Anfangsbedingung mit dem konstanten Temperaturgradienten in Aufbaurichtung) . Figur 7 zeigt zugehörige Isolinien I_l5 1₂ und I₃ der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit D, in der Bauteilschicht Li von Figur 6 mit dem Rand 3. Die Werte Ci, C₂ und C₃ sind Konstanten. Aufgrund der Symmetrie des Bauteils 1 sind die Isolinien auch symmetrisch. Die Isolinien I₃ und der äußere Rand 3 der Bauteilschicht Li sind aufgrund der Symmetrie identisch. FIG. 6 shows a local distribution Di of the heat dissipation capability D ^loc in a component layer Li of the component 1 of FIG. The component layer Li is at a height H ,. Since the component 1 is symmetrical, the field of heat dissipation capability is also symmetrical. Reference numeral 3 denotes the outer edge of the component layer Li which lies on the outer surface 2. The surface 2 forms a barrier to the free flow of heat downwards (against the direction of construction z). The closer to the edge 3 in the device layer Li, the more the heat accumulates and the lower the heat dissipation capability. In the middle area (within the diameter d ₂ ) the heat flow downwards is not prevented. Therefore, the values of the local heat dissipation capability remain unchanged at zero (all the initial values of the local heat dissipation capability in the device have a zero value due to the above-described initial condition with the constant temperature gradient in the structure direction). FIG. 7 shows associated isolines I _{15 5} ₂ and I _{3 of} the local heat dissipation capability D, in the component layer Li of FIG. 6 with the edge 3. The values Ci, C ₂ and C ₃ are constants. Due to the symmetry of the component 1, the isolines are also symmetrical. The isolines I ₃ and the outer edge 3 of the device layer Li are identical due to the symmetry.

Figur 8 betrifft ein Beispiel, das zwei Trajektorien Ti und T₂ zeigt, die entlang der Isolinien Ii und I₂ erzeugt werden. Figure 8 relates to an example showing two trajectories Ti and T ₂ which are produced along the contour lines II and I _2nd

Figur 9 zeigt ein Beispiel, bei dem die Trajektorien Ti und T₂ entlang Quasi-Isolinien, also in Anlehnung an die Isolinien Ii und I₂, erzeugt werden. FIG. 9 shows an example in which the trajectories Ti and T _{2 are produced} along quasi-isolines, that is, based on the isolines Ii and I ₂ .

Figur 10 zeigt ein Beispiel einer Trajektorie Ti mit einem Startpunkt an einer Isolinie L und einem Endpunkt auf einer anderen Isolinie I₂ der Wärmeableitungsfähigkeit. FIG. 10 shows an example of a trajectory Ti with a starting point at an isoline L and an end point on another isoline I _{2 of} the heat dissipation capability.

Figur 11 zeigt ein Beispiel für eine Auslegung der Grenzen eines Segments S nach den Isolinien. I_a und Ib sind die Isolinien der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit, Pi und P₂ sind zwei Punkte auf der Isolinie I_a. Gi und G₂ sind Gradienten der Wärmeableitungsfähigkeit in diesen Punkten. Die Punkte P₃ und P₄ ergeben sich durch Kreuzen der Isolinie I_e mit den Richtungen der Gradienten Gi und G₂. Das resultierende Segment S ist in der Figur 11 ebenfalls gezeigt. Figure 11 shows an example of a design of the boundaries of a segment S after the isolines. I _a and Ib are the isolines of local heat dissipation ability, Pi and P ₂ are two points on isoline I _a . Gi and G ₂ are gradients of heat dissipation capability at these points. The points P ₃ and P ₄ are obtained by crossing the isoline I _e with the directions of the gradients Gi and G ₂ . The resulting segment S is also shown in FIG.

In der Figur 12 ist das Segment S zu einem Segment S_q modifiziert worden. Die Grenzen des Segments S_q sind auf Basis der Punkte auf den Isolinien I_a und Ib gebildet. In FIG. 12, the segment S has been modified into a segment S _q . The boundaries of the segment S _q are formed on the basis of the points on the isolines I _a and Ib.

In der Figur 13 verläuft eine Isolinie I_c in einem Segment S (siehe Figur 13 (a)). In Anlehnung an diese Isolinie I_c wird innerhalb des Segments S eine Trajektorie T_c ausgelegt (siehe Figur 13 (b)). Im allgemeinen Fall muss die Trajektorie nicht unbedingt entlang einer Isolinie verlaufen. Es könnte zum Beispiel eine gerade Linie zwischen dem Start- und dem Endpunkt der Isolinie sein oder eine andere Linie, welche im Wesentlichen parallel zu Segmentgrenzen verläuft. In der Figur 14 ist nun eine Trajektorie Ti mit einem Konsolidierungsbereich Bi mit einer Breite bi dargestellt. In FIG. 13, an isoline I _c extends in a segment S (see FIG. 13 (a)). In accordance with this isoline I _c , a trajectory T _{c is} designed within the segment S (see FIG. 13 (b)). In the general case, the trajectory does not necessarily have to run along an isoline. For example, it could be a straight line between the start and end points of the isoline, or another line that is substantially parallel to segment boundaries. FIG. 14 now shows a trajectory Ti with a consolidation region Bi with a width bi.

Die Figur 15 zeigt zwei Trajektorien Ti und T₂ mit einem jeweiligen Konsolidierungsbereich Bi bzw. B₂, die sich berühren, aber nicht überschneiden. FIG. 15 shows two trajectories Ti and T ₂ with a respective consolidation region Bi or B ₂ , which touch, but do not overlap.

In der Figur 16 ist nun ein Fall gezeigt, in dem die Trajektorien Ti und T₂ Konsolidierungsbereiche Bi bzw. B₂ aufweisen, die sich überschneiden. FIG. 16 shows a case in which the trajectories Ti and T _{2 have} consolidation regions Bi and B ₂ , respectively, which overlap.

In der Figur 17 sind die Trajektorien Tj und T₂ so angeordnet, dass durch deren jeweilige Konsolidierungsbereiche Bi bzw. B₂ die Bauteilschicht Li mit einer Oberfläche 3 komplett abgedeckt wird. In FIG. 17, the trajectories Tj and T ₂ are arranged such that the component layer Li with a surface 3 is completely covered by their respective consolidation regions Bi or B ₂ .

Aus der Figur 18 ergibt sich ein Beispiel für eine Verteilung eines Temperaturgradienten: je dichter die Isolinien Ii, I₂ und I₃ sind, desto größer sind die Temperaturgradienten. Daher erhöht sich der Temperaturgradient beim Übergang von P₂ über P₃ (oder P₄) zu Pi. BHG ist ein Bereich mit den höchsten Temperaturgradienten (HG - high gradient) und BLG ist ein Bereich mit den niedrigsten Temperaturgradienten (LG - low gradient). FIG. 18 shows an example of a distribution of a temperature gradient: the closer the isolines Ii, I ₂ and I ₃ are, the greater are the temperature gradients. Therefore, the temperature gradient increases with the transition from P ₂ to P ₃ (or P ₄ ) to Pi. BHG is a region with the highest temperature gradients (HG - high gradient) and BLG is a region with the lowest temperature gradients (LG - low gradient) ,

Schließlich zeigt die Figur 19 ein Beispiel für die Auslegung bzw. Ausrichtung von Finally, FIG. 19 shows an example of the design or alignment of

Trajektorien gemäß der Höhe bzw. der Größe des Temperaturgradienten. Alle Trajektorien Ti, T₂, 12 beginnen in dem Bereich der niedrigsten Temperaturgradienten und verlaufen in Richtung der Erhöhung des Temperaturgradienten. Die Reihenfolge der einzelnen Trajectories according to the height or the size of the temperature gradient. All trajectories Ti, T ₂ , 12 begin in the region of the lowest temperature gradients and run in the direction of increasing the temperature gradient. The order of the individual

Trajektorien kann beispielhaft wie folgt aussehen: als erstes werden die Trajektorien in Bereichen mit niedrigsten Werten der Wärmeableitungsfähigkeit erzeugt (zwischen den Isolinien I₃ und I₂). For example, trajectories may look like this: first, the trajectories are generated in areas of lowest values of heat dissipation capability (between isolines I ₃ and I ₂ ).

Zum möglichen Einsatz von mehreren Energiequellen: Angenommen, die Trajektorien werden mit Hilfe von beispielsweise zwei Lasern generiert. Dann werden zum Beispiel die Trajektorien Ti und T₂ zeitgleich generiert. Dies ermöglicht eine gleichmäßigere und besonders symmetrische Verteilung des Temperaturfeldes. Die vorangehend beschriebene Abfolge kann selbstverständlich abgeändert, reduziert oder ergänzt werden. For the possible use of multiple energy sources: Suppose that the trajectories are generated with the help of, for example, two lasers. Then, for example, the trajectories Ti and T _{2 are} generated simultaneously. This allows a more uniform and particularly symmetrical distribution of the temperature field. Of course, the sequence described above may be altered, reduced or supplemented.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in den beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential both individually and in any desired combinations for the realization of the invention in its various embodiments.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Bauteil 1 component

2 Oberfläche 2 surface

3 äußerer Rand 3 outer edge

30, 31, 32 Trajektorien 30, 31, 32 trajectories

50, 51, 52 Laserstrahlen 50, 51, 52 laser beams

60 Scanner 60 scanners

b!,b₂ Breiten b!, b ₂ widths

Bi, B₂ Konsolidierungsbereiche Bi, B ₂ consolidation areas

BHG, BLG Konsolidierungsbereiche BHG, BLG consolidation areas

Ci, C₂, C₃ Konstanten Ci, C ₂ , C ₃ constants

Di lokale Verteilung der Wärmeableitungsfähigkeit di oberer Durchmesser Di local distribution of heat dissipation ability di the upper diameter

d₂ unterer Durchmesser d ₂ lower diameter

Gi, G₂ Gradienten Gi, G ₂ gradients

Hi Höhe Hi height

Ii, I_2> I₃ Isolinien der Wärmeableitungsfähigkeit Ii, I _2> I ₃ isolines of heat dissipation ability

I_a, Ib, Ic Isolinien I _a , Ib, Ic isolines

Li, Bauteilschicht Li, component layer

Pi, P₂, ... P₄ Punkte Pi, P ₂ , ... P ₄ points

S Segment S segment

Ti, T₂, Trajektorien Ti, T ₂ , trajectories

T_c Trajektorien T _c trajectories

z Aufbaurichtung z construction direction

Claims

Ansprüche claims

1. Verfahren zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils (l) aus mehreren Bauteilschichten durch mehrfaches inkrementelles, insbesondere schichtweises, Hinzufügen von pulver-, draht- oder bandförmigem, insbesondere metallischem, Bauteilausgangsmaterial und, insbesondere inkrementelles, formgebendes Konsolidieren durch jeweils selektives Schmelzen und/oder Sintern des Bauteilausgangsmaterials mittels einer durch mindestens eine Energiequelle, insbesondere lokal, gemäß einer Scanstrategie eingebrachten Wärmemenge, 1. A method for the additive production of a three-dimensional component (l) of several component layers by multiple incremental, especially layer by layer, adding powdered, wire or strip, in particular metallic, component starting material and, in particular incremental, shaping consolidation by each selective melting and / or Sintering the component starting material by means of a heat quantity introduced by at least one energy source, in particular locally, in accordance with a scanning strategy,

dadurch gekennzeichnet, dass die Auslegung und/oder die Reihenfolge und/oder die Richtung der Trajektorien (Ti, T₂; Tc) des Wärmeeintrags auf Basis einer, insbesondere simulationsbasiert, ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit oder anhand einer Funktion derselben in einer jeweiligen Bauteilschicht erfolgt. characterized in that the design and / or the order and / or direction of the trajectories (Ti, T ₂ ; Tc) of the heat input on the basis of, in particular simulation-based, determined local heat dissipation capability or based on a function thereof in a respective component layer.

2. Verfahren nach Anspruch l, wobei mindestens ein Teil der Trajektorien (Ti, T₂; Tc) des Wärmeeintrags entlang Isolinien (I_a, Ib, Ic) oder Quasi-Isolinien der ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ausgelegt wird. 2. The method of claim 1, wherein at least a portion of the trajectories (Ti, T ₂ , Tc) of the heat input along isolines (I _a , Ib, Ic) or quasi-isolines of the determined local heat dissipation capability is designed.

3. Verfahren nach Anspruch i, wobei die Trajektorien (J T₂; Tc) so ausgelegt werden, dass mindestens ein Teil der Trajektorie des Wärmeeintrags an einer Isolinie mit einem bestimmten Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit beginnt und an einer anderen Isolinie mit einem anderen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit endet. The method of claim ₁ , wherein the trajectories (JT ₂ ; Tc) are designed such that at least a portion of the heat input trajectory begins at an isoline having a particular value of local heat dissipation capability and at another isoline having a different local value Heat dissipation capability ends.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem niedrigen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin gescannt werden. A method according to any one of the preceding claims, wherein trajectories of heat input are scanned from isolines having a low value of local heat dissipation capability to isolines having a higher value of local heat dissipation capability.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Trajektorien verringert wird. 5. The method of claim 4, wherein the time interval between successive trajectories is reduced.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Wärmeeintrag beim Übergang zur nächsten aufeinanderfolgenden Trajektorie durch eine Erhöhung der Leistung der Energiequelle und/oder Verringerung der Geschwindigkeit der Energiequelle erhöht wird. 6. The method of claim 4 or 5, wherein the heat input is increased in the transition to the next consecutive trajectory by increasing the power of the power source and / or reducing the speed of the power source.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem niedrigeren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin gescannt werden. 7. The method of claim 1, wherein the trajectories of heat input are scanned from isolines having a higher value of local heat dissipation capability to isolines having a lower value of local heat dissipation capability.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Trajektorien erhöht wird. 8. The method of claim 7, wherein the time interval between successive trajectories is increased.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Wärmeeintrag beim Übergang zur nächsten aufeinanderfolgenden Trajektorie durch eine Verringerung der Leistung der Energiequelle und/oder Erhöhung der Geschwindigkeit der Energiequelle verringert wird. 9. The method of claim 7 or 8, wherein the heat input is reduced in the transition to the next consecutive trajectory by reducing the power of the power source and / or increasing the speed of the power source.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Richtung des Scannens einzelner Trajektorien des Wärmeeintrags auf Basis der Werte des lokalen Gradienten der Wärmeableitungsfähigkeit bestimmt wird. A method according to any one of the preceding claims, wherein the direction of scanning individual trajectories of heat input is determined based on the values of the local gradient of the heat dissipation capability.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Trajektorien des Wärmeeintrags in Richtung eines höheren Wertes des Gradienten der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit erzeugt werden. 11. The method of claim 10, wherein the trajectories of heat input are generated toward a higher value of the gradient of local heat dissipation capability.

12. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Bauteilschicht mit Hilfe von mehreren, in unterschiedlichen Orten der Bauteilschicht zeitgleich wirkenden Energiequellen, insbesondere mit mehreren Lasern oder mit einer örtlich aufgeteilten Lichtquelle, erzeugt wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the component layer by means of several, simultaneously acting in different locations of the component layer energy sources, in particular with a plurality of lasers or with a locally split light source is generated.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei mindestens ein Paar nacheinander folgender Trajektorien aus der Reihenfolge zur Erzeugung der Trajektorien mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Energiequellen zeitgleich erzeugt wird. 13. The method of claim 12, wherein at least one pair of successive trajectories from the sequence for generating the trajectories using two different energy sources is generated simultaneously.

14. Verfahren zur Berechnung einer Scanstrategie zwecks entsprechender Ansteuerung einer Anlage zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils, wobei die Auslegung und/oder die Reihenfolge und/oder die Richtung der Trajektorien (Ti, T₂; Tc) des Wärmeeintrags auf Basis einer, insbesondere simulationsbasiert, ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit oder anhand einer Funktion derselben in einer jeweiligen Bauteilschicht erfolgt. 14. A method for calculating a scanning strategy for the purpose of corresponding control of a plant for the additive production of a three-dimensional component, wherein the design and / or the order and / or the direction of the trajectories (Ti, T ₂ , Tc) of the heat input on the basis of, in particular simulation-based , determined local heat dissipation ability or by a function of the same takes place in a respective component layer.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei mindestens ein Teil der Trajektorien (Ti, T₂; Tc) des Wärmeeintrags entlang Isolinien (I_a, Ib, Ic) oder Quasi-Isolinien der ermittelten lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ausgelegt wird. 15. The method of claim 14, wherein at least a portion of the trajectories (Ti, T ₂ , Tc) of the heat input along isolines (I _a , Ib, Ic) or quasi-isolines of the determined local heat dissipation capability is designed.

16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Trajektorien (Ti, T₂; Tc) so ausgelegt werden, dass mindestens ein Teil der Trajektorie des Wärmeeintrags an einer Isolinie mit einem bestimmten Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit beginnt und an einer anderen Isolinie mit einem anderen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit endet. The method of claim 14, wherein the trajectories (Ti, T ₂ , Tc) are designed such that at least a portion of the heat input trajectory begins at an isoline having a particular value of local heat dissipation capability and another isoline having a different value the local heat dissipation capability ends.

17. Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine Bauteilschicht auf Basis einer lokalen Wärmeableitungsfähigkeit segmentiert wird und eine Trajektorie innerhalb der Grenzen eines der Segmente dieser Bauteilschicht angebracht wird. 17. The method of claim 14, wherein a device layer is segmented based on a local heat dissipation capability and a trajectory is applied within the boundaries of one of the segments of that device layer.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei Isolinien oder Quasi-Isolinien oder Punkte an einer Isolinie der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zur Begrenzung eines Segmentes ausgewählt werden. 18. The method of claim 17, wherein isolines or quasi-isolines or points on an isoline of local heat dissipation capability are selected to confine a segment.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei zumindest ein Teil der Segmentgrenzen in Richtung des Gradienten der Wärmeableitungsfähigkeit oder im Wesentlichen senkrecht zu den Isolinien bzw. Quasi-Isolinien der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ausgerichtet wird. 19. The method of claim 18, wherein at least a portion of the segment boundaries are aligned in the direction of the gradient of heat dissipation capability or substantially perpendicular to the isolines of the local heat dissipation capability.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei einer Trajektorie des Wärmeeintrags ein Bereich um diese Trajektorie als ein Konsolidierungsbereich zugeordnet wird. 20. The method of claim 14, wherein a trajectory of the heat input is assigned an area around this trajectory as a consolidation area.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Konsolidierungsbereich aufgrund einer Berechnung des thermischen Feldes von einer bewegten Energiequelle entlang der Trajektorie des Wärmeeintrags definiert wird. 21. The method of claim 20, wherein the consolidation range is defined based on a calculation of the thermal field from a moving energy source along the trajectory of the heat input.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Konsolidierungsbereich einer Trajektorie als ein Gebiet definiert wird, in dem die Temperaturen einen bestimmten vorgegebenen Wert, insbesondere den Wert der Schmelztemperatur des konsolidierten Materials, erreicht haben. 22. The method of claim 21, wherein the consolidation range of a trajectory is defined as an area in which the temperatures have reached a certain predetermined value, in particular the value of the melting temperature of the consolidated material.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei sich die Konsolidierungsbereiche der benachbarten Trajektorien überschneiden. 23. The method of claim 20, wherein the consolidation areas of the adjacent trajectories overlap.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Konsolidierungsbereiche aller Trajektorien in der jeweiligen Bauteilschicht die Fläche dieser Bauteilschicht lückenlos abdecken. 24. The method according to any one of claims 20 to 23, wherein the consolidation areas of all trajectories in the respective component layer cover the surface of this component layer gapless.

25. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem niedrigen Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin ausgelegt werden. 25. The method of claim 14, wherein the trajectories of heat input are laid out from isolines having a low value of local heat dissipation capability to isolines having a higher value of local heat dissipation capability.

26. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Trajektorien des Wärmeeintrags ausgehend von Isolinien mit einem höheren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit zu Isolinien mit einem niedrigeren Wert der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit hin ausgelegt werden. 26. The method of claim 14, wherein the trajectories of heat input are laid out from isolines having a higher value of local heat dissipation capability to isolines having a lower value of local heat dissipation capability.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 26, wobei die Richtung des Scannens einzelner Trajektorien des Wärmeeintrags auf Basis der Werte des lokalen Gradienten der Wärmeableitungsfähigkeit bestimmt wird. 27. The method of claim 14, wherein the direction of scanning individual trajectories of the heat input is determined based on the values of the local gradient of the heat dissipation capability.

28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Trajektorien des Wärmeeintrags in Richtung eines höheren Wertes des Gradienten der lokalen Wärmeableitungsfähigkeit ausgelegt werden. 28. The method of claim 27, wherein the trajectories of heat input are oriented toward a higher value of the gradient of local heat dissipation capability.

29. Anlage zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils aus mehreren Bauteilschichten durch mehrfaches inkrementelles, insbesondere schichtweises, Hinzufügen von pulver-, draht- oder bandförmigem, insbesondere metallischem, Bauteilausgangsmaterial und, insbesondere inkrementelles, formgebendes Konsolidieren des Bauteilausgangsmaterials durch jeweils selektives Schmelzen und/oder Sintern mittels einer durch mindestens eine Energiequelle, insbesondere lokal, gemäß einer Scanstrategie eingebrachten Wärmemenge, umfassend 29. Plant for the additive production of a three-dimensional component of several component layers by multiple incremental, in particular layer by layer, adding powder, wire or strip, in particular metallic, component starting material and, in particular incremental, shaping consolidating the component starting material by respectively selective melting and / or sintering by means of an amount of heat introduced by at least one energy source, in particular locally, according to a scanning strategy

- ein Bauraumgehäuse mit einer Bauplattform zur Abstützung eines oder mehrerer pulverbett-basiert additiv zu fertigenden Bauteils/Bauteile, a construction space housing with a construction platform for supporting one or more powder-bed-based additive components / components to be manufactured,

eine Schichtenpräparierungseinrichtung zur Präparierung jeweiliger Pulverschichten auf der Bauplattform, - eine Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung der jeweils zuletzt präparierten Pulverschicht auf der Bauplattform und a layer preparation device for preparing respective powder layers on the build platform, - An irradiation device for irradiating the last prepared powder layer on the building platform and

- eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bestrahlungseinrichtung gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 28. - A control device for controlling the irradiation device according to a method according to one of claims l to 28.

30. Ein oder mehrere computerlesbare(s) Medium/Medien, das/die durch Computer ausführbare Befehle umfasst/umfassen, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder das Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 28 durchzuführen. 30. One or more computer-readable media / media comprising computer-executable instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform the method of any one of claims 1 to 13 and / or to carry out the method according to any one of claims 14 to 28.