WO2023057560A1

WO2023057560A1 - Method for automatedly determining exposure patterns

Info

Publication number: WO2023057560A1
Application number: PCT/EP2022/077799
Authority: WO
Inventors: Martin Werz; Stefan Weihe; Moritz Käß
Original assignee: Universität Stuttgart
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2022-10-06
Publication date: 2023-04-13
Also published as: DE102021211256A1

Abstract

A computer-implemented method for automatedly determining exposure patterns for the layer-by-layer manufacture of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed method is proposed. The method comprises the following steps: a) cutting the CAD model into a finite number of layers (122); b) determining at least one exposure path (124) for each layer (122), the exposure path (124) having beam position data for the control of an exposure beam (126) in the additive powder bed method, determining the exposure path (124) comprising: i) creating and solving a partial differential equation and/or a functional and/or an eigenvalue problem, comprising discretizing the layer (122), at least one boundary condition being allocated to an edge (128) of the layer (122), and generating at least one solution function (130); ii) determining the exposure path (124) from the solution function (130), at least one property of the additive powder bed method being taken into account; c) determining at least one exposure pattern from the exposure paths (124) of the layers (122). A computer program for carrying out the computer-implemented method, a method for manufacturing at least one component in an additive powder bed method by means of at least one automatedly determined exposure pattern, a calculation device (142) for automatedly determining exposure patterns, and a manufacturing device (154) for the layer-by-layer manufacture of at least one component in an additive powder bed method by means of at least one automatedly determined exposure pattern are furthermore proposed.

Description

Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern Method for the automated determination of exposure patterns

Technisches Gebiet technical field

Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren, ein Computerprogramm zur Durchführung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern und ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Berechnungsvorrichtung zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern sowie eine Herstellungsvorrichtung zur schichtweisen Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters. Verfahren, Computerprogramme und Vorrichtungen der genannten Art können beispielsweise im Bereich der additiven Fertigung eingesetzt werden, insbesondere im Bereich der pulverbettbasierten additiven Fertigung. So kann die Erfindung insbesondere in der Entwicklung und Produktion eingesetzt werden, beispielsweise in der Prototypenoder Einzelstückfertigung. Alternativ oder zusätzlich, kann die Erfindung auch in der Serienfertigung, insbesondere in der Kleinserienfertigung, eingesetzt werden. Auch andere Einsatzgebiete sind jedoch grundsätzlich denkbar. The invention relates to a computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns for the layer-by-layer production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed method, a computer program for carrying out the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns and a method for producing at least one component in an additive powder bed process using at least one automatically determined exposure pattern. Furthermore, the invention relates to a calculation device for the automated determination of exposure patterns and a manufacturing device for the layered manufacture of at least one component in an additive powder bed process using at least one automatically determined exposure pattern. Methods, computer programs and devices of the type mentioned can be used, for example, in the field of additive manufacturing, in particular in the field of powder-bed-based additive manufacturing. The invention can thus be used in particular in development and production, for example in the manufacture of prototypes or one-offs. Alternatively or additionally, the invention can also be used in series production, in particular in small series production. However, other areas of use are also conceivable in principle.

Technischer Hintergrund Technical background

Die WO 2013/079581 Al offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers durch schichtweises Aufbauen aus Werkstoffpulver. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Präparieren einer Schicht aus Werkstoffpulver, b) Erhitzen der Schicht durch ortsselektives Bestrahlen der Schicht entsprechend einem der Schicht zugeordneten Querschnittsmuster des Formkörpers nach Maßgabe von Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers mit kontrollierter Strahlung, so dass das Werkstoffpulver zu zusammenhängenden Bereichen entsprechend dem Querschnittsmuster des Formkörpers durch Verschmelzen verfestigt wird, c) Präparieren einer nächsten Schicht aus Werkstoffpulver auf der zuletzt bestrahlten Schicht und d) Erhitzen der zuletzt präparierten Schicht durch ortsselektives Bestrahlen der Schicht entsprechend einem dieser Schicht zugeordneten Querschnittsmuster des Formkörpers mit kontrollierter Strahlung, so dass das Werkstoffpulver zu zusammenhängenden Bereichen entsprechend diesem Querschnittsmuster des Formkörpers durch Verschmelzen verfestigt wird, und e) mehrfaches Wiederholen der Schritte c) und d) zumindest bis zur Fertigstellung des Aufbaus des Formkörpers, wobei der durch das Bestrahlen in den Bestrahlungsschritten d) erfolgende ortsselektive Energieeintrag pro Zeiteinheit durch Strahlung abhängig vom jeweiligen Bestrahlungsort auf der Pulverschicht variierbar ist. In den Bestrahlungsschritten d) wird der ortsselektive Energieeintrag pro Zeiteinheit an einem jeweiligen Bestrahlungsort auf der jeweiligen Schicht in Abhängigkeit von dem Wärmeableitvermögen eines jeweiligen definierten, unmittelbaren, dreidimensionalen Umgebungsbereichs des Bestrahlungsortes gewählt und durch Einstellung von Bestrahlungsparametern, wie Energiedichte der Strahlung am Bestrahlungsort oder/und Dauer der Bestrahlung des Bestrahlungsortes, automatisch entsprechend moduliert, wobei als Maß für das Wärmeableitvermögen des definierten, unmittelbaren, dreidimensionalen Umgebungsbereiches des jeweiligen Bestrahlungsortes der Volumenanteil bereits durch Verschmelzen von Werkstoffpulver verfestigten Materials innerhalb dieses Umgebungsbereiches aus Geometriebeschreibungsdaten des Formkörpers bestimmt wird, und wobei der ortsselektive Energieeintrag pro Zeiteinheit am Bestrahlungsort im Rahmen etwaiger Toleranzen umso größer gewählt wird, je größer das Wärmeableitvermögen seines Umgebungsbereiches ist. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart. WO 2013/079581 A1 discloses a method for producing a shaped body by building it up in layers from material powder. The method comprises the steps: a) preparing a layer of material powder, b) heating the layer by locally selective irradiation of the layer in accordance with a cross-sectional pattern assigned to the layer of the shaped body in accordance with geometry description data of the shaped body with controlled radiation, so that the material powder is solidified by fusion to form cohesive areas corresponding to the cross-sectional pattern of the shaped body, c) preparing a next layer of material powder on the last irradiated layer and d) heating the last prepared layer by locally selective irradiation of the layer according to a cross-sectional pattern of the shaped body assigned to this layer with controlled radiation, so that the material powder is solidified by fusion to form coherent regions corresponding to this cross-sectional pattern of the shaped body, and e) repeating steps c) and d) several times at least until completion of the structure of the shaped body, the location-selective energy input per unit of time occurring as a result of the irradiation in the irradiation steps d) being variable as a function of the respective irradiation location on the powder layer. In the irradiation steps d), the site-selective energy input per unit of time at a respective irradiation site on the respective layer is selected as a function of the heat dissipation capacity of a respective defined, immediate, three-dimensional area surrounding the irradiation site and by setting irradiation parameters, such as the energy density of the radiation at the irradiation site and/or Duration of the irradiation of the irradiation site, automatically modulated accordingly, with the volume fraction of material already solidified by the fusion of material powder within this surrounding area being determined from geometry description data of the shaped body as a measure of the heat dissipation capacity of the defined, immediate, three-dimensional surrounding area of the respective irradiation site, and with the location-selective energy input per unit of time at the irradiation location within the framework of any tolerances, the greater the greater the heat dissipation of its surrounding area. Furthermore, a device for carrying out the method is disclosed.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung von Bauteilen eingesetzt werden, wobei die Herstellung das Verwenden von Belichtungsstrahlen umfasst deren Wirkdurchmesser sehr klein ist gegenüber dem gesamten Bauteil. Im Allgemeinen eignen sich diese Verfahren und Vorrichtungen dazu geometrieunabhängige Belichtungsmuster zu erzeugen. So werden in der Regel Belichtungsmuster nach einem vorgegebenen Muster erzeugt, beispielsweise durch Verwenden paralleler Linien unter einem vorbestimmten diskreten Winkel, zum Beispiel Schachbrettmuster und/oder äquidistante Punkte. Trotz einer Vielzahl von Vorteilen, die mit den beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen erzielt werden, bestehen nach wie vor zahlreiche technische Herausforderungen. So kann es bei herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen abhängig von einer Geometrie der herzustellenden Bauteile zu Überhitzungen oder auch zu unzureichendem Aufschmelzen kommen. Dies kann zu einer Minderung der Bauteilqualität und einem erhöhten Risiko für Bauteilversagen führen, beispielsweise im späteren Gebrauch. Eine weitere technische Herausforderung besteht in der Berücksichtigung von geometriespezifischen Anforderungen zur Wärmeableitung während des Herstellens. Diese sind in bekannten Verfahren in der Regel unzureichend berücksichtigt. Auch eine Berücksichtigung von Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Bereichen eines Bauteils oder, falls mehrere Bauteile gleichzeitig hergestellt werden, eine Wechselwirkung zwischen Bauteilen, findet mit herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen üblicherweise nicht statt. Eine weitere technische Herausforderung betrifft eine Reduktion oder Vermeidung von zeit- und kostenintensiven Stützen, beispielsweise durch Stützstrukturen, einzelner Bauteilbereiche während des Herstellens. A large number of methods and devices are known from the prior art, which are used for the automated determination of exposure patterns for the layered production of components, the production comprising the use of exposure beams whose effective diameter is very small compared to the entire component. In general, these methods and devices are suitable for generating geometry-independent exposure patterns. As a rule, exposure patterns are generated according to a predetermined pattern, for example by using parallel lines at a predetermined discrete angle, for example a checkerboard pattern and/or equidistant points. Despite a large number of advantages that are achieved with the methods and devices described, there are still numerous technical challenges. Depending on the geometry of the components to be manufactured, overheating or insufficient melting can occur in conventional methods and devices. This can lead to a reduction in component quality and an increased risk of component failure, for example during later use. Another technical challenge is the consideration of geometry-specific requirements for heat dissipation during manufacturing. As a rule, these are insufficiently taken into account in known methods. Also, interactions between different areas of a component or, if several components are produced simultaneously, interactions between components, are usually not taken into account with conventional methods and devices. Another technical challenge relates to reducing or avoiding the need for time-consuming and costly supports, for example through support structures, for individual component areas during manufacture.

Herkömmlich erzeugte Belichtungsmuster beinhalten in der Regel abschnittsweise gerade Polylinien, die sich jedoch nachteilig auf die Prozessstabilität auswirken und somit auch die Bauteilqualität negativ beeinflussen können. Conventionally generated exposure patterns usually contain straight polylines in sections, which, however, have a negative effect on the process stability and can therefore also have a negative impact on the component quality.

Aufgabe der Erfindung object of the invention

Es wäre daher wünschenswert, Verfahren und Vorrichtungen zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem bereitzustellen, welche die beschriebenen Nachteile vorgenannter Verfahren und Vorrichtungen zumindest weitgehend vermeiden. Insbesondere sollen die Verfahren und Vorrichtungen einerseits das automatisierte Bestimmen von Belichtungsmustern mit optimierten Eigenschaften ermöglichen und andererseits eine hohe Kosteneffizienz, insbesondere eine zeitoptimierte und wirtschaftliche Fertigung, gewährleisten. It would therefore be desirable to provide methods and devices for the automated determination of exposure patterns which at least largely avoid the described disadvantages of the aforementioned methods and devices. In particular, the methods and devices should, on the one hand, enable the automated determination of exposure patterns with optimized properties and, on the other hand, ensure high cost efficiency, in particular time-optimized and economical production.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung General Description of the Invention

Diese Aufgabe wird adressiert durch ein computerimplementiertes Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren, ein Computerprogramm zur Durchführung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem, ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters, eine Berechnungsvorrichtung zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern sowie durch eine Herstellungsvorrichtung zur schichtweisen Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters, mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen, welche einzeln oder in beliebiger Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt. This object is addressed by a computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns for the layer-by-layer production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed process, a computer program for carrying out the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns, a method for production at least one component in an additive powder bed process using at least one automatically determined exposure pattern, a calculation device for the automated determination of exposure patterns and by a manufacturing device for the layered production of at least one component in an additive powder bed process using at least one automatically determined exposure pattern, with the features of the independent patent claims. Advantageous developments, which can be implemented individually or in any combination, are presented in the dependent claims.

Im Folgenden werden die Begriffe „haben“, „aufweisen“, „umfassen“ oder „einschließen“ oder beliebige grammatikalische Abweichungen davon in nicht-ausschließlicher Weise verwendet. Dementsprechend können sich diese Begriffe sowohl auf Situationen beziehen, in welchen, neben den durch diese Begriffe eingeführten Merkmalen, keine weiteren Merkmale vorhanden sind, oder auf Situationen, in welchen ein oder mehrere weitere Merkmale vorhanden sind. Beispielsweise kann sich der Ausdruck „A hat B“, „A weist B auf ‘, „ A umfasst B“ oder „A schließt B ein“ sowohl auf die Situation beziehen, in welcher, abgesehen von B, kein weiteres Element in A vorhanden ist (d.h. auf eine Situation, in welcher A ausschließlich aus B besteht), als auch auf die Situation, in welcher, zusätzlich zu B, ein oder mehrere weitere Elemente in A vorhanden sind, beispielsweise Element C, Elemente C und D oder sogar weitere Elemente. In the following, the terms "have", "have", "comprise" or "include" or any grammatical deviations thereof are used in a non-exclusive manner. Accordingly, these terms can refer both to situations in which, apart from the features introduced by these terms, no further features are present, or to situations in which one or more further features are present. For example, the expression 'A has B', 'A has B', 'A includes B', or 'A includes B' can both refer to the situation in which, apart from B, no other element in A is present (i.e. to a situation in which A consists exclusively of B), as well as to the situation in which, in addition to B, there are one or more other elements in A, e.g. element C, elements C and D or even other elements .

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „mindestens ein“ und „ein oder mehrere“ sowie grammatikalische Abwandlungen dieser Begriffe, wenn diese in Zusammenhang mit einem oder mehreren Elementen oder Merkmalen verwendet werden und ausdrücken sollen, dass das Element oder Merkmal einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann, in der Regel lediglich einmalig verwendet werden, beispielsweise bei der erstmaligen Einführung des Merkmals oder Elementes. Bei einer nachfolgenden erneuten Erwähnung des Merkmals oder Elementes wird der entsprechende Begriff „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ in der Regel nicht mehr verwendet, ohne Einschränkung der Möglichkeit, dass das Merkmal oder Element einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann. Furthermore, it is pointed out that the terms "at least one" and "one or more" as well as grammatical variations of these terms, if they are used in connection with one or more elements or features and are intended to express that the element or feature is provided once or several times can generally only be used once, for example when the feature or element is introduced for the first time. If the feature or element is subsequently mentioned again, the corresponding term “at least one” or “one or more” is usually no longer used, without restricting the possibility that the feature or element can be provided once or more than once.

Weiterhin werden im Folgenden die Begriffe „vorzugsweise“, „insbesondere“, „beispielsweise“ oder ähnliche Begriffe in Verbindung mit optionalen Merkmalen verwendet, ohne dass alternative Ausführungsformen hierdurch beschränkt werden. So sind Merkmale, welche durch diese Begriffe eingeleitet werden, optionale Merkmale, und es ist nicht beabsichtigt, durch diese Merkmale den Schutzumfang der Ansprüche und insbesondere der unabhängigen Ansprüche einzuschränken. So kann die Erfindung, wie der Fachmann erkennen wird, auch unter Verwendung anderer Ausgestaltungen durchgeführt werden. In ähnlicher Weise werden Merkmale, welche durch „in einer Ausführungsform der Erfindung“ oder durch „in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung“ eingeleitet werden, als optionale Merkmale verstanden, ohne dass hierdurch alternative Ausgestaltungen oder der Schutzumfang der unabhängigen Ansprüche eingeschränkt werden soll. Weiterhin sollen durch diese einleitenden Ausdrücke sämtliche Möglichkeiten, die hierdurch eingeleiteten Merkmale mit anderen Merkmalen zu kombinieren, seien es optionale oder nicht-optionale Merkmale, unangetastet bleiben. Furthermore, the terms “preferably”, “particularly”, “for example” or similar terms are used below in connection with optional features, without alternative embodiments being restricted thereby. Thus, features introduced by these terms are optional features and are not intended to limit the scope of the claims, and in particular the independent claims, by these features. The invention can thus be appreciated by those skilled in the art will also be performed using other configurations. Similarly, features introduced by "in an embodiment of the invention" or by "in an exemplary embodiment of the invention" are understood as optional features without intending to limit alternative configurations or the scope of the independent claims. Furthermore, through these introductory expressions, all possibilities to combine the features introduced here with other features, be they optional or non-optional features, remain untouched.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein computerimplementiertes Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die nachfolgend näher genannten Schritte. Diese Schritte können in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden. Auch eine andere Reihenfolge ist jedoch grundsätzlich möglich. Weiterhin können zwei oder mehr der genannten Verfahrensschritte zeitlich überlappend oder gleichzeitig durchgeführt werden. Weiterhin können einer oder mehrere der genannten Verfahrensschritte einfach oder auch wiederholt durchgeführt werden. Das Verfahren kann über die genannten Schritte hinaus weitere Verfahrensschritte umfassen, welche nicht genannt sind. In a first aspect of the present invention, a computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns for the layered production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed method is proposed. The method includes the steps detailed below. These steps can be performed in the order listed. However, a different sequence is also possible in principle. Furthermore, two or more of the method steps mentioned can be carried out with a time overlap or at the same time. Furthermore, one or more of the process steps mentioned can be carried out once or else repeatedly. In addition to the steps mentioned, the method can comprise further method steps which are not mentioned.

Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Schneiden des CAD-Modells in eine endliche Anzahl von, beispielsweise im Wesentlichen zueinander parallelen, Schichten; b) Bestimmen von mindestens einem Belichtungspfad für jede Schicht, wobei der Belichtungspfad Strahlpositionsdaten aufweist für die Steuerung eines Belichtungsstrahls in dem additiven Pulverbettverfahren, wobei das Bestimmen des Belichtungspfads umfasst: i) Erstellen und Lösen einer partiellen Differentialgleichung und/oder eines Funktionals und/oder eines Eigenwertproblems, umfassend ein Diskretisieren der Schicht, wobei einem Rand der Schicht mindestens eine Randbedingung zugewiesen wird, und Erzeugen mindestens einer Lösungsfunktion; ii) Bestimmen des Belichtungspfads aus der mindestens einen Lösungsfunktion, wobei mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens berücksichtigt wird; c) Bestimmen mindestens eines Belichtungsmusters aus den Belichtungspfaden der Schichten. Der Begriff „computerimplementiert“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Prozess beziehen, welcher vollständig oder teilweise unter Verwendung von Datenverarbeitungsmitteln implementiert ist, insbesondere unter Verwendung mindestens eines Prozessors. So kann das computerimplementierte Verfahren insbesondere ein ganz oder teilweise in einem Prozessor ausführbares Verfahren sein. The method comprises the following steps: a) cutting the CAD model into a finite number of layers, for example essentially parallel to one another; b) determining at least one exposure path for each layer, the exposure path having beam position data for controlling an exposure beam in the additive powder bed process, wherein determining the exposure path comprises: i) creating and solving a partial differential equation and/or a functional and/or a Eigenvalue problem, comprising discretizing the layer, wherein at least one boundary condition is assigned to an edge of the layer, and generating at least one solution function; ii) determining the exposure path from the at least one solution function, taking into account at least one property of the additive powder bed method; c) determining at least one exposure pattern from the exposure paths of the layers. The term "computer-implemented" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, refer in particular to a process which is implemented in whole or in part using data processing means, in particular using at least one processor. The computer-implemented method can in particular be a method that can be executed entirely or partially in a processor.

Der Begriff „CAD-Modell“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere beziehen auf eine technische Datei, welche Daten und/oder Informationen bezüglich einer Form und/oder Geometrie des herzustellenden Bauteils umfasst. Beispielsweise kann das CAD-Modell in Form einer numerischen Beschreibung der Geometrie des herzustellenden Bauteils vorliegen, vorzugsweise in Form einer numerischen Beschreibung mindestens einer Oberfläche des Bauteils, insbesondere aus tesselierten und/oder diskretisierten Dreiecken. Das CAD-Modell kann auch weitere Daten, beispielsweise bezüglich mindestens eines möglichen und/oder geeigneten Materials, des Bauteils umfassen. Insbesondere kann es sich bei dem CAD-Modell des Bauteils um Input und/oder Eingangsdaten für das computerimplementierte Verfahren handeln. Der Begriff „Eingangsdaten“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht und ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Insbesondere kann es sich bei den Eingangsdaten, insbesondere dem CAD-Modell, um Informationen handeln, welche vor Durchführung des Verfahrens vorhanden sind und/oder dem computerimplementierten Verfahren zur Verfügung stehen und/oder auf die das Verfahren angewendet wird. The term "CAD model" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can refer in particular, without limitation, to a technical file that includes data and/or information regarding a shape and/or geometry of the component to be manufactured. For example, the CAD model can be in the form of a numerical description of the geometry of the component to be produced, preferably in the form of a numerical description of at least one surface of the component, in particular made up of tessellated and/or discretized triangles. The CAD model can also include additional data, for example relating to at least one possible and/or suitable material of the component. In particular, the CAD model of the component can be input and/or input data for the computer-implemented method. The term "input data" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and ordinary meaning as understood by those skilled in the art and is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the input data, in particular the CAD model, can be information that is present before the method is carried out and/or is available to the computer-implemented method and/or to which the method is applied.

Der Begriff „additives Pulverbettverfahren“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf ein additives Fertigungsverfahren beziehen, bei dem pulverförmiges und/oder granuläres Material Schicht für Schicht aufgetragen und so ein dreidimensionales Bauteil erzeugt werden kann. Beispielsweise kann in dem additiven Pulverbettverfahren das Bauteil in zueinander parallel angeordneten Schichten aus einem pulverförmigen Material als Ausgangswerkstoff, beispiels- weise auf einer Grund- und/oder Bauplatte, aufgebaut werden. Insbesondere kann in dem additiven Pulverbettverfahren durch zyklisches Aufträgen einer Pulverschicht auf die Grund- und/oder Bauplatte das Bauteil aufgebaut werden. So kann das additive Pulverbettverfahren insbesondere geeignet sein, um Bauteile ohne physische und/oder geometriespezifische Werkzeuge zu fertigen. Zur Herstellung des Bauteils kann beispielsweise die zyklisch aufgetragene Pulverschicht lokal durch mindestens einen Strahl, beispielsweise durch mindestens einen Belichtungsstrahl, insbesondere durch einen hochenergetischen Strahl, zum Beispiel durch einen Laserstrahl und/oder Elektronenstrahl, belichtet werden. Insbesondere kann eine lokale Wechselwirkung zwischen dem Strahl und dem pulverförmigen Material stattfinden, beispielsweise an einer lokalen Wirkstelle. Zum Beispiel, kann das pulverförmige Material an der Wirkstelle, beispielsweise innerhalb eines Wirkdurchmessers des Belichtungsstrahls, durch die Wechselwirkung mit dem Strahl eine Zustandsänderung erfahren, beispielsweise von pulverförmig zu fest, insbesondere eine Umwandlung von einem losen Granulat zu einem stabilen, zur Kraftübertragung geeigneten Verbund. Beispielsweise kann mittels des Strahls das Pulver, insbesondere lokal an einer Wirkstelle, mit dem in unmittelbarer Umgebung liegenden Material, zum Beispiel mit dem daneben- und/oder darunterliegenden Material, beispielsweise mit einer vorherigen Pulverschicht und/oder mit einem Teil des entstehenden Bauteils, zumindest teilweise verschmolzen werden. Ein Durchmesser des Strahls und/oder der durch das Auftreffen des Strahls auf dem Pulver entstehende Schmelzbereich, beispielsweise eine Wirkstelle, kann dabei sehr viel kleiner sein als die Abmessungen des Bauteils. Insbesondere kann der Strahl eine Wirkstelle, beispielsweise einen Schmelzdurchmesser D, zum Beispiel einen Bereich, in dem Schmelzen auftritt, zwischen 0,4 pm und 15 mm erzeugen, beispielsweise 10pm < DThe term "additive powder bed process" as used herein is a term which should be given its ordinary and ordinary meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to an additive manufacturing process in which powdery and/or granular material can be applied layer by layer and a three-dimensional component can thus be produced. For example, in the additive powder bed process, the component can be made of a powdered material as the starting material, e.g. wise on a base and/or building board. In particular, the component can be built up in the additive powder bed process by cyclically applying a powder layer to the base and/or construction plate. The additive powder bed process can be particularly suitable for manufacturing components without physical and/or geometry-specific tools. To produce the component, for example, the cyclically applied powder layer can be exposed locally by at least one beam, for example by at least one exposure beam, in particular by a high-energy beam, for example by a laser beam and/or electron beam. In particular, a local interaction between the jet and the powdered material can take place, for example at a local point of action. For example, the powdered material can experience a change in state at the point of action, for example within an effective diameter of the exposure beam, through the interaction with the beam, for example from powdery to solid, in particular a conversion from loose granules to a stable compound suitable for power transmission. For example, the jet can be used to mix the powder, in particular locally at a point of action, with the material in the immediate vicinity, for example with the material next to and/or below it, for example with a previous powder layer and/or with a part of the component being produced, at least be partially merged. A diameter of the jet and/or the melting area created by the impact of the jet on the powder, for example an active point, can be very much smaller than the dimensions of the component. In particular, the beam can produce an active point, for example a melting diameter D, for example an area in which melting occurs, between 0.4 pm and 15 mm, for example 10 pm < D

< 2 mm, insbesondere 20pm < D < 500 pm. < 2 mm, in particular 20 pm < D < 500 pm.

Das pulverförmige Material als Ausgangswerkstoff für die Herstellung in dem additiven Pulverbettverfahren kann beispielsweise eine Partikel- und/oder Korngröße p aufweisen, wobei 0,02 pm < p < 2,0mm, insbesondere 5,0 pm < p < 500 pm, vorzugsweise 10 pm < p < 100 pm, besonders bevorzugt 12 pm < p < 63 pm. The powdered material as the starting material for production in the additive powder bed process can have a particle and/or grain size p, for example, where 0.02 μm<p<2.0 mm, in particular 5.0 μm<p<500 μm, preferably 10 μm <p<100 pm, particularly preferably 12 pm<p<63 pm.

Eine Schichtdicke d der Materialschicht, zum Beispiel der Pulverschicht, in der das pulverförmige Material in dem additiven Pulverbettverfahren aufgetragen wird, beispielsweise eine Dicke der zueinander parallel angeordneten Pulver schichten, kann beispielsweise zwischen 0,4 pm und 12 mm liegen. So kann die Pulverschichtdicke d insbesondere 5 pm < dA layer thickness d of the material layer, for example the powder layer, in which the powdery material is applied in the additive powder bed process, for example a thickness of the powder layers arranged parallel to one another, can be between 0.4 μm and 12 mm, for example. In particular, the powder layer thickness d can be 5 μm<d

< 2 mm, vorzugsweise 10 pm < d < 200 pm, bevorzugt 10 pm < d < 100 pm. In dem additiven Pulverbettverfahren kann für jede der zyklisch aufgetragenen Pulverschichten eine Relativbewegung zwischen Strahl und Schicht derart ausgeführt werden, dass alle Bereiche des herzustellenden Bauteils belichtet, insbesondere aufgeschmolzen, werden können. Diese Relativbewegung kann beispielsweise durch Bewegen des Strahls gegenüber der Material schicht oder durch Bewegen der Material schicht gegenüber dem Strahl oder durch eine Kombination dieser Bewegungen erzeugt werden. Ein Ablauf und/oder Fahrplan der Relativbewegung kann insbesondere durch den Belichtungspfad, insbesondere für eine einzelne Materialschicht, oder durch das Belichtungsmuster, insbesondere für die Gesamtheit der Materialschichten, gegeben sein. Insbesondere können in dem additiven Pulverbettverfahren ein oder mehrere Komponenten vorgesehen sein zur Ausführung dieser Relativbewegung, so kann beispielsweise im Fall von laserbasierten Verfahren mindestens ein sogenannter Laserscanner umfassend mindestens zwei zueinander elektronisch bewegliche Spiegel und/oder im Fall von elektronenstrahlbasierten Verfahren eine mindestens zwei Kondensatorplatten umfassende Ablenkeinheit verwendet werden. <2 mm, preferably 10 μm<d<200 μm, preferably 10 μm<d<100 μm. In the additive powder bed process, a relative movement between the beam and the layer can be carried out for each of the cyclically applied powder layers in such a way that all areas of the component to be produced can be exposed, in particular melted. This relative movement can layer, for example, by moving the beam relative to the material or by moving the material layer relative to the beam or by a combination of these movements. A sequence and/or timetable for the relative movement can be given in particular by the exposure path, in particular for an individual material layer, or by the exposure pattern, in particular for the entirety of the material layers. In particular, one or more components can be provided in the additive powder bed process to carry out this relative movement. For example, in the case of laser-based processes, at least one so-called laser scanner can comprise at least two mirrors that can be moved electronically in relation to one another and/or in the case of electron-beam-based processes, a deflection unit can comprise at least two capacitor plates be used.

Der Begriff „Belichtungsmuster“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Information eines zeitlichen und/oder örtlichen Ablaufs, beispielsweise auf einen Fahr- und/oder Ablaufplan, einer Relativbewegung zwischen Strahl und Pulverbett beziehen, beispielsweise zur Herstellung mindestens eines gesamten und/oder vollständigen Bauteils. So kann das Belichtungsmuster beispielsweise einen Datensatz aus einer Gesamtheit von Belichtungspfaden für jede Schicht des Bauteils umfassen, zum Beispiel eine Sammlung sein von den Belichtungspfaden für die schichtweise Herstellung des mindestens einen gesamten Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren. Zum Beispiel kann das Belichtungsmuster eine Gesamtheit von Belichtungspfaden für die Herstellung mindestens eines gesamten Bauteils umfassen, also Daten für das Belichten aller Materialschichten umfassen für die Herstellung mindestens eines gesamten Bauteils. Insbesondere kann das Belichtungsmuster in Form einer technischen Datei, beispielsweise in Form eines computerlesbaren Datensatzes, erzeugt werden. So kann es sich bei dem Belichtungsmuster insbesondere um Output- und/oder Ausgangsdaten, beispielsweise um ein Ergebnis, des computerimplementierten Verfahrens handeln. The term "exposure pattern" as used herein is a term that should be given its ordinary and ordinary meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, refer in particular to information about a temporal and/or local sequence, for example a timetable and/or sequence plan, a relative movement between beam and powder bed, for example for the production of at least one entire and/or complete component. For example, the exposure pattern can include a data set from a total of exposure paths for each layer of the component, for example a collection of the exposure paths for the layer-by-layer production of the at least one entire component in an additive powder bed process. For example, the exposure pattern can include a total of exposure paths for the production of at least one entire component, ie data for the exposure of all material layers for the production of at least one entire component. In particular, the exposure pattern can be generated in the form of a technical file, for example in the form of a computer-readable data record. In particular, the exposure pattern can be output and/or starting data, for example a result of the computer-implemented method.

Der Begriff „Ausgangsdaten“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie ver- steht und ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. So kann es sich bei den Ausgangsdaten, insbesondere bei dem Belichtungsmuster, um Informationen handeln, welche erst nach vollständiger oder teilweiser Durchführung des Verfahrens vorhanden sind und/oder aus dem computerimplementierten Verfahren hervorgehen, beispielsweise durch das computerimplementierte Verfahren erzeugt werden. Ausgangsdaten aus einem Datenverarbeitungsprozess können insbesondere Eingangsdaten für einen nachfolgend und/oder anschließend durchgeführten Datenverarbeitungsschritt sein und/oder insbesondere für einen nachfolgend, beispielsweise zeitlich später, durchgeführten datengesteuerten Fertigungsprozess, beispielsweise für ein Herstellungsverfahren, sein. The term "source data" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. shall not be limited to any particular or adapted meaning. The output data, in particular the exposure pattern, can be information that is only available after the method has been carried out completely or partially and/or that emerges from the computer-implemented method, for example is generated by the computer-implemented method. Output data from a data processing process can in particular be input data for a data processing step carried out subsequently and/or subsequently and/or in particular for a data-controlled manufacturing process carried out subsequently, for example later in time, for example for a manufacturing method.

Der Begriff „Schneiden“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere beziehen auf einen Prozess des Trennens und/oder Aufteilens von Daten in einzelne Datenpakete, wobei beispielsweise auch eine Reduktion der Daten stattfinden kann. So kann das Schneiden des CAD-Modells in eine endliche Anzahl von Schichten insbesondere ein Aufteilen der Geometrie des in dem CAD-Modell gespeicherten Bauteils in einzelne Datenpakete umfassen, wobei jedes Datenpaket zumindest eine Schicht des Bauteils aufweisen kann. Insbesondere kann das Schneiden einen Datenverarbeitungsschritt umfassen, wobei beispielsweise eine Umrandung und/oder eine Schnittfläche des CAD-Modells extrahiert wird. So kann zum Beispiel eine 3D Geometrie deren Äußeres Flächen sind durch das Schneiden in 2D Elemente überführt werden. Insbesondere kann durch das Schneiden des CAD-Modells in eine endliche Anzahl von Schichten das dreidimensionale CAD-Modell in eine endliche Anzahl von zweidimensionalen Flächen, hier beispielsweise Schicht genannt, aufgeteilt werden. So kann das Schneiden des CAD-Modells beispielsweise ein derartiges Aufteilen umfassen, dass jedes Datenpaket, beispielsweise jede Schicht, Linien umfasst, insbesondere in einer Ebene liegende Linien, vorzugsweise geschlossene Linien. Beispielsweise kann in Schritt a) das CAD-Modell zunächst in eine endliche Anzahl von gleich dicken Scheiben aufgeteilt, beispielsweise in Datenpakete getrennt, werden. Insbesondere kann jede Scheibe eine Dicke s aufweisen, wobei 0,5 pm < s < 10 mm, beispielsweise 5 pm < s < 500 pm. Die Dicke s kann vorgegeben sein, beispielsweise durch das additive Pulverbettverfahren. Insbesondere kann die Dicke s beispielsweise einer Dicke einer Pulverschicht in dem additiven Pulverbettverfahren entsprechen. Anschließend können in Schritt a) die gleich dicken Scheiben, insbesondere Datenpakete die Informationen über die Scheiben enthalten, in Schichten überführt, insbesondere die Datenpakete reduziert, werden, indem eine Kontur und/oder ein Umriss der Scheiben, insbesondere als zweidimensionale Querschnittsfläche, gespeichert wird. So kann das Schneiden des CAD-Modells in Schritt a) ein Überführen des dreidimensionalen CAD-Modells in eine endliche Anzahl von zweidimensionalen Schichten umfassen, wobei jede Schicht eine Kontur und/oder einen Umriss einer Scheibe des CAD-Modells umfassen kann. Der Begriff „Schicht“ wie er hier verwendet wird, kann sich, ohne Beschränkung, insbesondere auf eine zweidimensionale Fläche beziehen. Insbesondere kann eine Schicht eine Querschnittsfläche einer Scheibe des CAD-Modells sein. So muss die Schicht beispielsweise nicht auf einen Flächeninhalt begrenzt sein, sondern kann sich auf eine Geometrie umfassend die Fläche beziehen, zum Beispiel inklusive eines Rands und/oder einer Berandung der Querschnittsfläche und/oder einer Schnittebene des CAD-Modells. Beispielsweise kann eine erste Schicht die Querschnittsfläche der ersten Scheibe umfassen, wohingegen eine zweite Schicht die Querschnittsfläche der zweiten Scheibe umfassen kann, usw. The term "cutting" as used herein is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to a process of separating and/or dividing data into individual data packets, in which case a reduction of the data can also take place, for example. For example, cutting the CAD model into a finite number of layers can include, in particular, dividing the geometry of the component stored in the CAD model into individual data packets, with each data packet being able to have at least one layer of the component. In particular, the cutting can include a data processing step, with a border and/or a cut surface of the CAD model being extracted, for example. For example, a 3D geometry whose exterior is surfaces can be converted into 2D elements by cutting. In particular, by cutting the CAD model into a finite number of slices, the three-dimensional CAD model can be divided into a finite number of two-dimensional surfaces, called slices here, for example. For example, cutting the CAD model can include dividing it in such a way that each data packet, for example each layer, includes lines, in particular lines lying in one plane, preferably closed lines. For example, in step a), the CAD model can first be divided into a finite number of slices of equal thickness, for example separated into data packets. In particular, each disk can have a thickness s, where 0.5 μm<s<10 mm, for example 5 μm<s<500 μm. The thickness s can be predetermined, for example by the additive powder bed method. In particular, the thickness s can correspond, for example, to a thickness of a powder layer in the additive powder bed method. Subsequently, in step a), the disks of the same thickness, in particular data packets containing information about the disks, can be converted into layers, in particular the data packets can be reduced, by a contour and/or an outline of the disks, in particular as a two-dimensional cross-sectional area, is saved. Thus, the cutting of the CAD model in step a) can include converting the three-dimensional CAD model into a finite number of two-dimensional slices, each slice comprising a contour and/or an outline of a slice of the CAD model. The term "layer" as used herein can, without limitation, refer to a two-dimensional surface in particular. In particular, a layer can be a cross-sectional area of a slice of the CAD model. For example, the layer does not have to be limited to an area, but can refer to a geometry comprising the area, for example including an edge and/or a boundary of the cross-sectional area and/or a cutting plane of the CAD model. For example, a first layer may comprise the cross-sectional area of the first pane, whereas a second layer may comprise the cross-sectional area of the second pane, and so on.

Für jede Schicht, insbesondere für jede einzelne der in Schritt a) geschnittenen Schichten, wird in Schritt b) mindestens ein Belichtungspfad bestimmt, insbesondere durch wiederholtes, beispielsweise iteratives, Durchführen von zumindest den Schritten i) und ii). So kann insbesondere für jede der endlichen Anzahl von Schichten ein eigener Belichtungspfad bestimmt werden. Der Begriff „Belichtungspfad“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen beliebigen Wechselwirkungspfad und/oder Scanpfad beziehen, beispielsweise auf eine Spur und/oder Bahn, auf welcher eine Wechselwirkung zwischen dem Strahl und dem pulverförmigen Material stattfinden kann, beispielsweise abhängig von einer Art einer verwendeten Strahlung des Strahls. Beispielsweise kann der Belichtungspfad, insbesondere die Spur und/oder Bahn, auch zumindest teilweise Unterbrechungen umfassen, insbesondere Stellen an denen bei einer Belichtung ein Absetzen und/oder ein Aussetzen des Strahls erfolgen kann. Alternativ kann der Belichtungspfad auch ein durchgängiger, stetiger Pfad sein. Beispielsweise kann der Belichtungspfad einen für ein schichtweises Herstellen des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren von dem Strahl, beispielsweise einem Laser- und/oder Elektronenstrahl, zu verfolgenden und/oder abzufahrenden Weg und/oder Pfad umfassen. So weist der Belichtungspfad insbesondere Strahlpositionsdaten für die Steuerung eines Belichtungsstrahls in dem additiven Pulverbettverfahren auf, beispielsweise Daten zur Steuerung der Positionierung des Belichtungsstrahls. Beispielsweise kann der Belichtungspfad eine Vielzahl von Positionsdaten umfassen, die in dem additiven Pulverbettverfahren durch den Strahl, insbesondere durch den Belichtungsstrahl, beispielsweise durch den Laser- und/oder Elektronenstrahl, abzufahren sind. Insbesondere kann der Belichtungspfad Infor- mationen über die Belichtung genau einer Schicht umfassen. Ein erster Belichtungspfad kann beispielsweise Informationen über die Belichtung einer ersten Schicht umfassen, wohingegen ein zweiter Belichtungspfad Informationen über die Belichtung einer zweiten Schicht umfassen kann, usw. Eine Gesamtheit von Belichtungspfaden für die Herstellung mindestens eines Bauteils kann, wie oben bereits ausgeführt, ein Belichtungsmuster sein. For each layer, in particular for each individual layer cut in step a), at least one exposure path is determined in step b), in particular by repeated, for example iterative, implementation of at least steps i) and ii). In particular, a separate exposure path can be determined for each of the finite number of layers. The term "exposure path" as used herein is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term can refer, without limitation, to any interaction path and/or scan path, for example a track and/or trajectory, on which an interaction between the beam and the powdered material can take place, for example depending on a type of radiation used of the beam. For example, the exposure path, in particular the track and/or path, can also at least partially include interruptions, in particular points at which the beam can be set down and/or exposed during an exposure. Alternatively, the exposure path can also be a continuous, continuous path. For example, the exposure path can include a path and/or path to be followed and/or traversed by the beam, for example a laser and/or electron beam, for layer-by-layer production of the component in an additive powder bed method. In particular, the exposure path has beam position data for controlling an exposure beam in the additive powder bed method, for example data for controlling the positioning of the exposure beam. For example, the exposure path can include a large number of position data items that are to be traced in the additive powder bed process by the beam, in particular by the exposure beam, for example by the laser and/or electron beam. In particular, the exposure path information information about the exposure of exactly one layer. A first exposure path can include information about the exposure of a first layer, for example, whereas a second exposure path can include information about the exposure of a second layer, etc. A total of exposure paths for the production of at least one component can, as already explained above, be an exposure pattern .

Der Belichtungspfad kann insbesondere ein kontinuierlicher Pfad sein. Alternativ, kann der Belichtungspfad auch mehrere einzelne diskrete Pfade umfassen, beispielsweise aus mehreren einzelnen diskreten Pfaden, beispielsweise aus mehreren Belichtungsabschnitten, zusammengesetzt sein. Insbesondere kann es sich bei dem Belichtungspfad für mindestens eine Schicht um Ausgangsdaten aus Schritt b) ii) des computerimplementierten Verfahrens handeln. Der Belichtungspfad kann beispielsweise durch Verwendung von diskreten Punkten, Polynome, Splines, NURBs, Bezierkurven, etc. beschrieben und/oder gespeichert sein. In particular, the exposure path can be a continuous path. Alternatively, the exposure path can also include a number of individual discrete paths, for example be composed of a number of individual discrete paths, for example of a number of exposure sections. In particular, the exposure path for at least one layer can be output data from step b) ii) of the computer-implemented method. The exposure path can be described and/or stored, for example, by using discrete points, polynomials, splines, NURBs, Bezier curves, etc.

Der Begriff „Erstellen“ wie er hier, insbesondere in Bezug auf Schritt b) i), verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Prozess des Zuweisens und/oder Anwendens beziehen. So kann das Erstellen einer partiellen Differentialgleichung beispielsweise das Zuweisen und/oder Anwenden einer partiellen Differentialgleichung auf ein Berechnungsgebiet umfassen. Beispielsweise kann das Erstellen eines Funktionals das Zuweisen und/oder Anwenden eines Funktionals auf ein Berechnungsgebiet umfassen. Insbesondere kann das Erstellen der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals auch ein Auswählen aus einer vorbestimmten Liste umfassen, beispielsweise anhand zumindest einer vorgegebenen Auswahlfunktion, zum Beispiel abhängig von einer Ähnlichkeit des Berechnungsgebiets, beispielsweise einer aktuellen Schicht des Bauteils, zu einer Grundgeometrie. So kann die partielle Differentialgleichung und/oder das Funktional beispielsweise anhand einer Ähnlichkeit zu einem Kreis, einem Rechteck, einem Dreieck oder einer anderen Grundgeometrie aus einer Liste ausgewählt sein. Auch weitere Auswahlkriterien sind möglich. Beispielsweise kann eine entsprechende Liste mit partiellen Differentialgleichungen und/oder Funktionalen bei der Durchführung des computerimplementierten Verfahrens zur Verfügung stehen. Insbesondere kann eine entsprechende Liste, beispielsweise auf einem Prozessor und/oder Computer, auf dem das computerimplementierte Verfahren durchgeführt wird, hinterlegt und/oder gespeichert sein. Beispielsweise kann eine Auswahl der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals basierend auf der Geometrie des CAD-Modells erfolgen. Insbesondere können für eine Auswahl auch Methoden künstlicher Intelligenz, wie beispielsweise Neuronale Netze, verwendet werden. The term "creating" as used herein, particularly in relation to step b) i), is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term may refer specifically, without limitation, to a process of assigning and/or applying. For example, creating a partial differential equation may include assigning and/or applying a partial differential equation to a computational domain. For example, creating a functional may include assigning and/or applying a functional to a computational domain. In particular, creating the partial differential equation and/or the functional can also include selecting from a predetermined list, for example using at least one predetermined selection function, for example depending on a similarity of the calculation area, for example a current layer of the component, to a basic geometry. For example, the partial differential equation and/or the functional can be selected from a list on the basis of a similarity to a circle, a rectangle, a triangle or another basic geometry. Other selection criteria are also possible. For example, a corresponding list with partial differential equations and/or functionals can be available when carrying out the computer-implemented method. In particular, a corresponding list can be deposited and/or stored, for example on a processor and/or computer on which the computer-implemented method is carried out. For example, the partial differential equation and/or the functional can be selected based on the geometry of the CAD model. In particular, can methods of artificial intelligence, such as neural networks, can also be used for a selection.

Der Begriff „Lösen einer partiellen Differentialgleichung“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Prozess des Ermittelns einer Lösung einer partiellen Differentialgleichung beziehen, vorzugsweise einer von 0 verschiedenen Lösung. Insbesondere kann das Lösen der partiellen Differentialgleichung auch ein Auswählen, beispielsweise einer Standardlösung, aus einer vorbestimmten Liste umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Lösen der partiellen Differentialgleichung auch ein Anwenden eines numerischen Verfahrens umfassen, beispielsweise das Bestimmen einer Näherungslösung, insbesondere unter Verwendung einer oder mehrerer von Finite-Elemente-Methode (FEM), Finite-Differenzen-Methode (FDM), Finite-Volumen-Methode (FVM), Netzfreie Galerkin Methoden (GMF) und Randelementmethode (REM). Ein Schritt beim numerischen Lösen der Differentialgleichung kann die Diskretisierung des Berechnungsgebietes und dessen Rand umfassen. Das numerische Lösen der partiellen Differentialgleichung kann insbesondere das Aufstellen und Invertieren einer Matrix, Matrixmultiplikationen und/oder iterative Methoden, wie Beispielsweise das Newton-Raphson- Verfahren, umfassen. The term "solving a partial differential equation" as used herein is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to a process of finding a solution of a partial differential equation, preferably a non-zero solution. In particular, solving the partial differential equation can also include selecting, for example a standard solution, from a predetermined list. Alternatively or additionally, solving the partial differential equation can also include applying a numerical method, for example determining an approximate solution, in particular using one or more of the finite element method (FEM), finite difference method (FDM), finite Volume Method (FVM), Mesh-Free Galerkin Methods (GMF) and Boundary Element Method (REM). A step in solving the differential equation numerically may include the discretization of the computational domain and its boundary. The numerical solution of the partial differential equation can include, in particular, setting up and inverting a matrix, matrix multiplications and/or iterative methods, such as the Newton-Raphson method, for example.

Der Begriff „Lösen eines Funktionals“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Prozess des Ermittelns einer Optimierung, beispielsweise eines Minimums und/oder eines Maximums und/oder eines vorgegebenen Zielwerts, eines Funktionals beziehen. Insbesondere kann das Lösen des Funktionals auch ein Auswählen, beispielsweise einer Standardoptimierung, aus einer vorbestimmten Liste umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Lösen des Funktionals auch ein Anwenden eines numerischen Verfahrens umfassen, beispielsweise das Bestimmen einer Optimierung des Funktionals unter Verwendung einer oder mehrerer von Finite- Elemente-Methode (FEM), Finite-Differenzen-Methode (FDM), Finite-Volumen-Methode (FVM) und Randelementmethode (REM). The term "release of a functional" as used herein is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can refer in particular, without limitation, to a process of determining an optimization, for example a minimum and/or a maximum and/or a predetermined target value, of a functional. In particular, solving the functional can also include selecting, for example a standard optimization, from a predetermined list. Alternatively or additionally, solving the functional can also include applying a numerical method, for example determining an optimization of the functional using one or more of the finite element method (FEM), finite difference method (FDM), finite volume method (FVM) and boundary element method (REM).

Der Begriff „Lösen eines Eigenwertproblems“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Be- deutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen Prozess des Ermittelns einer Lösung eines Eigenwertproblems beziehen. Eigenwerte charakterisieren wesentliche Eigenschaften linearer Abbildungen, etwa ob ein entsprechendes lineares Gleichungssystem eindeutig lösbar ist oder nicht. In vielen Anwendungen beschreiben Eigenwerte auch physikalische Eigenschaften eines mathematischen Modells. Ein Eigenvektor einer Abbildung ist in der linearen Algebra ein vom Nullvektor verschiedener Vektor, dessen Richtung durch die Abbildung nicht verändert wird. Ein Eigenvektor wird also nur skaliert und man bezeichnet den Skalierungsfaktor als Eigenwert der Abbildung. Das Eigenwertproblem ist ein Spezialfall von partiellen Differentialgleichungen, das viele Anwendungsgebiete im Bereich der Modellierung von Eigenfrequenzen oder Knicklasten von Teilen hat. Beispielsweise können bei einem Eigenwertproblem die einzelnen Eigenvektoren auf der Schicht dargestellt und deren Grad zur Hatcherstellung verwendet werden. Zur numerischen Lösung werden Teile von der Von-Mises-Iteration verwendet. Durch die aufsteigende Sortierung der Eigenwerte sind durch die Wahl eines Eigenvektors eines höheren Eigenwerts mehr Extremwerten, als beim Vorigen zu erwarten. Diese Bedingung ist nur hinreichend, da mehrere Eigenwerte denselben Wert und ähnliche Eigenvektoren besitzen können. The term “solving an eigenvalue problem” as used herein is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted interpretation. In particular, the term may refer, without limitation, to a process of finding a solution to an eigenvalue problem. Eigenvalues characterize essential properties of linear mappings, such as whether a corresponding system of linear equations can be uniquely solved or not. In many applications, eigenvalues also describe physical properties of a mathematical model. In linear algebra, an eigenvector of a mapping is a vector other than the zero vector whose direction is not changed by the mapping. An eigenvector is therefore only scaled and the scaling factor is called the eigenvalue of the mapping. The eigenvalue problem is a special case of partial differential equations that has many applications in the field of modeling natural frequencies or buckling loads of parts. For example, in the case of an eigenvalue problem, the individual eigenvectors can be represented on the layer and their degree can be used to create a hatch. Parts of the von Mises iteration are used for the numerical solution. Due to the ascending sorting of the eigenvalues, more extreme values are to be expected than in the previous one due to the selection of an eigenvector with a higher eigenvalue. This condition is only sufficient since several eigenvalues can have the same value and similar eigenvectors.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden zur Erzeugung der Bahnplanung vorzugsweise Eigenformen der Schicht mit Eigenwerten zwischen 1 und 10.000 vorzugsweise zwischen 1 und 100 verwendet. Es wird jeweils ein Eigenwertproblem pro Teilfläche gelöst. Wobei unter Teilfläche eine nicht oder nur über eine verhältnismäßig kleine Verbindung zu anderen Flächen verbundene Fläche verstanden wird. Within the scope of the present invention, eigenmodes of the layer with eigenvalues between 1 and 10,000, preferably between 1 and 100, are preferably used to generate the path plan. One eigenvalue problem is solved for each sub-area. Partial area means an area that is not connected to other areas or only connected by a relatively small connection.

Das Berechnungsgebiet, insbesondere das Berechnungsgebiet, auf dem die partielle Differentialgleichung und/oder das Funktional erstellt und gelöst wird, kann auf die eine Schicht des mindestens einen Bauteils beschränkt sein, also beispielsweise durch mindestens einen Rand der Schicht des mindestens einen CAD-Modells des Bauteils begrenzt sein. Insbesondere kann das Berechnungsgebiet genau eine Schnittfläche des Bauteils, beispielsweise eine Querschnittsfläche, sein. So kann die in Schritt b) i) dem Rand der Schicht zugewiesene Randbedingung auch dem Rand des Berechnungsgebiets zugewiesen, insbesondere auf diesen aufgebracht, sein. Bei einem derartigen Berechnungsgebiet können bei Anwendung eines numerischen Verfahrens, insbesondere bei Verwendung von FEM, die verwendeten Elemente an den Rand der Schicht, beispielsweise an eine Außenkontur des Bauteils angepasst sein. Zum Beispiel können bei Verwendung der FEM in besonders vorteilhafter Weise Dreieckselemente und/oder Viereckselemente, insbesondere mit linearem, quadratischem oder kubischem Ansatz zur Anwendung kommen. So kann beispielsweise eine Verwendung der FEM für Berechnungsgebiete, die auf eine Schicht des Bauteils begrenzt sind, vorteilhaft sein, da eine Anpassung der Elemente an die Außenkontur des Bauteils möglich sein kann. Auch eine Anpassung der Elementgröße an einzelne Abschnitte des Bauteils, insbesondere der Schnittfläche, kann bei Verwendung der FEM möglich sein. So können beispielsweise filigrane Abschnitte mit kleineren Elementen auflösbar sein als große Bereiche, beispielsweise im Inneren der Fläche. The calculation area, in particular the calculation area on which the partial differential equation and/or the functional is created and solved, can be limited to one layer of the at least one component, for example by at least one edge of the layer of the at least one CAD model of the component be limited. In particular, the calculation area can be precisely a section area of the component, for example a cross-sectional area. Thus, the boundary condition assigned to the edge of the layer in step b) i) can also be assigned to the edge of the calculation area, in particular applied to it. In such a calculation area, when using a numerical method, in particular when using FEM, the elements used can be adapted to the edge of the layer, for example to an outer contour of the component. For example, when using the FEM, triangular elements and/or quadrilateral elements, in particular with a linear, square or cubic approach, can be used in a particularly advantageous manner. For example, one Use of the FEM for calculation areas that are limited to one layer of the component can be advantageous, since an adaptation of the elements to the outer contour of the component can be possible. An adjustment of the element size to individual sections of the component, in particular the cut surface, can also be possible when using the FEM. For example, filigree sections with smaller elements can be resolved than large areas, for example inside the surface.

Alternativ kann das Berechnungsgebiet, insbesondere das Berechnungsgebiet, auf dem die partielle Differentialgleichung und/oder das Funktional erstellt und gelöst wird, auch einen Querschnitt eines Bauraums und/oder Pulverbetts in dem additiven Pulverbettverfahren umfassen, beispielsweise ein rechteckiger Querschnitt eines Bauraums und/oder Pulverbetts. Insbesondere kann das Berechnungsgebiet einen Querschnitt des Bauraums inklusive der Schnittfläche des mindestens einen Bauteils umfassen, beispielsweise mindestens eine in dem Bauraum angeordnete Schicht des CAD-Modells des Bauteils. So kann die in Schritt b) i) dem Rand der Schicht zugewiesene Randbedingung beispielsweise im Inneren des Berechnungsgebiets liegen. Insbesondere kann Schritt b) i) weiterhin umfassen, dass einem Inneren des Berechnungsgebiets mindestens eine Bedingung zugewiesen wird. Zum Beispiel können bei einem derartigen Berechnungsgebiet bei Anwendung eines numerischen Verfahrens, insbesondere bei Verwendung von FDM, Berechnungsnetze, beispielsweise strukturierte, karthesische Berechnungsnetze, verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Verwendung der FDM für Berechnungsgebiete, die den Bauraum umfassen, vorteilhaft sein, da eine geringe Anzahl an Rechenoperationen auszuführen sein können, beispielsweise weniger Rechenoperationen im Vergleich zu einer Verwendung der FEM. Alternatively, the calculation area, in particular the calculation area on which the partial differential equation and/or the functional is created and solved, can also include a cross section of a construction space and/or powder bed in the additive powder bed method, for example a rectangular cross section of a construction space and/or powder bed. In particular, the calculation area can include a cross section of the installation space including the cut surface of the at least one component, for example at least one layer of the CAD model of the component arranged in the installation space. For example, the boundary condition assigned to the edge of the layer in step b) i) can lie inside the calculation area. In particular, step b) i) can further include assigning at least one condition to an interior of the calculation area. For example, in such a calculation area, when using a numerical method, in particular when using FDM, calculation networks, for example structured, Cartesian calculation networks, can be used. For example, using the FDM for calculation areas that include the construction space can be advantageous since a small number of arithmetic operations can be performed, for example fewer arithmetic operations compared to using the FEM.

Zum Beispiel kann das computerimplementierte Verfahren auch zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mehrerer Bauteile aus CAD-Modellen der Bauteile in einem additiven Pulverbettverfahren geeignet sein. Beispielsweise kann bei mehreren Bauteilen das Berechnungsgebiet, insbesondere das Berechnungsgebiet, auf dem die partielle Differenzialgleichung und/oder das Funktional erstellt und gelöst wird, einen Querschnitt des Bauraums inklusive der Schnittflächen der mehreren Bauteile umfassen. So können die in Schritt b) i) den Rändern der Schichten zugewiesenen Randbedingungen beispielsweise im Inneren des Berechnungsgebiets liegen. Insbesondere kann beim automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mehrerer Bauteile das Berechnungsgebiet ein gemeinsames Berechnungsgebiet für alle Schnittflächen der mehreren Bauteile umfassen. Auch eine separate Betrachtung, beispielsweise ein Beschränken des Berechnungsgebiets auf je eine Schnittfläche der mehreren Bauteile ist möglich. Die partielle Differentialgleichung kann insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Laplace-Gleichung, Poisson-Gleichung, Helmholz-Gleichung, Wärmeleitungsgleichung, Wellengleichung, Minimalflächengleichung. Beispielsweise kann die partielle Differentialgleichung auch eine nichtlineare partielle Differentialgleichung umfassen. So kann die partielle Differentialgleichung beispielsweise eine nichtlineare partielle Differentialgleichung sein, bei der zweite partielle Ableitungen mit einem Exponenten kleiner 1 potenziert werden. Insbesondere kann für die partielle Differentialgleichung beispielsweise gelten: For example, the computer-implemented method can also be suitable for the automated determination of exposure patterns for the layer-by-layer production of multiple components from CAD models of the components in an additive powder bed process. For example, in the case of several components, the calculation area, in particular the calculation area on which the partial differential equation and/or the functional is created and solved, can comprise a cross section of the installation space including the cut surfaces of the several components. For example, the boundary conditions assigned to the edges of the layers in step b) i) can lie inside the calculation area. In particular, in the automated determination of exposure patterns for the layer-by-layer production of multiple components, the calculation area can include a common calculation area for all cut surfaces of the multiple components. A separate consideration, for example limiting the calculation area to one intersection of each of the multiple components, is also possible. The partial differential equation can in particular be selected from the group consisting of: Laplace equation, Poisson equation, Helmholz equation, heat conduction equation, wave equation, minimum area equation. For example, the partial differential equation can also include a non-linear partial differential equation. For example, the partial differential equation can be a nonlinear partial differential equation in which the second partial derivatives are raised to the power with an exponent less than 1. In particular, the following can apply to the partial differential equation:

Der Begriff „Lösungsfunktion“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine Beschreibung, beispielsweise eine mathematische und/oder technische Beschreibung, eines Ergebnisses und/oder eines ermittelten Ziels einer mathematischen und/oder technischen Aufgabe beziehen. Insbesondere kann die Lösungsfunktion beispielsweise eine Beschreibung der Lösung der partiellen Differentialgleichung sein. Alternativ kann die Lösungsfunktion auch eine Beschreibung der Optimierung des Funktionals sein. Insbesondere kann die Lösungsfunktion die Lösung der partiellen Differentialgleichung und/oder die Optimierung des Funktionals umfassen, wobei die Lösungsfunktion als Datensatz, beispielsweise als diskrete Daten, vorliegen kann. So kann die Lösungsfunktion insbesondere durch ein numerisches Löse der partiellen Differentialgleichung und/oder durch eine numerische Optimierung des Funktionals ermittelt werden und beispielsweise eine Vielzahl numerischer Werte, insbesondere in einem Datensatz, aufweisen und/oder umfassen. Die Lösungsfunktion kann insbesondere für jeden Freiheitsgrad der Diskretisierung einen numerischen Wert als Lösung aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Lösungsfunktion beispielsweise auch mehrere abschnittsweise definierte Funktionen aufweisen. Insbesondere kann es sich bei der Lösungsfunktion um Ausgangsdaten aus Schritt b) i) des computerimplementierten Verfahrens handeln. The term "solver function" as used herein is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. In particular, the term may refer, without limitation, to a description, such as a mathematical and/or technical description, of a result and/or an identified goal of a mathematical and/or technical task. In particular, the solution function can be a description of the solution of the partial differential equation, for example. Alternatively, the solution function can also be a description of the optimization of the functional. In particular, the solution function can include the solution of the partial differential equation and/or the optimization of the functional, it being possible for the solution function to be present as a data set, for example as discrete data. The solution function can be determined in particular by numerically solving the partial differential equation and/or by numerically optimizing the functional and can have and/or include, for example, a large number of numerical values, in particular in one data set. In particular, the solution function can have a numerical value as the solution for each degree of freedom of discretization. Alternatively or additionally, the solution function can, for example, also have a plurality of functions defined in sections. In particular, the solution function can be output data from step b) i) of the computer-implemented method.

In Schritt ii) kann der Belichtungspfad direkt aus der Lösungsfunktion, insbesondere aus der in Schritt i) erzeugten Lösungsfunktion für die partielle Differentialgleichung und/oder das Funktional, bestimmt werden. Beispielsweise kann der Belichtungspfad durch Fortsetzen, zum Beispiel Aneinanderreihen von Wegpunkten, entsprechend eines vorgegebenen Schemas aus der Lösungsfunktion bestimmt werden, insbesondere ausgehend von einem Startpunkt, beispielsweise von einem vorbestimmten oder zufällig gewählten Punkt oder Ort. So kann beispielsweise der Belichtungspfad ausgehend von dem Startpunkt beispielsweise in Richtung eines größten Gradienten, beispielsweise in Richtung eines betragsmäßig größten Gradienten, also beispielsweise auch in Richtung des kleinsten negativen Gradienten, fortgesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Belichtungspfad auch in Richtung eines vorgegebenen Wertes, beispielsweise eines konstanten Wertes, fortgesetzt werden. Auch andere Richtungen sind möglich, beispielsweise eine Richtung die sich aus mindestens einem Gradienten und/oder einer Isolinie ergibt. Insbesondere kann das Bestimmen des Belichtungspfads beispielsweise ganz oder teilweise während dem Erzeugen der Lösungsfunktion durchgeführt werden, insbesondere können die Schritte i) und ii) ganz oder teilweise parallel ablaufen. So kann beispielsweise während des Lösens der partiellen Differentialgleichung, beispielsweise während eines inkrementellen transienten Lösens einer Laplace Gleichung, insbesondere unter konstanten Randbedingungen, in die Richtung des größten, beispielsweise auch negativen, Gradienten und/oder in Richtung eines bestimmten, beispielsweise vorgegebenen, Wertes der Belichtungspfad, insbesondere ausgehend von einem Startpunkt, fortgesetzt werden. Simultan, beispielsweise gleichzeitig, oder versetzt, insbesondere unter zeitlichem und/oder örtlichem Abstand, kann dem bereits existenten Bereich des Belichtungspfades, beispielsweise den vorher festgelegten Wegpunkten, ein fester oder sich zeitlich ändernder Funktionswert und/oder ein Quellterm zugeordnet werden. Beispielsweise kann bei einem diskreten Lösen der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals der Belichtungspfad direkt bei Erstellen der Lösungsfunktion ermittelt werden, beispielsweise durch Verwenden eines Werts der Lösungsfunktion, zum Beispiel durch Aufprägen des Funktionswerts. In step ii), the exposure path can be determined directly from the solution function, in particular from the solution function generated in step i) for the partial differential equation and/or the functional. For example, the exposure path can be determined by continuing, for example by arranging waypoints in a row, according to a predetermined scheme from the solution function, in particular starting from a starting point, for example from a predetermined or randomly selected point or Location. For example, the exposure path can be continued starting from the starting point, for example, in the direction of a largest gradient, for example, in the direction of a gradient that is largest in terms of absolute value, that is, for example, also in the direction of the smallest negative gradient. Alternatively or additionally, the exposure path can also be continued in the direction of a predefined value, for example a constant value. Other directions are also possible, for example a direction resulting from at least one gradient and/or one isoline. In particular, the exposure path can be determined, for example, entirely or partially during the generation of the solution function; in particular, steps i) and ii) can run entirely or partially in parallel. For example, during the solving of the partial differential equation, for example during an incremental transient solving of a Laplace equation, in particular under constant boundary conditions, in the direction of the largest, for example also negative, gradient and/or in the direction of a specific, for example predetermined, value of the exposure path , in particular starting from a starting point, are continued. A fixed or temporally changing function value and/or a source term can be assigned to the already existing area of the exposure path, for example the previously defined waypoints, simultaneously, for example at the same time, or offset, in particular with a time and/or spatial distance. For example, when solving the partial differential equation and/or the functional discretely, the exposure path can be determined directly when creating the solution function, for example by using a value of the solution function, for example by impressing the function value.

Insbesondere kann der Schritt ii) mindestens zwei Teilschritte umfassen. So kann beispielsweise ein erster Teilschritt ii) 1. ein Bestimmen eines Vektorfelds aus der mindestens einen in Schritt i) erzeugten Lösungsfunktion umfassen. Beispielsweise kann ein zweiter Teilschritt ii) 2. ein Bestimmen des Belichtungspfads aus dem Vektorfeld unter Berücksichtigung der mindestens einen Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens umfassen. In particular, step ii) can comprise at least two partial steps. For example, a first partial step ii) can include 1. determining a vector field from the at least one solution function generated in step i). For example, a second sub-step ii) 2. can include determining the exposure path from the vector field, taking into account the at least one property of the additive powder bed method.

Der Begriff „Vektorfeld“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf ein Datenkollektiv beziehen, das einen Vektor, insbesondere eine Richtung, beispielsweise eine Steigung, mindestens einer Lösung, beispielsweise der mindestens einen Lösungsfunktion, angibt. Insbesondere kann das Vektorfeld für eine endliche Anzahl an Punkten, beispielsweise für diskrete Orte auf dem Berechnungsgebiet, insbesondere für jedes Element, zum Beispiel bei Anwenden eines numerischen Verfahrens, einen Vektor angeben bzw. umfassen. Beispielsweise kann das Vektorfeld ein diskretes Vektorfeld sein, zum Beispiel nur für diskrete Orte auf dem Berechnungsgebiet und/oder jedes im numerischen Verfahren verwendete Element, Vektoren umfassen. Alternativ oder zusätzlich, kann das Vektorfeld auch Vektoren umfassen die zwischen den diskreten Orten auf dem Berechnungsgebiet liegen, beispielsweise bestimmt durch Interpolation. So kann das Vektorfeld beispielsweise eine Ansammlung von Vektoren umfassen. Insbesondere kann das Vektorfeld beispielweise ein Richtungsfeld sein, insbesondere eine Ansammlung von Richtungsvektoren, wobei jeder Vektor eine Richtung angeben kann, in der die Graphen möglicher Lösungen der partiellen Differentialgleichung und/oder der Optimierung des Funktionals verlaufen. Insbesondere kann es sich bei dem Vektorfeld um Ausgangsdaten aus Schritt b) ii) 1. des computerimplementierten Verfahrens handeln, wobei die Daten beispielsweise als mehrdimensionale Datensätze, vorzugsweise jedoch als zweidimensionale Datensätze, vorliegen können. So können die Daten und/oder Informationen über das Vektorfeld, beispielsweise die Ausgangsdaten, vorzugsweise zweidimensionale Projektionen des Vektorfelds umfassen, insbesondere projiziert auf die jeweilige Schicht des CAD-Modells. Das Vektorfeld kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einem Gradientenfeld; einem Tangentialfeld und einem Richtungsfeld, insbesondere einem Isolinien-Richtungsfeld, beispielsweise einem auf Isolinien erzeugten Feld. The term "vector field" as used herein is a term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, refer in particular to a data collective that indicates a vector, in particular a direction, for example a gradient, of at least one solution, for example the at least one solution function. In particular, for a finite number of points, e.g. for discrete locations on the computational domain, the vector field can be modified, in particular for each element, e.g. applying a numerical method, specify or include a vector. For example, the vector field can be a discrete vector field, for example only for discrete locations in the computational domain and/or each element used in the numerical method, comprise vectors. Alternatively or additionally, the vector field can also include vectors lying between the discrete locations in the calculation area, for example determined by interpolation. For example, the vector field can include a collection of vectors. In particular, the vector field can be a direction field, for example, in particular a collection of direction vectors, each vector being able to indicate a direction in which the graphs of possible solutions of the partial differential equation and/or the optimization of the functional run. In particular, the vector field can be output data from step b) ii) 1. of the computer-implemented method, in which case the data can be present, for example, as multidimensional data sets, but preferably as two-dimensional data sets. Thus, the data and/or information about the vector field, for example the initial data, can preferably include two-dimensional projections of the vector field, in particular projected onto the respective layer of the CAD model. For example, the vector field may be selected from the group consisting of: a gradient field; a tangential field and a direction field, in particular an isoline direction field, for example a field generated on isolines.

Der Begriff „Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf ein Merkmal und/oder Prädikat des additiven Pulverbettverfahrens beziehen, beispielsweise auf mindestens einen maschinen- und/oder materialbezogenen Parameter und/oder Datensatz. Zum Beispiel kann die Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens sich auf eine intrinsisch dem Pulverbettverfahren zuzuordnende Eigenart und/oder Charakteristik beziehen. Insbesondere kann die berücksichtigte mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens mindestens eine Information über das Merkmal und/oder Prädikat umfassen, beispielsweise in einem beliebigen Dateiformat, zum Beispiel als Wertetabelle. Bei der mindestens einen Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens kann es sich um Input und/oder Eingangsdaten für das computerimplementierte Verfahren handeln. The term "powder bed additive process property" as used herein is a term that should be given its ordinary and ordinary meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to a feature and/or attribute of the additive powder bed process, for example to at least one machine-related and/or material-related parameter and/or data set. For example, the property of the additive powder bed process can refer to a property and/or characteristic intrinsically attributable to the powder bed process. In particular, the at least one property of the additive powder bed method that is taken into account can include at least one piece of information about the feature and/or predicate, for example in any file format, for example as a table of values. The at least one property of the additive powder bed process can be input and/or input data for the computer-implemented process.

Insbesondere kann die mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einem Hatchabstand, insbesondere einem minimal zulässigen Hatchabstand und/oder einem maximal zulässigen Hatchabstand; ei- nem Maschinenparameter, insbesondere einer Scanleistung, beispielsweise einer Laserleistung oder einer Elektronenstrahlleistung, einer Scanfläche, beispielsweise einem Querschnitt eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls, einer Schichtgröße, beispielsweise einer Fläche einer Schicht, insbesondere einer maximalen Länge und/oder Breite der Fläche einer Schicht; einem Schichtab stand, beispielsweise einer vertikalen Ausdehnung und/oder Dicke der Pulver schicht, einer Pulverbett-Abmessung, insbesondere mindestens einer Abmessung eines zur Herstellung in dem additiven Pulverbettverfahren verfügbaren Bauraums, beispielsweise einer Länge und/oder Breite des Pulverbetts; einem Materialparameter, beispielsweise einer Wärmeleitfähigkeit, einer Schmelztemperatur. In particular, the at least one property of the additive powder bed process can be selected from the group consisting of: a hatch distance, in particular a minimum permissible hatch distance and/or a maximum permissible hatch distance; egg- a machine parameter, in particular a scanning power, for example a laser power or an electron beam power, a scanning area, for example a cross section of a laser beam or an electron beam, a layer size, for example an area of a layer, in particular a maximum length and/or width of the area of a layer; a layer distance, for example a vertical extension and/or thickness of the powder layer, a powder bed dimension, in particular at least one dimension of a construction space available for production in the additive powder bed process, for example a length and/or width of the powder bed; a material parameter, for example a thermal conductivity, a melting temperature.

Der Begriff „Hatchab stand“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf einen räumlichen Abstand zwischen Abschnitten von Belichtungspfaden, beispielsweise zwischen parallelen Abschnitten. The term "hatchab stand" as used herein is a term which should be given its ordinary and ordinary meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can refer in particular, without limitation, to a spatial distance between sections of exposure paths, for example between parallel sections.

In Schritt b) ii), insbesondere in Teilschritt b) ii) 2., kann aus dem Vektorfeld, zum Beispiel aus dem Richtungsfeld, der mindestens eine Belichtungspfad bestimmt werden. Insbesondere kann beispielsweise auf Basis des Vektorfelds der Belichtungspfad ermittelt werden, wobei ein Verlauf des Belichtungspfads beispielsweise durch einen oder mehrere Vektoren des Vektorfelds, beispielsweise Scanvektoren, vorgegeben und/oder definiert sein kann. So kann der Belichtungspfad, beispielsweise mit dem Ziel die Schicht, insbesondere ein Inneres der Schicht, zu füllen, einem oder mehreren der Vektoren des Vektorfelds folgen. Beispielsweise können auf Basis des Vektorfelds, beispielsweise basierend auf Vektoren des Richtungsfelds, diskrete Scanvektoren ermittelt werden. Insbesondere kann ein Ermitteln der Scanvektoren, beispielsweise ein Bestimmen eines Verlaufs des Belichtungspfads, ein Anpassen mindestens eines Abstands zweier Scanvektoren zueinander, zum Beispiel durch Anpassen von mindestens einem maximalen Abstand, insbesondere senkrecht zu mindestens einem der beiden Scanvektoren, umfassen, so dass die Fläche des Bauteils, insbesondere die Schicht des Bauteils, vollständig auf- und/oder umgeschmolzen werden kann, insbesondere vollständig ausgefüllt werden kann. In step b) ii), in particular in partial step b) ii) 2., the at least one exposure path can be determined from the vector field, for example from the directional field. In particular, for example, the exposure path can be determined on the basis of the vector field, wherein a course of the exposure path can be specified and/or defined, for example, by one or more vectors of the vector field, for example scan vectors. The exposure path can thus follow one or more of the vectors of the vector field, for example with the aim of filling the layer, in particular an interior of the layer. For example, discrete scan vectors can be determined on the basis of the vector field, for example based on vectors of the directional field. In particular, determining the scan vectors, for example determining a course of the exposure path, can include adjusting at least one distance between two scan vectors, for example by adjusting at least one maximum distance, in particular perpendicular to at least one of the two scan vectors, so that the surface of the Component, in particular the layer of the component, can be completely melted and/or remelted, in particular can be completely filled.

Beispielsweise kann ein mögliches Vorgehen zur Durchführung des Schritts b) ii) derart ablaufen, dass unter Verwendung des Euler- Verfahrens aus der Lösungsfunktion, beispielsweise aus einer numerisch ermittelten Lösungsfunktion, insbesondere zum Beispiel umfassend diskrete Lösungspunkte, mindestens ein möglicher, potentieller Belichtungsabschnitt ermittelt werden. So kann beispielsweise ausgehend von dem Vektorfeld mit Hilfe des Euler- Verfahrens mindestens ein möglicher Abschnitt des Belichtungspfads bestimmt werden. Zum Beispiel kann ausgehend von einem ersten Punkt im Bereich des Richtungfeldes, z.B. auf Basis des Euler- Verfahrens durch diesen Punkt, ein erster möglicher Belichtungsabschnitt ermittelt werden. Dabei kann eine Schrittweite und eine gesamte Länge des Abschnitts, beispielsweise des berechneten Pfades, durch Parameter voreingestellt sein, insbesondere vorgegeben werden. In einem beispielsweise nachfolgenden Schritt kann mindestens ein zweiter möglicher, potentieller Belichtungsabschnitt, zum Beispiel zumindest ein möglicher Abschnitt des Belichtungspfads, ebenfalls unter Verwendung des Euler- Verfahrens aus der Lösungsfunktion ermittelt werden. Insbesondere kann der zweite mögliche, potentielle Belichtungsabschnitt zum Beispiel ausgehend von einem zweiten, zum ersten Abschnitt beabstandeten Punkt, numerisch ermittelt werden. Nun, insbesondere anschließend an die vorherige Ermittlung von mindestens zwei möglichen, potentiellen Belichtungsabschnitten, kann der minimale und der maximale Abstand zwischen den mindestens zwei möglichen Belichtungsabschnitten, insbesondere entlang der möglichen Belichtungsabschnitte, zum Beispiel entlang der Lösungskurven oder bestimmten Längenabschnitten, bestimmt und/oder berechnet werden. Der minimale und der maximale Abstand können anschließend beispielsweise mit einem minimal zulässigen Hatchabstand und/oder einem maximal zulässigen Hatchabstand verglichen werden. Für den Fall, dass die Abstände den zulässigen Hatchab ständen entsprechen, also größer als der minimale Hatchabstand und/oder kleiner als der maximale Hatchabstand sind, können beispielsweise beide möglichen, potentiellen Belichtungsabschnitte gewählt werden und für die Bestimmung des Belichtungspfads Verwendung finden. Alternativ, insbesondere falls die Abstände nicht den zulässigen Hatchab ständen entsprechen, also beispielsweise zu groß oder zu klein sind, kann zumindest einer der mindestens zwei Möglichen, potentiellen Belichtungsabschnitte, verworfen und/oder neu bestimmt werden. Für eine Neuberechnung des mindestens einen möglichen, potentiellen Belichtungsabschnitts können gängige Berechnungsmethoden, beispielsweise der Dreisatz und/oder die Intervallhalbierungsmethode, verwendet werden. Insbesondere kann zum Beispiel der zweite Punkt, insbesondere für die Bestimmung des zweiten möglichen, potentiellen Belichtungsabschnitts, derart gewählt werden, dass Belichtungsabschnitte ermittelbar sind, deren Abstände die Hatchabstände erfüllen. So kann, beispielsweise um Belichtungsabschnitte zu erhalten die bestimmte Forderungen nach minimalem und/oder maximalem Hatchabstand erfüllen, insbesondere der Abstand zwischen Punkt 1 und Punkt 2, z.B. unter Anwendung von Dreisatz oder der Intervallhalbierungsmethode, entsprechend gewählt und verwendet werden. For example, a possible procedure for carrying out step b) ii) can be such that at least one possible, potential exposure section is determined using the Euler method from the solution function, for example from a numerically determined solution function, in particular, for example, comprising discrete solution points. For example, starting from the vector field with the help of at least one possible section of the exposure path can be determined using the Euler method. For example, starting from a first point in the area of the directional field, for example on the basis of the Euler method through this point, a first possible exposure section can be determined. A step width and an overall length of the section, for example of the calculated path, can be preset by parameters, in particular can be predetermined. In a subsequent step, for example, at least one second possible, potential exposure section, for example at least one possible section of the exposure path, can also be determined from the solution function using the Euler method. In particular, the second possible, potential exposure section can be determined numerically, for example starting from a second point at a distance from the first section. Now, in particular following the previous determination of at least two possible, potential exposure sections, the minimum and maximum distance between the at least two possible exposure sections, in particular along the possible exposure sections, for example along the solution curves or certain length sections, can be determined and/or calculated become. The minimum and the maximum distance can then be compared, for example, with a minimum permissible hatch distance and/or a maximum permissible hatch distance. If the distances correspond to the permissible hatch distances, i.e. are larger than the minimum hatch distance and/or smaller than the maximum hatch distance, both possible, potential exposure sections can be selected and used to determine the exposure path. Alternatively, in particular if the distances do not correspond to the permissible hatch distances, ie are too large or too small, for example, at least one of the at least two possible, potential exposure sections can be discarded and/or redetermined. Common calculation methods, for example the rule of three and/or the method of halving the interval, can be used to recalculate the at least one possible, potential exposure section. In particular, for example, the second point, in particular for determining the second possible, potential exposure section, can be selected in such a way that exposure sections can be determined whose distances meet the hatch distances. For example, in order to obtain exposure sections that meet certain requirements for minimum and/or maximum hatch distance, the distance between point 1 and point 2 in particular can be selected and used accordingly, eg using the rule of three or the interval halving method.

Insbesondere kann es möglich sein, dass das in Schritt b) ii) 1. bestimmte Vektorfeld, beispielsweise das Richtungsfeld, eine Divergenz aufweist. Beispielsweise kann eine Diver- genz des Vektorfelds dazu führen, dass die Vektoren des Vektorfelds, beispielsweise die Vektoren und/oder Richtungen des Richtungsfelds, in ihrer Länge begrenzt sind und/oder ein Abstand zwischen den Vektoren, beispielsweise den Richtungen, variiert. Ein aus einem derartigen Vektorfeld bestimmter Belichtungspfad kann beispielsweise mindestens eine oder mehrere Krümmungen aufweisen und/oder einen variierenden Hatchabstand aufweisen. In particular, it can be possible that the vector field determined in step b) ii) 1., for example the directional field, has a divergence. For example, a Diver limit of the vector field mean that the vectors of the vector field, for example the vectors and/or directions of the direction field, are limited in their length and/or a distance between the vectors, for example the directions, varies. An exposure path determined from such a vector field can, for example, have at least one or more curvatures and/or have a varying hatch distance.

Insbesondere kann in Schritt b) ii), beispielsweise in Teilschritt b) ii) 2., der Hatchabstand die zu berücksichtigende mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens sein. So kann insbesondere ein maximal zulässiger Hatchabstand vorgegeben werden. Beispielsweise kann ein größer als der maximal zulässige Hatchabstand gewählter Hatchabstand dazu führen, dass bei der schichtweisen Herstellung des mindestens einen Bauteils, insbesondere während eines Abfahrens des Belichtungspfads, Teile des Bauteils, insbesondere mindestens einer Schicht des Bauteils, nicht auf- und/oder umgeschmolzen werden. Dies kann beispielsweise zu unerwünschten Fehlstellen und/oder einer minderen Bauteilqualität führen. Insbesondere kann der Hatchabstand, beispielsweise ein maximaler Abstand Amax zwischen zwei Abschnitten des Belichtungspfads, zum Beispiel maximal 100pm sein, insbesondere Amax < 15mm, vorzugsweise Amax < 1mm, bevorzugt Amax < 200pm, besonders bevorzugt lOOpm. Beispielsweise kann der maximale Hatchabstand auch abhängig sein von einer Größe der Wirkstelle des Strahls, beispielsweise von dem Schmelzdurchmesser D. So kann beispielsweise Amax < 0,7 D sein. Auch eine Abhängigkeit des maximalen Hatchabstands von einer Eigenschaft des Vektorfelds, beispielsweise von einem Gradient und/oder einem Absolutwert, ist möglich. In particular, in step b) ii), for example in sub-step b) ii) 2., the hatch distance can be the at least one property of the additive powder bed process to be taken into account. In particular, a maximum permissible hatch distance can be specified. For example, a hatch distance selected that is larger than the maximum permissible hatch distance can result in parts of the component, in particular at least one layer of the component, not being melted and/or remelted during the layer-by-layer production of the at least one component, in particular while the exposure path is being traversed . This can lead, for example, to undesirable defects and/or lower component quality. In particular, the hatch distance, for example a maximum distance Amax between two sections of the exposure path, can be for example a maximum of 100 pm, in particular Amax<15 mm, preferably Amax<1 mm, preferably Amax<200 pm, particularly preferably 100 pm. For example, the maximum hatch distance can also be dependent on a size of the point of action of the jet, for example on the melt diameter D. For example, Amax<0.7 D can be. It is also possible for the maximum hatch distance to depend on a property of the vector field, for example on a gradient and/or an absolute value.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein minimal zulässiger Hatchabstand vorgegeben werden. So kann insbesondere ein kleiner als der minimal zulässige Hatchabstand gewählter Hatchabstand dazu führen, dass bei der schichtweisen Herstellung des mindestens einen Bauteils, insbesondere während eines Abfahrens des Belichtungspfads, bereits zum Bauteil umgeschmolzenes ehemals pulverförmiges Material und/oder Werkstoff erneut auf- und/oder umgeschmolzen wird. Dies könnte beispielsweise zu einer minderen Bauteilqualität führen und/oder unwirtschaftlich sein. Insbesondere kann der Hatchabstand, beispielsweise ein minimaler Abstand Amin zwischen zwei Abschnitten des Belichtungspfads, zum Beispiel mindestens 0,4 pm sein, insbesondere Amin > 5 pm, vorzugsweise Amin > 10 pm, besonders bevorzugt Amin > 20 pm. Beispielsweise kann der minimale Hatchabstand auch abhängig sein von einer Größe der Wirkstelle des Strahls, beispielsweise von dem Schmelzdurchmesser D. So kann beispielsweise Amin > 0,2 D sein. Auch eine Abhän- gigkeit des minimalen Hatchabstands von einer Eigenschaft des Vektorfelds, beispielsweise von einem Gradient und/oder einem Absolutwert, ist möglich. Alternatively or additionally, for example, a minimum permissible hatch distance can be specified. In particular, a hatch distance selected that is smaller than the minimum permissible hatch distance can result in the layer-by-layer production of the at least one component, in particular during a traversing of the exposure path, in that formerly powdered material and/or material that has already been remelted to form the component is remelted and/or remelted becomes. This could, for example, lead to lower component quality and/or be uneconomical. In particular, the hatch distance, for example a minimum distance Amin between two sections of the exposure path, can be for example at least 0.4 μm, in particular Amin>5 μm, preferably Amin>10 μm, particularly preferably Amin>20 μm. For example, the minimum hatch distance can also depend on a size of the point of action of the jet, for example on the melt diameter D. Amin can be >0.2 D, for example. Also a dependency The minimum hatch distance can depend on a property of the vector field, for example on a gradient and/or an absolute value.

Beispielsweise kann Schritt b) ii), zum Beispiel Teilschritt b) ii) 2., weiterhin ein Abrufen der mindestens einen Eigenschaft, beispielsweise einer der oben aufgeführten Eigenschaften, zum Beispiel ein Hatchabstand, des additiven Pulverbettverfahrens umfassen, insbesondere aus einem Datenspeicher. Zum Beispiel kann die Eigenschaft in einem Datenspeicher hinterlegt und/oder gespeichert sein und von diesem abrufbar sein. So kann Schritt b) ii), insbesondere Teilschritt b) ii) 2., das Bestimmen des Belichtungspfads aus dem Vektorfeld, z.B. aus dem Richtungsfeld, umfassen, wobei mindestens eine aus einem Datenspeicher abgerufene Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens berücksichtigt wird. For example, step b) ii), for example sub-step b) ii) 2., can also include retrieving the at least one property, for example one of the properties listed above, for example a hatch distance, of the additive powder bed process, in particular from a data memory. For example, the property can be deposited and/or stored in a data store and be retrievable from there. Step b) ii), in particular sub-step b) ii) 2., can include determining the exposure path from the vector field, e.g. from the directional field, taking into account at least one property of the additive powder bed method retrieved from a data memory.

Das additive Pulverbettverfahren kann insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem selektiven Strahlschmelzverfahren, einem selektiven Laser-Sintern (SLS), einem selektiven Laser- Strahlschmelzen (SLS), beispielsweise einer Laser Powder Bed Fusion, einem selektiven Elektronen-Strahlschmelzen (SES). The additive powder bed process can in particular be selected from the group consisting of a selective beam melting process, selective laser sintering (SLS), selective laser beam melting (SLS), for example laser powder bed fusion, selective electron beam melting (SES).

Die Randbedingung der Schicht, insbesondere die dem Rand der Schicht zugewiesene Randbedingung in Schritt b) i., kann insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einer Dirichlet-Randbedingung, beispielsweise eine konstante Randbedingung, z.B. eine Vorgabe, dass die Lösung der Differentialgleichung einen konstanten Wert X annimmt, insbesondere ein Wert von X = 0; einer Neumann-Randbedingung, beispielsweise eine Vorgabe, dass die Normalableitung der Lösung einen konstanten Wert Y annimmt; eine schiefe Randbedingung; eine Randbedingung mit wechselnden Werten, beispielsweise eine Randbedingung mit kontinuierlich wechselnden Werten oder eine Randbedingung mit diskret wechselnden Werten, insbesondere eine Randbedingung mit einer Vielzahl von um den Umfang angeordneten Sinuswellen, Rechteck-Funktionen oder Dreieck-Funktionen. The boundary condition of the layer, in particular the boundary condition assigned to the edge of the layer in step b) i., can in particular be selected from the group consisting of: a Dirichlet boundary condition, for example a constant boundary condition, e.g. a requirement that the solution of the differential equation takes on a constant value X, in particular a value of X=0; a Neumann constraint, for example a stipulation that the normal derivative of the solution takes on a constant value Y; a skewed boundary condition; a constraint with changing values, for example a constraint with continuously changing values or a constraint with discretely changing values, in particular a constraint with a plurality of sine waves, rectangular functions or triangular functions arranged around the circumference.

Wie oben ausgeführt, kann insbesondere bei einem Berechnungsgebiet, das auch die Umgebung des Bauteils mit einschließt insbesondere bis zur physischen Berandung des Bauraums und/oder Pulverbetts in dem additiven Pulverbettverfahren umfasst, Schritt b) i) weiterhin umfassen, dass einem Inneren des Berechnungsgebiets mindestens eine Bedingung zugewiesen wird. Die mindestens eine Bedingung kann dabei insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: bzw. Quell- oder Senkentherm bestehend aus einer konstanten Funktion f, einer ortsveränderlichen Funktion f(x,y), beispielsweise entsprechend einer Flächenlast und/oder einer Wärmequelle und/oder einer Wärmesenke. Zum Beispiel kann die Bedingung, beispielsweise f(x,y), dabei insbesondere in Abhängigkeit von einer Wärmeableitfähigkeit eines beispielsweise bereits unter der Schicht entstandenen Teil-Bauteils gewählt werden. Insbesondere kann bei einer Zuweisung der Bedingung ein vorheriger Belichtungspfad, beispielsweise für eine oder mehrere darunterliegende Schichten, berücksichtigt werden. So kann insbesondere ein Wärmeeintrag einer Anzahl der unter der aktuellen Schicht, beispielsweise unter einer bestimmten Koordinate auf der aktuellen Schicht, bereits bestimmter Belichtungspfade bei der Auswahl der Bedingung berücksichtigt werden. Zum Beispiel kann als Maß für die Wärmeableitfähigkeit beispielsweise die Anzahl der unter dieser Koordinate bereits gefertigten Lagen und/oder ein Faltungsintegral, insbesondere ein Faltungsintegral mit abgeschlossenem Faltungskern, über das Bauteilvolumen, insbesondere über das darunterliegende Bauteilvolumen, verwendet werden. As explained above, especially in the case of a calculation area that also includes the area surrounding the component, in particular up to the physical boundary of the construction space and/or powder bed in the additive powder bed process, step b) i) can also include that an interior of the calculation area contains at least one condition is assigned. The at least one condition can in particular be selected from the group consisting of: or source or sink thermal consisting of a constant function f, a variable function f(x,y), for example corresponding to a surface load and/or a heat source and/or a heat sink. For example, the condition, for example f(x,y), can be selected in particular as a function of a heat dissipation capability of a sub-component that has already arisen under the layer, for example. In particular, when the condition is assigned, a previous exposure path, for example for one or more underlying layers, can be taken into account. In particular, a heat input from a number of exposure paths already determined under the current layer, for example under a specific coordinate on the current layer, can be taken into account when selecting the condition. For example, the number of layers already produced under this coordinate and/or a fold integral, in particular a fold integral with a closed fold core, over the component volume, in particular over the underlying component volume, can be used as a measure of the heat dissipation capability.

Alternativ oder zusätzlich kann im Inneren des Berechnungsgebiets beispielsweise mindestens eine Bedingung und/oder Randbedingung in Form eines konstanten Wertes, beispielsweise ein Absolutwert, zugewiesen und/oder vorgegeben sein. Dies kann beispielsweise an einzelnen, insbesondere distanzierten, Punkten oder auch über Linien, beispielsweise über eine Vielzahl unmittelbar angrenzender Punkte, geschehen. Die zugewiesenen Bedingungen, beispielsweise lokal im Inneren vorgegebenen Randbedingungen, können gleich sein, beispielsweise den gleichen Absolutwert aufweisen, oder sich unterscheiden. So können die Bedingungen beispielsweise auch entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen. Alternatively or additionally, at least one condition and/or boundary condition in the form of a constant value, for example an absolute value, can be assigned and/or specified inside the calculation area. This can be done, for example, at individual, in particular distant, points or also via lines, for example via a large number of directly adjacent points. The assigned conditions, for example boundary conditions specified locally in the interior, can be the same, for example have the same absolute value, or they can differ. For example, the conditions can also have opposite signs.

Die Schritte b) i) und ii) des computerimplementierten Verfahrens können iterativ ausgeführt werden. So kann insbesondere Schritt b) i) nach Ausführen von Schritt b) ii) erneut und/oder wiederholt ausgeführt werden, beispielsweise unter Berücksichtigung von in Schritt b) ii) ermittelten Informationen. Optional kann eine iterative Ausführung der Schritte b) i) und ii) auch eine iterative Ausführung der Schritte ii) 1. und ii) 2. umfassen. So kann zum Beispiel Schritt b) i) nach Ausführen von Schritt b) ii) 1. und/oder 2. erneut und/oder wiederholt ausgeführt werden, beispielsweise unter Berücksichtigung von Informationen aus Schritt b) ii) 1. und/oder b) ii) 2. Steps b) i) and ii) of the computer-implemented method can be carried out iteratively. In particular, step b) i) can be carried out again and/or repeatedly after carrying out step b) ii), for example taking into account information determined in step b) ii). Optionally, an iterative execution of steps b) i) and ii) can also include an iterative execution of steps ii) 1st and ii) 2nd. For example, step b) i) can be carried out again and/or repeatedly after carrying out step b) ii) 1st and/or 2nd, for example taking into account information from step b) ii) 1st and/or b) ii) 2.

Zum Beispiel kann Schritt b) ii) ein Bestimmen von dezidierten Linien umfassen, beispielsweise ein Bestimmen von Isolinien, insbesondere von Isolinien zu vorbestimmten Werten und/oder Linien kleinster Krümmung. Auch ein Bestimmen von Isolinien zu zufällig ausgewählten Werten kann möglich sein. Schritt b) i), insbesondere in einer iterativen Ausführung, kann beispielsweise ein Belegen der dezidierten Linien mit einer Bedingung umfassen. Zum Beispiel kann es möglich sein, nach einem numerischen Lösen der partiel- len Differentialgleichung und/oder des Funktionals, beispielsweise nach Durchführen des Schritts b) i), dezidierte Linien zu ermitteln, insbesondere in einer Durchführung des Schritts b) ii). Diese dezidierten Linien können dabei beispielsweise Isolinien zu vorbestimmten und/oder zufällig ausgewählten Werten und/oder Linien mit einer minimalen, beispielsweise kleinsten, Krümmung, sein. For example, step b) ii) can include determining dedicated lines, for example determining isolines, in particular isolines at predetermined values and/or lines of least curvature. It may also be possible to determine isolines for randomly selected values. Step b) i), in particular in an iterative execution, can include, for example, assigning a condition to the dedicated lines. For example, after numerically solving the partial len differential equation and/or the functional, for example after carrying out step b) i), to determine dedicated lines, in particular when carrying out step b) ii). In this case, these dedicated lines can be, for example, isolines at predetermined and/or randomly selected values and/or lines with a minimal, for example the smallest, curvature.

Die dezidierten Linien können anschließend, beispielsweise in einer wiederholten Durchführung des Schritts b) i), mit mindestens einer Randbedingung belegt werden, beispielsweise mit einer Null-Randbedingung, zum Beispiel mit f(x,y) = 0. So kann beispielsweise in einer iterativen Ausführung des Schritts b) i) dieselbe partielle Differentialgleichung und/oder dasselbe Funktional wie in einer vorherigen Ausführung des Schritts unter Berücksichtigung der neuen Randbedingungen gelöst werden. Alternativ, kann in einer iterativen Ausführung des Schritts b) i), beispielsweise nach Ausführung des Schritts b) ii), insbesondere nach Ausführen der Teilschritte b) ii) 1. und/oder b) ii) 2., auch eine andere partielle Differentialgleichung und/oder ein anderes Funktional auf dem Berechnungsgebiet unter Berücksichtigung der neuen Randbedingungen gelöst werden. The dedicated lines can then, for example in a repeated implementation of step b) i), be assigned at least one boundary condition, for example a zero boundary condition, for example with f(x,y)=0. For example, in an iterative Execution of step b) i) the same partial differential equation and/or the same functional are solved as in a previous execution of step, taking into account the new boundary conditions. Alternatively, in an iterative execution of step b) i), for example after execution of step b) ii), in particular after execution of partial steps b) ii) 1st and/or b) ii) 2nd, another partial differential equation can also be used and/or another functional in the computational domain can be solved considering the new boundary conditions.

Alternativ oder zusätzlich können die dezidierten Linien auch ganz oder teilweise, beispielsweise mindestens ein Abschnitt davon, direkt als Belichtungsabschnitt, beispielsweise zumindest als Teil des mindestens einen Belichtungspfads, verwendet werden, zum Beispiel als Scanpfad. Alternatively or additionally, the dedicated lines can also be used in whole or in part, for example at least a section thereof, directly as an exposure section, for example at least as part of the at least one exposure path, for example as a scan path.

Schritt b) ii) kann beispielsweise ein Bestimmen von mindestens zwei Belichtungsabschnitten umfassen. Insbesondere kann Schritt b) ii) ein Bestimmen einer Vielzahl von Belichtungsabschnitten umfassen. Weiterhin kann Schritt b) ii) ein Zusammensetzen des Belichtungspfads aus den mindestens zwei Belichtungsabschnitten umfassen. So kann der Belichtungspfad beispielsweise aus einer Vielzahl von Belichtungsabschnitten, insbesondere aus mindestens zwei Belichtungsabschnitten, zusammengesetzt sein. Beispielsweise kann das Bestimmen mindestens einer der mindestens zwei Belichtungsabschnitte eine lineare numerische Interpolation und/oder eine iterative numerische Interpolation umfassen. Step b) ii) can include, for example, determining at least two exposure sections. In particular, step b) ii) can comprise a determination of a multiplicity of exposure sections. Furthermore, step b) ii) can include assembling the exposure path from the at least two exposure sections. For example, the exposure path can be composed of a large number of exposure sections, in particular of at least two exposure sections. For example, the determination of at least one of the at least two exposure sections can include a linear numerical interpolation and/or an iterative numerical interpolation.

Insbesondere kann mindestens einer der mindestens zwei Belichtungsabschnitte des Belichtungspfads ganz oder teilweise einem Rand des Bauteils, beispielsweise einem Rand der Schicht, entsprechen, also beispielsweise ein Randpfad sein. So kann beispielsweise der Rand des Bauteils und/oder der Schicht durch einen oder mehrere Belichtungsabschnitte abgebildet werden. Insbesondere kann eine Bauteilkontur auf diese Weise zumindest teilweise durch Belichtungsabschnitte, beispielsweise bauteilkonturparallele Belichtungsabschnitte, abgebildet und/oder nachgezeichnet werden. Dieser mindestens eine als Randpfad ausgebildete Belichtungsabschnitt kann beispielsweise direkt aus der Schicht, insbesondere direkt aus dem geschnittenen CAD-Modell, ermittelt und/oder erzeugt werden, zum Beispiel ohne dass ein vorheriges Erstellen und Lösen einer partiellen Differenzialgleichung und/oder eines Funktionals notwendig ist. So kann der Randpfad beispielsweise mittels Abbilden und/oder Nachzeichnen der Bauteilkontur, beispielsweise über paralleles Versetzen der Bauteilkontur, zum Beispiel über Versetzen mit dem Hatchabstand, erzeugt und/oder bestimmt werden. In particular, at least one of the at least two exposure sections of the exposure path can correspond entirely or partially to an edge of the component, for example an edge of the layer, that is to say it can be an edge path, for example. For example, the edge of the component and/or the layer can be imaged by one or more exposure sections. In particular, a component contour in this way at least partially imaged and/or traced by exposure sections, for example exposure sections parallel to the component contour. This at least one exposure section designed as an edge path can be determined and/or generated, for example, directly from the layer, in particular directly from the cut CAD model, for example without the need to create and solve a partial differential equation and/or a functional beforehand. For example, the edge path can be generated and/or determined by mapping and/or tracing the component contour, for example by parallel offsetting of the component contour, for example by offsetting with the hatch distance.

Der aus den mindestens zwei Belichtungsabschnitten zusammengesetzte Belichtungspfad kann insbesondere auch zumindest einen Randpfad umfassen, wobei der Randpfad vor oder nach einem anderen Belichtungsabschnitt oder auch mehrfach und/oder zwischen anderen Belichtungsabschnitten ausgeführt werden kann. So kann der Belichtungspfad beispielsweise derart zusammengesetzt sein, dass ein Randpfad vor oder nach einem anderen Belichtungsabschnitt, beispielsweise vor oder nach einem Belichtungsabschnitt, der eine Flächenfüllung umfasst, oder auch mehrfach und/oder zwischen anderen Belichtungsabschnitten, beispielsweise eingeschoben zwischen mehreren Belichtungsabschnitten, die eine Ausführung einer Flächenfüllung umfassen, angeordnet ist. The exposure path composed of the at least two exposure sections can in particular also include at least one edge path, wherein the edge path can be executed before or after another exposure section or multiple times and/or between other exposure sections. For example, the exposure path can be composed in such a way that an edge path before or after another exposure section, for example before or after an exposure section that includes area filling, or also multiple times and/or between other exposure sections, for example inserted between several exposure sections, which one version include a surface filling, is arranged.

Die Belichtungsabschnitte können unter Berücksichtigung von mindestens einem vordefinierten Schema zu dem Belichtungspfad zusammengesetzt werden. Insbesondere kann ein Zusammensetzen des Belichtungspfads aus den mindestens zwei Belichtungsabschnitten in Schritt b) ii) beispielsweise nach einem vordefinierten Schema durchgeführt werden. Das Schema kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einer Berechnungsreihenfolge; einer Ausführungsrichtung, insbesondere einer Scanrichtung; einer Zugehörigkeit zu einer dezidierten Linie; einem minimalen Abstand, insbesondere einem minimalen Abstand zum nächsten Belichtungspfad; einem Abstand zu einer Düse, beispielsweise zu einer Schutzgasdüse, insbesondere derart, dass immer ein der Schutzgasdüse nächstgelegener noch nicht ausgeführter Belichtungsabschnitt gewählt wird. The exposure sections can be combined to form the exposure path, taking into account at least one predefined scheme. In particular, the exposure path can be assembled from the at least two exposure sections in step b) ii) according to a predefined scheme, for example. For example, the scheme may be selected from the group consisting of: a calculation order; an execution direction, in particular a scanning direction; an affiliation to a dedicated lineage; a minimum distance, in particular a minimum distance to the next exposure path; a distance from a nozzle, for example from a protective gas nozzle, in particular such that an exposure section that is closest to the protective gas nozzle and has not yet been carried out is always selected.

So können beispielsweise parallel angeordnete Belichtungsabschnitte sequenziell angeordnet werden, so dass insbesondere parallel ausgerichtete Belichtungsabschnitte nacheinander abgefahren werden. Alternativ oder zusätzlich, können zum Beispiel Belichtungsabschnitte, die einer dezidierten Linie, beispielsweise derselben Isolinie, zugehörig sind, unmittelbar nacheinander sortiert bzw. zusammengesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Belichtungsabschnitte entsprechend einem Abstand zu einer Schutzgasdüse, beispielsweise einer Schutzgasauslassdüse, zusammengesetzt werden. So kann der Belichtungspfad beispielsweise derart zusammengesetzt werden, dass an einen Belichtungsabschnitt, beispielsweise an einen der Schutzgasdüse nächstgelegenen Belichtungsabschnitt ein nächster Belichtungsabschnitt angehängt wird, der einen nächstgrößeren Abstand zur Schutzgasdüse aufweist. Insbesondere kann ein derartiges Zusammensetzen des Belichtungspfads aus den Belichtungsabschnitten beispielsweise geeignet sein, ein anisotropes Prozess- und/oder Materialverhalten des additiven Pulverbettverfahrens zu berücksichtigen. So kann ein anisotropes Prozess-und/oder Materialverhalten beispielsweise aus einem Einsatz von Schutzgas Strömungen entstehen, zum Beispiel aufgrund einer Wechselwirkung von Schutzgasrichtung und Strahl, insbesondere Laser-und/oder Elektronenstrahl. Derartige Schutzgasströmungen können in dem additiven Pulverbettverfahren beispielsweise eingesetzt werden, um Schmauch und/oder Spritzer von einer Wirkstelle des Strahls, beispielsweise von einem Bereich, in dem unmittelbar durch den Strahl hervorgerufenes Schmelzen auftritt, fernzuhalten und/oder wegzublasen. For example, exposure sections that are arranged in parallel can be arranged sequentially, so that, in particular, exposure sections that are aligned in parallel can be run through one after the other. Alternatively or additionally, for example, exposure sections that belong to a dedicated line, for example the same isoline, can be sorted or assembled directly one after the other. Alternatively or additionally, the exposure sections can be combined according to a distance from a protective gas nozzle, for example a protective gas outlet nozzle. For example, the exposure path can be composed in such a way that a next exposure section, which has a next greater distance from the protective gas nozzle, is attached to an exposure section, for example to an exposure section closest to the protective gas nozzle. In particular, such a composition of the exposure path from the exposure sections can be suitable, for example, for taking into account an anisotropic process and/or material behavior of the additive powder bed process. For example, an anisotropic process and/or material behavior can result from the use of protective gas flows, for example due to an interaction between the direction of the protective gas and the beam, in particular the laser and/or electron beam. Such inert gas flows can be used in the additive powder bed process, for example, to keep smoke and/or spatter away from a point of action of the jet, for example from an area in which melting caused directly by the jet occurs and/or to blow it away.

Schritt b) ii) kann weiterhin auch ein Umsortieren, beispielsweise im Anschluss an ein Zusammensetzen, der Belichtungsabschnitte des Belichtungspfads umfassen, wobei das Umsortieren beispielsweise ein Optimierungsverfahren sein kann. Das Umsortieren kann auch ein Umkehren der Bearbeitungsrichtung mindestens eines Belichtungspfads, beispielsweise ein Anpassen einer Ausführungsrichtung, umfassen. Zum Beispiel können beim Umsortieren auch Eigenschaften des additiven Pulverbettverfahrens berücksichtigt werden. So können insbesondere Maschinendaten, wie zum Beispiel mindestens eine Beschleunigung, insbesondere eine maximal ausführbare Beschleunigung, eines Spiegelsystems eines Scanners, beispielsweise des Laserstrahls und/oder des Elektronenstrahls, für das Umsortieren verwendet werden, beispielsweise zur Berechnung und/oder Optimierung einer Zusammensetzung des Belichtungspfads. Insbesondere kann das Umsortieren entsprechend und/oder unter Berücksichtigung mindestens eines Ziels erfolgen. Das Ziel kann dabei beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einer möglichst kurzen Ausführungszeit, insbesondere einer möglichst kurzen Zeit zur Ausführung der Herstellung des Bauteils; einer material- und/oder prozessablaufschonenden Wärmeverteilung, insbesondere einer Verteilung der durch den Belichtungsstrahl eingebrachten Wärme, beispielsweise einer Steuerung von Eigenspannungen innerhalb des Bauteils, beispielsweise um eine gleichmäßige Aushärtung oder ein gleichmäßiges Erstarren sicherzustellen; eine Vermeidung von Eigenspannungen. Insbesondere können die Belichtungsabschnitte beispielsweise derart umsortiert werden, um eine Minimierung der Ausführungszeit, insbesondere der Zeit zur Ausführung der Herstellung des Bauteils, zu erzielen. Alternativ oder zusätzlich können die Belichtungsabschnitte zur Optimierung einer Wärmeverteilung innerhalb des Bauteils umsortiert werden, beispielsweise um Eigenspannungen innerhalb des Bauteils zu steuern und/oder um eine gleichmäßige Aushärtung oder ein gleichmäßiges Erstarren sicherzustellen. Zum Beispiel können Belichtungsabschnitte derart zu dem Belichtungspfad umsortiert werden, dass geometrisch benachbarte Belichtungsabschnitte nicht sofort aufeinanderfolgend zusammengesetzt und/oder bearbeitet werden, beispielsweise indem in der Zwischenzeit andere Belichtungsabschnitte, insbesondere Scanpfade, einsortiert und/oder bearbeitet werden, insbesondere um das Material zu schonen und/oder Eigenspannungen gering zu halten und/oder zu reduzieren. Step b) ii) can furthermore also include resorting, for example following assembly, of the exposure sections of the exposure path, in which case the resorting can be an optimization method, for example. The re-sorting can also include reversing the processing direction of at least one exposure path, for example adjusting an execution direction. For example, properties of the additive powder bed process can also be taken into account when resorting. In particular, machine data such as at least one acceleration, in particular a maximum achievable acceleration, of a mirror system of a scanner, for example the laser beam and/or the electron beam, can be used for resorting, for example to calculate and/or optimize a composition of the exposure path. In particular, the re-sorting can take place accordingly and/or taking into account at least one goal. The goal can be selected, for example, from the group consisting of: the shortest possible execution time, in particular the shortest possible time for executing the production of the component; a heat distribution that is gentle on the material and/or process flow, in particular a distribution of the heat introduced by the exposure beam, for example a control of internal stresses within the component, for example in order to ensure uniform curing or uniform solidification; avoiding internal stresses. In particular, the exposure sections can, for example, be rearranged in such a way as to achieve a minimization of the execution time, in particular the time to execute the production of the component. Alternatively or additionally, the exposure sections can be rearranged to optimize heat distribution within the component, for example to control internal stresses within the component and/or to ensure uniform curing or uniform solidification. For example, exposure sections can be resorted to the exposure path in such a way that geometrically adjacent exposure sections are not assembled and/or processed in immediate succession, for example by other exposure sections, in particular scan paths, being sorted in and/or processed in the meantime, in particular to protect the material and /or to keep internal stresses low and/or to reduce them.

Insbesondere können beispielsweise zur Steuerung einer Wärmeverteilung die Belichtungsabschnitte derart umsortiert werden, dass nacheinander ausgeführte Belichtungsabschnitte einen möglichst großen und/oder möglichst ähnlichen Abstand zueinander aufweisen. So kann das Umsortieren, insbesondere der Optimierungsvorgang und/oder das Optimierungsverfahren, beispielsweise entsprechend eines angestrebten und/oder gewünschten Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Belichtungsabschnitten erfolgen. In particular, for example to control a heat distribution, the exposure sections can be rearranged in such a way that exposure sections carried out one after the other are as large and/or as similar as possible to one another. Thus, the re-sorting, in particular the optimization process and/or the optimization method, can take place, for example, in accordance with a desired and/or desired distance between successive exposure sections.

Beispielsweise kann das Umsortieren umfassen, dass ausgehend von einem Startpunkt und/oder einem aktuellen Belichtungsabschnitt, beispielsweise über eine Ab Standssuche, ein Belichtungsabschnitt ermittelt wird welcher maximal beabstandet, also möglichst weit entfernt ist. Dieser kann dann beispielsweise als nächster Belichtungsabschnitt ausgewählt werden, sodass der Belichtungspfad aus nacheinander folgenden Belichtungsabschnitten mit möglichst großem Abstand zusammengesetzt ist. Insbesondere kann ein Abstand zwischen nacheinander folgenden Belichtungsabschnitten des Belichtungspfads mit fortschreitender Länge des Belichtungspfads immer kleiner werden. For example, the rearranging can include that, starting from a starting point and/or a current exposure section, for example via a distance search, an exposure section is determined which is at a maximum distance, ie as far away as possible. This can then be selected, for example, as the next exposure section, so that the exposure path is composed of successive exposure sections with the greatest possible spacing. In particular, a distance between successive exposure sections of the exposure path can become smaller and smaller as the length of the exposure path increases.

Alternativ oder zusätzlich kann das Umsortieren umfassen, das ausgehend von einem Startpunkt und/oder einem aktuellen Belichtungsabschnitt, beispielsweise über eine Abstandssuche, ein Belichtungsabschnitt ermittelt wird welcher einen Abstand aufweist der möglichst nahe an einem vorgegebenen gewünschten Abstand ist, beispielsweise die geringste Differenz aufweist. Dieser kann dann beispielsweise als nächster Belichtungsabschnitt ausgewählt werden, sodass der Belichtungspfad aus nacheinander folgenden Belichtungsabschnitten mit möglichst ähnlichem Abstand zusammengesetzt ist. Insbesondere kann ein Abstand zwischen nacheinander folgenden Belichtungsabschnitten des Belich- tungspfads möglichst konstant sein, beispielsweise auch über eine fortschreitende Länge des Belichtungspfads. Beispielsweise kann der vorgegebene Abstand, beispielsweise der gewünschte Abstand, ein vorbestimmter Wert sein. So kann der gewünschte Abstand beispielsweise ein fixer vorgegebener Wert sein. Alternativ oder zusätzlich, kann der gewünschte Abstand ein Eingabeparameter sein, zum Beispiel ein von einem Nutzer vorgegebener Wert, beispielsweise vor einer Ausführung des Verfahrens vorgegeben sein. Alternatively or additionally, the re-sorting can include determining an exposure section, starting from a starting point and/or a current exposure section, for example via a distance search, which has a distance that is as close as possible to a predefined desired distance, for example having the smallest difference. This can then be selected, for example, as the next exposure section, so that the exposure path is composed of successive exposure sections with a distance that is as similar as possible. In particular, a distance between successive exposure sections of the exposure tion path be as constant as possible, for example over a progressive length of the exposure path. For example, the specified distance, for example the desired distance, can be a predetermined value. For example, the desired distance can be a fixed, predetermined value. Alternatively or additionally, the desired distance can be an input parameter, for example a value specified by a user, for example specified before the method is carried out.

Das Umsortieren kann insbesondere entsprechend einer Strukturierung erfolgen. Insbesondere kann ein Anfang des Belichtungspfads beispielsweise zusammengesetzt sein aus Belichtungsabschnitten, die eine Struktur bilden, beispielsweise eine Struktur entsprechend einem Rand des Bauteils und/oder entsprechend eines vorgegebenen Musters. Dabei kann beispielsweise die Schicht durch die Strukturierung in Teilschichten unterteilt werden, beispielsweise in Teilflächen der Schicht. Anschließend können dann zum Beispiel weitere Belichtungsabschnitte derart angehängt werden, dass die Teilschichten gleichmäßig belichtet und/oder abgescannt werden können. Beispielsweise kann ein gleichmäßiges Belichten ein Zusammensetzen von Belichtungsabschnitten umfassen in der Weise, dass der Belichtungspfad zunächst von jeder Teilfläche einen Belichtungsabschnitt umfasst, bevor ein weiterer Belichtungsabschnitt einer der Teilflächen angehängt wird. So kann ein derart umsortierter Belichtungspfad beispielsweise ein gleichmäßiges Belichten von Teilflächen der Schicht ermöglichen. Beispielsweise kann ein Ausführen eines derartigen Belichtungspfads in dem additiven Pulverbettverfahren dazu führen, dass, beispielsweise in einer ersten Runde, von jeder Teilfläche jeweils ein Belichtungsabschnitt belichtet wird, anschließend, beispielsweise in einer zweiten Runde, von jeder Teilfläche der nächste Belichtungsabschnitt belichtet wird, wobei wiederum anschließend, beispielsweise in jeder darauffolgenden Runde, von jeder Teilfläche ein weiterer Belichtungsabschnitt belichtet wird, insbesondere so lange bis alle Teilflächen vollständig belichtet sind. Dieses alternierende Zusammensetzen des Belichtungspfads auf Belichtungsabschnitten der Teilflächen, kann insbesondere bei einem Umsortieren entsprechend eines möglichst großen und/oder möglichst ähnlichen Abstands zueinander, angewendet werden. So kann aus jeder Teilfläche, beispielsweise aus jeder Gruppe von Belichtungsabschnitten der Teilflächen, alternierend ein Belichtungsabschnitt ausgewählt werden. Insbesondere kann diese Vorgehensweise, beispielsweise unter Datenverarbeitungsgesichtspunkten, es ermöglichen eine hohe Kosteneffizienz zu erreichen. The re-sorting can take place in particular in accordance with a structuring. In particular, a start of the exposure path can, for example, be composed of exposure sections that form a structure, for example a structure corresponding to an edge of the component and/or corresponding to a predetermined pattern. In this case, for example, the layer can be subdivided into partial layers by the structuring, for example into partial areas of the layer. Then, for example, further exposure sections can be attached in such a way that the partial layers can be uniformly exposed and/or scanned. For example, uniform exposure can include assembling exposure sections in such a way that the exposure path initially includes an exposure section from each sub-area before a further exposure section is appended to one of the sub-areas. For example, an exposure path rearranged in this way can enable uniform exposure of partial areas of the layer. For example, executing such an exposure path in the additive powder bed process can result in, for example, in a first round, one exposure section being exposed from each partial area, then, for example in a second round, the next exposure section being exposed from each partial area, in which case again subsequently, for example in each subsequent round, a further exposure section is exposed from each partial area, in particular until all partial areas are completely exposed. This alternating composition of the exposure path on exposure sections of the sub-areas can be used in particular in the case of rearranging according to the greatest possible and/or as similar a distance as possible to one another. Thus, an exposure section can be selected alternately from each partial area, for example from each group of exposure sections of the partial areas. In particular, this procedure can make it possible to achieve high cost efficiency, for example from a data processing point of view.

Schritt b) ii) kann ein Bestimmen mindestens eines Startpunktes, beispielsweise des Belichtungspfads, umfassen. Insbesondere kann in Schritt b) ii) beispielsweise ein Anfangs- und/oder Startpunkt für den Belichtungspfad bestimmt werden. Insbesondere kann das Bestimmen des Startpunktes ein Auswählen des Startpunktes aus einer Liste möglicher Startpunkte umfassen. Beispielsweise kann der Startpunkt auch anhand des Hatchab stands, zum Beispiel anhand eines vorgegebenen maximal erlaubten Hatchab stands, bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Startpunkt auch anhand einem lokalen Minimum oder Maximum der Lösungsfunktion, zum Beispiel anhand eines kleinsten oder höchsten Werts der Lösung der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals, bestimmt werden. Auch eine zufällige Auswahl des Startpunktes, beispielsweise aus der Liste möglicher Startpunkte, ist möglich. Alternativ oder zusätzlich kann der Startpunkt auch entsprechend eines vorbestimmten Startpunktes bestimmt werden, beispielsweise einem vorbestimmten Startpunkt entsprechen. Step b) ii) can include determining at least one starting point, for example the exposure path. In particular, in step b) ii), for example, a starting and/or starting point for the exposure path can be determined. In particular, it can Determining the starting point include selecting the starting point from a list of possible starting points. For example, the starting point can also be determined based on the hatch distance, for example based on a predetermined maximum permitted hatch distance. Alternatively or additionally, the starting point can also be determined based on a local minimum or maximum of the solution function, for example based on a lowest or highest value of the solution of the partial differential equation and/or the functional. A random selection of the starting point, for example from the list of possible starting points, is also possible. Alternatively or additionally, the starting point can also be determined in accordance with a predetermined starting point, for example corresponding to a predetermined starting point.

Beispielsweise kann das Belichtungsmuster und/oder der mindestens eine Belichtungspfad weiterhin mindestens eine Information über mindestens einen Prozessparameter für die schichtweise Herstellung des Bauteils im additiven Pulverbettverfahren umfassen. Beispielsweise kann Schritt b) des computerimplementierten Verfahrens weiterhin umfassen: iii) Bestimmen des mindestens einen Prozessparameters für mindestens einen Abschnitt des Belichtungspfads. For example, the exposure pattern and/or the at least one exposure path can also include at least one piece of information about at least one process parameter for the layered production of the component in the additive powder bed process. For example, step b) of the computer-implemented method may further include: iii) determining the at least one process parameter for at least a portion of the exposure path.

Der Begriff „Prozessparameter“ wie er hier verwendet wird, ist ein Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine beliebige Einstellung und/oder Auswahl von Werten bei der Durchführung mindestens eines Prozesses, beispielsweise eines Verfahrens, beziehen. So kann der Prozessparameter beispielsweise eine Wertangabe für mindestens eine Maschineneinstellung, beispielsweise für eine Einstellung in dem additiven Pulverbettverfahren sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessparameter auch eine Ober- und/oder Untergrenze sein, beispielsweise angepasst an eine das additive Prüferbettverfahren ausführende Maschine, zum Beispiel eine Pulverbettmaschine. Beispielsweise kann dem Belichtungsmuster und/oder dem mindestens einen Belichtungspfad mindestens einen Prozessparameter zugeordnet sein, beispielsweise ein sich über die Länge des Musters und/oder Pfads in seinem Wert verändernder Prozessparameter. Auch eine Zuordnung von Prozessparametern mit über die Länge des Musters und/oder Pfads konstantem Wert ist möglich. Weiterhin ist es möglich, dass dem Belichtungsmuster und/oder dem mindestens einen Belichtungspfad über ihre Länge verschiedene Prozessparameter zugeordnet werden. Das Bestimmen des mindestens einen Prozessparameters kann beispielsweise diskret, insbesondere einzeln für jeden Belichtungsabschnitt, erfolgen. Beispielsweise können Prozessparameter, beispielsweise Prozessparameter, welche sich über eine Länge des Musters und/oder Pfads in ihrem Wert verändern, auch mittels linearer Interpolation bestimmt werden. The term "process parameter" as used herein is a term that should be given its ordinary and ordinary meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to any setting and/or selection of values when performing at least one process, for example a method. For example, the process parameter can be a value for at least one machine setting, for example for a setting in the additive powder bed process. Alternatively or additionally, the process parameter can also be an upper and/or lower limit, for example adapted to a machine that executes the additive tester bed method, for example a powder bed machine. For example, at least one process parameter can be assigned to the exposure pattern and/or the at least one exposure path, for example a process parameter whose value changes over the length of the pattern and/or path. It is also possible to assign process parameters with a constant value over the length of the pattern and/or path. Furthermore, it is possible for different process parameters to be assigned to the exposure pattern and/or the at least one exposure path over their length. The at least one process parameter can be determined, for example, discretely, in particular individually for each exposure section. For example, process parameters, such as process parameters, which are about change a length of the pattern and/or path in value, can also be determined by means of linear interpolation.

Insbesondere kann das Bestimmen des mindestens einen Prozessparameters, beispielsweise in Schritt b) iii) des computerimplementierten Verfahrens, auch ein Auswählen mindestens eines Prozessparameters aus einer Liste und/oder Tabelle, beispielsweise aus einer hinterlegten und/oder gespeicherten Liste und/oder Tabelle sein. Insbesondere kann bei einer Auswahl des Prozessparameters aus einer Liste beispielsweise mindestens eine Maschineneigenschaft und/oder mindestens eine technische Begrenzung berücksichtigt werden. So kann eine Auswahl beispielsweise anhand von Grenzwerten und/oder Latenzen durchgeführt werden. In particular, determining the at least one process parameter, for example in step b) iii) of the computer-implemented method, can also be a selection of at least one process parameter from a list and/or table, for example from a stored and/or stored list and/or table. In particular, when selecting the process parameter from a list, for example at least one machine property and/or at least one technical limitation can be taken into account. For example, a selection can be made based on limit values and/or latencies.

Der mindestens eine Prozessparameter kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einer Geschwindigkeit, insbesondere einer Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen Belichtungsstrahl und Pulverbett, beispielsweise einer Scangeschwindigkeit; einer Beschleunigung, insbesondere einer Veränderung der Geschwindigkeit, beispielsweise eine Veränderung der Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen Belichtungsstrahl und Pulverbett, einer lateralen und/oder tangentialen Beschleunigung, zum Beispiel einer Scanbeschleunigung; einer Leistung des Belichtungsstrahls, beispielsweise einer Laserleistung, insbesondere einer Amplitude und/oder einer Frequenz der Laserleistung; einer Strahlfokussierung, insbesondere einer Fokuslage, beispielsweise einer Defokussierung; einer Streckenenergie; Wobbelparameter, insbesondere mindestens ein Bewegungsparameter einer Wobbel-Bewegung des Belichtungsstrahls, beispielsweise eine Vibrations- und/oder Wobbel-Bewegung eines Laserstrahls. The at least one process parameter can, for example, be selected from the group consisting of: a speed, in particular a speed of a relative movement between the exposure beam and the powder bed, for example a scanning speed; an acceleration, in particular a change in speed, for example a change in the speed of a relative movement between the exposure beam and the powder bed, a lateral and/or tangential acceleration, for example a scanning acceleration; a power of the exposure beam, for example a laser power, in particular an amplitude and/or a frequency of the laser power; a beam focusing, in particular a focal position, for example a defocusing; a line energy; Wobble parameters, in particular at least one movement parameter of a wobble movement of the exposure beam, for example a vibration and/or wobble movement of a laser beam.

Zum Beispiel kann bei einem Bestimmen einer Beschleunigung als Prozessparameter eine vorgegebene maximale Beschleunigung berücksichtigt werden. So kann beispielsweise für jeden Belichtungsabschnitt das Belichtungspfads und/oder des Belichtungsmusters eine maximale Beschleunigung festgelegt und/oder bestimmt werden, beispielsweise unter zusätzlicher Berücksichtigung von individuellen Obergrenzen, beispielsweise aus mindestens einer Dynamik einer Schmelze, insbesondere aus einer Dynamik des Schmelzbads. Die Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen Belichtungsstrahl und Pulverbett, insbesondere die Scangeschwindigkeit, kann also, z.B. bei einer gegebenen Krümmung eines Bahnabschnittes, derart angepasst werden, dass die resultierende Winkelbeschleunigung unter einem zulässigen Maximum liegt. Insbesondere kann mindestens ein Prozessparameter auch abhängig von mindestens einem anderen Prozessparameter sein. So kann beispielsweise eine Auswahl des mindestens einen Prozessparameters unter Berücksichtigung einer möglichen gegenseitigen Abhängigkeit, zum Beispiel einer Co-Abhängigkeit, zwischen mindestens zwei Prozessparametem, stattfinden. Zum Beispiel kann eine Beschleunigung, insbesondere einem ersten Belichtungsabschnitt zugeordnete Beschleunigung, abhängig von einem Abstand zu mindestens einem benachbarten Belichtungsabschnitt gewählt werden. Unter einer Beschleunigung kann in diesem Zusammenhang beispielsweise sowohl eine laterale als auch eine tangentiale Beschleunigung verstanden werden, wobei beispielsweise für beide Richtungen individuelle Obergrenzen vorgegeben sein können. For example, a specified maximum acceleration can be taken into account when determining an acceleration as a process parameter. For example, a maximum acceleration can be defined and/or determined for each exposure section of the exposure path and/or the exposure pattern, for example with additional consideration of individual upper limits, for example from at least one dynamic of a melt, in particular from a dynamic of the melt pool. The speed of a relative movement between the exposure beam and the powder bed, in particular the scanning speed, can therefore be adjusted, for example with a given curvature of a path section, in such a way that the resulting angular acceleration is below a permissible maximum. In particular, at least one process parameter can also be dependent on at least one other process parameter. For example, the at least one process parameter can be selected taking into account a possible mutual dependency, for example a co-dependency, between at least two process parameters. For example, an acceleration, in particular an acceleration assigned to a first exposure section, can be selected as a function of a distance from at least one adjacent exposure section. In this context, an acceleration can be understood to mean, for example, both a lateral and a tangential acceleration, it being possible, for example, for individual upper limits to be specified for both directions.

Insbesondere kann der mindestens eine Prozessparameter beispielsweise entsprechend einer Zusammensetzung des Belichtungspfads, insbesondere entsprechend einer Sortierung der Belichtungsabschnitte, bestimmt werden. So kann ein Prozessparameter, beispielsweise eine Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, für einen Belichtungsabschnitt abhängig davon gewählt und/oder bestimmt werden, wie weit ein in der Zusammensetzung des Belichtungsparts weiter vorne angeordneter Belichtungsabschnitt entfernt ist. Insbesondere kann beispielsweise eine Prozessstabilität höher sein, wenn neben einem aktuell belichteten Belichtungsabschnitt bereits ein belichteter Belichtungsabschnitt, beispielsweise eine bereits geschmolzene Spur, vorliegt. Insbesondere kann es in einem solchen Fall beispielsweise möglich sein, eine höhere Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung zu verwenden, zum Beispiel ohne Prozessfehler zu generieren. Insbesondere kann es dadurch möglich sein, dass Prozessfehler wie beispielsweise Aufwirbeln von Metallpulver, Hooping, instabiles Schmelzbad und Keyhole-Poren vermieden werden. So können beispielsweise die ersten Belichtungsabschnitte des Belichtungspfads, die beispielsweise zur Strukturierung dienen, vorzugsweise mit verringerten Prozessparametem, insbesondere mit einer geringeren Laserleistung und/oder einer geringeren Scangeschwindigkeit, ausgeführt werden als beispielsweise spätere Belichtungsabschnitte des Belichtungspfads, die beispielsweise einem Füllen der Teilbereiche dienen. In particular, the at least one process parameter can be determined, for example, according to a composition of the exposure path, in particular according to a sorting of the exposure sections. A process parameter, for example a speed and/or acceleration, for an exposure section can thus be selected and/or determined depending on how far away an exposure section arranged further forward in the composition of the exposure part is. In particular, for example, a process stability can be higher if, in addition to a currently exposed exposure section, there is already an exposed exposure section, for example a track that has already melted. In particular, in such a case it may be possible, for example, to use a higher speed and/or acceleration, for example without generating process errors. In particular, this can make it possible to avoid process errors such as whirling up of metal powder, hooping, an unstable melt pool and keyhole pores. For example, the first exposure sections of the exposure path, which are used, for example, for structuring, can preferably be carried out with reduced process parameters, in particular with a lower laser power and/or a lower scanning speed, than, for example, later exposure sections of the exposure path, which are used, for example, to fill the partial areas.

Der Belichtungspfad kann in Schritt b) ii) beispielsweise derart bestimmt sein, dass er frei von Knicken ist, beispielsweise mit CI -Kontinuität. Insbesondere kann der Belichtungspfad über einen oder mehrere von Splines, Radien, NURBS, Polynome, oder Kombinationen daraus, beschrieben sein, beispielsweise anstatt einer Verwendung von abschnittsweiser Geraden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Überschwingen, insbesondere ein Überschwingen der Massebehafteten Spiegel im Laserscanner, sowie eine beispielsweise damit einhergehende Abweichung des Laserstrahls von der Sollposition, vermieden wer- den. Beispielsweise kann ein Überschwingen, das sich negativ auf das additive Pulverbettverfahren, insbesondere auf einen Schmelzbereich, auswirken kann, vermieden werden. In step b) ii), the exposure path can be determined, for example, in such a way that it is free of kinks, for example with CI continuity. In particular, the exposure path can be described via one or more of splines, radii, NURBS, polynomials, or combinations thereof, for example instead of using straight lines in sections. In this way, for example, an overshoot, in particular an overshoot of the massed mirrors in the laser scanner, as well as a deviation of the laser beam from the desired position, for example, which is associated therewith, can be avoided. the. For example, an overshoot, which can have a negative effect on the additive powder bed process, in particular on a melting range, can be avoided.

Bei dem Erstellen der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals in Schritt b) i) kann beispielsweise auch die mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens berücksichtigt werden. So kann beispielsweise eine Auswahl der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals unter Berücksichtigung mindestens einer Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens stattfinden. When creating the partial differential equation and/or the functional in step b) i), the at least one property of the additive powder bed process can also be taken into account, for example. For example, the partial differential equation and/or the functional can be selected taking into account at least one property of the additive powder bed process.

Insbesondere kann die mindestens eine Eigenschaft beispielsweise eine in dem additiven Pulverbettverfahren auftretende Strömung umfassen. So kann beispielsweise eine diese Strömung berücksichtigende partielle Differenzialgleichung eine Vorzugsrichtung aufweisen, wobei die Vorzugsrichtung die Strömung beispielsweise abhängig von einem Abstand zu einer Düse, insbesondere zu einer Schutzgasdüse, berücksichtigen kann. Insbesondere kann eine derartige partielle Differenzialgleichung verschiedene Richtungen in der Fläche und Abstände von der Mitte unterschiedlich berücksichtigen. Beispielsweise kann eine derartige partielle Differentialgleichung, insbesondere eine die Strömung berücksichtigende Differenzialgleichung, vorzugsweise derart gewählt sein, insbesondere so formuliert sein, dass bei symmetrischem Berechnungsgebiet, beispielsweise einer geometrisch symmetrisch ausgebildeten Schicht, und symmetrischen Randbedingungen eine unsymmetrische Lösung entsteht. Insbesondere kann eine die Strömung berücksichtigende partielle Differenzialgleichung beispielsweise weiterhin auch ein aufgrund von Schutzgasströmungen entstehendes anisotropes Prozess-und/oder Materialverhalten berücksichtigen, insbesondere bei der Bestimmung der Belichtungspfade. So kann die partielle Differenzialgleichung zum Beispiel derart gewählt werden, um einen Abstand zur Schutzgasdüse bei der Bestimmung der Belichtungspfade zu berücksichtigen, beispielsweise hinsichtlich der späteren Bahnplanung entsprechende Anpassungen vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise auch die Randbedingungen in Schritt b) ii), beispielsweise die dem Rand der Schicht zugewiesenen Randbedingungen, von deren Position auf dem Berechnungsgebiet abhängig gemacht werden, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Abstand zu einer Schutzgasdüse gewählt und/oder zugewiesen werden. In particular, the at least one property can include, for example, a flow that occurs in the additive powder bed process. For example, a partial differential equation that takes this flow into account can have a preferred direction, with the preferred direction being able to take the flow into account, for example, as a function of a distance from a nozzle, in particular from a protective gas nozzle. In particular, such a partial differential equation can take different directions in the surface and distances from the center into account differently. For example, such a partial differential equation, in particular a differential equation taking into account the flow, can preferably be selected in such a way, in particular formulated in such a way, that an asymmetrical solution arises in the case of a symmetrical calculation area, for example a geometrically symmetrical layer, and symmetrical boundary conditions. In particular, a partial differential equation that takes the flow into account can also, for example, also take into account an anisotropic process and/or material behavior that occurs due to protective gas flows, in particular when determining the exposure paths. For example, the partial differential equation can be selected in such a way that a distance from the protective gas nozzle is taken into account when determining the exposure paths, for example to provide appropriate adjustments with regard to subsequent path planning. Alternatively or additionally, the boundary conditions in step b) ii), for example the boundary conditions assigned to the edge of the layer, can be made dependent on their position in the calculation area, for example selected and/or assigned depending on a distance from a protective gas nozzle.

Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Eigenschaft auch aus einer Wechselwirkung mehrerer Bauteile bestehen und/oder diese umfassen. So kann es beispielsweise bei einer schichtweisen Herstellung von mehreren Bauteilen aus deren CAD-Modellen in einem additiven Pulverbettverfahren zu einer Wechselwirkung der Bauteile kommen. Derartige Wechselwirkungen können beispielsweise einen oder mehrere aus einer anderen Wärmeeinbringung, einer Bearbeitungszeit, beispielsweise einer Zeit bis zur Belichtung einer nächsten Schicht, eine Wärmeableitung und einen Pulverauftrag umfassen. Alternatively or additionally, the at least one property can also consist of and/or include an interaction of several components. For example, when several components are manufactured layer by layer from their CAD models in an additive powder bed process, there can be an interaction between the components. Such interactions can, for example, one or more from another Heat input, a processing time, for example a time until exposure of a next layer, heat dissipation and powder application.

Schritt a) des computerimplementierten Verfahrens kann weiterhin ein Erkennen von Überhängen umfassen. Insbesondere kann ein Überhang beispielsweise erkannt werden, wenn ein Überstand zwischen mindestens zwei Schichten, vorzugsweise zwischen mindestens zwei benachbarten Schichten, einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Dieser Maximalwert kann insbesondere abhängig sein von Material eigenschaften und/oder Maschineneigenschaften, beispielsweise einer Position im Pulverbett des additiven Pulverbettverfahrens. Step a) of the computer-implemented method can further include detecting overhangs. In particular, an overhang can be detected, for example, when an overhang between at least two layers, preferably between at least two adjacent layers, exceeds a predetermined maximum value. This maximum value can depend in particular on material properties and/or machine properties, for example a position in the powder bed of the additive powder bed process.

Insbesondere kann in Schritt b) i) die Randbedingung abhängig von dem Überhang zugewiesen werden. So kann, beispielsweise in dem Fall, dass in Schritt a) ein Überhang erkannt wurde, in Schritt b) i) die mindestens eine dem Rand der Schicht zugewiesene Randbedingung abhängig sein von dem Überhang, beispielsweise unter Berücksichtigung des Überhangs gewählt sein, beispielsweise derart, dass eine Richtung des in Schritt b) ii) zu bestimmenden Belichtungspfads beeinflusst wird. Insbesondere kann in Schritt b) ii) der Belichtungspfad zumindest abschnittsweise einen an den Überhang angepassten Belichtungsabschnitt aufweisen. So kann der Belichtungspfad, insbesondere mindestens ein Belichtungsabschnitt, derart gewählt werden, dass eine Verwendung von Stütz Strukturen in dem additiven Pulverbettverfahren minimiert und/oder vermieden werden kann. Zum Beispiel kann in Bereichen von Überhängen ein Zuweisen von Randbedingungen mit großem Betrag in Schritt b) i) beispielsweise in Schritt b) ii) zu einem Belichtungspfad mit an den Überhang angepasster Richtung führen. In particular, in step b) i) the boundary condition can be assigned depending on the overhang. For example, in the event that an overhang was detected in step a), in step b) i) the at least one boundary condition assigned to the edge of the layer can be dependent on the overhang, for example taking into account the overhang, for example such that that a direction of the exposure path to be determined in step b) ii) is influenced. In particular, in step b) ii), the exposure path can have an exposure section adapted to the overhang, at least in sections. The exposure path, in particular at least one exposure section, can be selected in such a way that the use of support structures in the additive powder bed process can be minimized and/or avoided. For example, in areas of overhangs, assigning large magnitude boundary conditions in step b) i) may result in an exposure path with a direction adapted to the overhang, for example in step b) ii).

Beispielsweise können Überhänge von der Bestimmung in Schritt b) i), und beispielsweise auch in dem möglichen Teilschritt b) ii) 1., zunächst ausgenommen sein und dann in Schritt b) ii), insbesondere in dem möglichen Teilschritt b) ii) 2., zu dem Belichtungspfad hinzugefügt werden. Alternativ kann ein Umsortieren von den Überhang umfassenden Belichtungsabschnitten entsprechend einer bevorzugten Richtung geschehen, beispielsweise von Innen nach Außen, insbesondere von einem inneren Teil der Schicht hin zu dem Rand der Schicht, und/oder unter einem beispielsweise vorgegebenen maximalen Winkel. For example, overhangs from the determination in step b) i), and for example also in the possible sub-step b) ii) 1., can first be excluded and then in step b) ii), in particular in the possible sub-step b) ii) 2. , to be added to the exposure path. Alternatively, the exposure sections comprising the overhang can be rearranged according to a preferred direction, for example from the inside to the outside, in particular from an inner part of the layer to the edge of the layer, and/or at a predetermined maximum angle, for example.

Beispielsweise kann in Schritt c) das Belichtungsmuster alternierend aus den Belichtungspfaden zusammengesetzt werden. Beispielsweise kann von einer Schicht zur nächsten Schicht eine Ausführungsrichtung der Belichtungspfade verändert werden, beispielsweise umgekehrt werden. Der Begriff alternierend kann dabei beispielsweise so zu verstehen sein, dass benachbarte Scanpfade eine entgegengesetzte Richtung aufweisen. For example, in step c), the exposure pattern can be composed of the exposure paths in alternation. For example, an execution direction of the exposure paths can be changed from one layer to the next layer, for example be reversed. In this case, the term alternating can be understood, for example, in such a way that adjacent scan paths have an opposite direction.

Insbesondere können dafür beispielsweise für mindestens zwei aufeinanderfolgende Schichten in Schritt b) i) andere partielle Differenzialgleichungen und/oder andere Funktionale erstellt und gelöst werden. Alternativ oder zusätzlich können auch die Randbedingungen von einer Schicht zur nächsten verändert werden. So kann beispielsweise für eine erste Schicht eine erste partielle Differenzialgleichung und/oder ein erstes Funktional erstellt und gelöst werden, wohingegen für eine zweite Schicht eine zweite, von der ersten verschiedene, partielle Differenzialgleichung und/oder ein zweites, von der ersten verschiedenes, Funktional erstellt und gelöst werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise für eine erste Schicht mindestens eine erste zugewiesene Randbedingung verwendet werden, wohingegen für eine zweite Sicht eine zweite, von der ersten verschiedene, zugewiesene Randbedingung verwendet werden kann. Insbesondere können beispielsweise zwei derartige Sets, insbesondere aus partieller Differentialgleichung oder Funktional mit Randbedingungen bestehende Sets, alternierend für alle Schichten verwendet werden. So kann es bei Verwendung von zwei Sets beispielsweise möglich sein, für jede zweite Schicht dieselbe partielle Differentialgleichung und/oder dasselbe Funktional mit denselben Randbedingungen zu erstellen und zu lösen. Beispielsweise können auch drei oder vier Sets verwendet werden, wobei auch diese zum Beispiel alternierend über alle Schichten angewendet werden können. In particular, other partial differential equations and/or other functionals can be created and solved for this purpose, for example for at least two successive layers in step b) i). Alternatively or additionally, the boundary conditions can also be changed from one layer to the next. For example, a first partial differential equation and/or a first functional can be created and solved for a first layer, whereas a second partial differential equation different from the first and/or a second functional different from the first can be created for a second layer and can be solved. Alternatively or additionally, at least one first assigned boundary condition can be used for a first layer, for example, whereas a second assigned boundary condition, different from the first, can be used for a second view. In particular, for example, two such sets, in particular sets consisting of partial differential equations or functionals with boundary conditions, can be used alternately for all layers. For example, when using two sets, it may be possible to create and solve the same partial differential equation and/or the same functional with the same boundary conditions for every second layer. For example, three or four sets can also be used, whereby these can also be used alternately over all layers, for example.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das Bestimmen des Vektorfelds in Schritt b) ii) 2. alternierend variiert werden. Beispielsweise kann für eine erste Schicht ein anderes Vektorfeld, beispielsweise ein anderes Richtungsfeld, verwendet werden als für eine zweite Schicht, oder umgekehrt. So kann beispielsweise für die erste Schicht ein Gradientenfeld und für die zweite Schicht ein auf Isolinien erzeugtes Feld verwendet werden. Auch eine Verwendung von gemischten Feldern, beispielsweise Richtungsfeldern, die ein parametrisch gewichtetes Mittel zwischen einem Gradientenfeld und einem Isolinien- Richtungsfeld darstellen, ist möglich, wobei beispielsweise eine Gewichtung von einer Schicht zur nächsten Schicht variiert werden kann, beispielsweise alternierend sein kann. Alternatively or additionally, for example, the determination of the vector field in step b) ii) 2. can be alternately varied. For example, a different vector field, for example a different directional field, can be used for a first layer than for a second layer, or vice versa. For example, a gradient field can be used for the first slice and a field generated on isolines can be used for the second slice. It is also possible to use mixed fields, for example directional fields which represent a parametrically weighted mean between a gradient field and an isoline directional field, in which case a weighting can be varied from one slice to the next, for example alternating.

Schritt b) ii) kann beispielsweise auch einen Korrekturschritt umfassen. Dabei kann in dem Korrekturschritt zumindest ein Teil des Belichtungspfads, beispielsweise mindestens ein Belichtungsabschnitt, verändert werden, bis ein vorbestimmter Grenzwert für eine Verteilung der Belichtungsabschnitte unterschritten ist. Insbesondere kann die Veränderung des zumindest einen Teils des Belichtungspfads, beispielsweise mindestens eines Belichtungs- abschnitts, geschehen in zumindest einem von seiner Lage, seiner Ausführungsrichtung, seiner Breite und seiner Anzahl. Insbesondere kann ein derartiger Korrekturschritt beispielsweise eine Ausmittelung umfassen, wobei eine Veränderung um weniger als eine Breite des maximal zulässigen Hatchabstands vorgenommen werden kann. Insbesondere kann ein derartiger Korrekturschritt, einmalig oder iterativ, insbesondere mehrfach, über einzelne oder alle Belichtungsabschnitte ausgeführt werden. Insbesondere kann der Korrekturschritt so oft ausgeführt werden, bis ein vorbestimmter Grenzwert für eine Verteilung der Belichtungsabschnitte unterschritten ist. Step b) ii) can also include a correction step, for example. In this case, in the correction step, at least part of the exposure path, for example at least one exposure section, can be changed until a predetermined limit value for a distribution of the exposure sections is undershot. In particular, changing the at least one part of the exposure path, for example at least one exposure section, done in at least one of its location, its execution direction, its width and its number. In particular, such a correction step can include averaging, for example, in which case a change by less than a width of the maximum permissible hatch distance can be made. In particular, such a correction step can be carried out once or iteratively, in particular multiple times, over individual or all exposure sections. In particular, the correction step can be carried out until a predetermined limit value for a distribution of the exposure sections is undershot.

Das computerimplementierte Verfahren kann beispielsweise parallel und/oder zeitlich überlappend zu der schichtweisen Herstellung des mindestens einen Bauteils im additiven Pulverbettverfahren durchgeführt werden. So kann beispielsweise mindestens einer der genannten Verfahrensschritte zeitlich überlappend oder gleichzeitig mit einer Herstellung durchgeführt werden. The computer-implemented method can be carried out, for example, in parallel and/or with a time overlap with the layer-by-layer production of the at least one component using the additive powder bed method. For example, at least one of the method steps mentioned can be carried out with a time overlap or at the same time as production.

Beispielsweise kann in einem derartigen parallel und/oder zeitlich überlappend durchgeführten Verfahren die mindestens eine in Schritt b) ii) berücksichtigte Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens weiterhin mindestens einen Messwert, beispielsweise ein von mindestens einem Sensor gemessener Messwert, umfassen. So kann insbesondere bei dem Bestimmen des Belichtungspfads und/oder dem Bestimmen des mindestens einen Prozessparameters auch mindestens ein Messwert, beispielsweise ein von mindestens einem Sensor gemessener Messwert, berücksichtigt werden. So kann zum Beispiel in Schritt b) ii) des computerimplementierten Verfahrens eine Thermographiemessung des Pulverbetts bei der Bestimmung des Belichtungspfads, beispielsweise für eine Anpassung des Belichtungspfads, verwendet werden. Auch eine Verwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz, insbesondere des maschinellen Lernens, beispielsweise von mindestens einem Trainingsdatensatz, ist möglich. For example, in such a method carried out in parallel and/or with a time overlap, the at least one property of the additive powder bed method considered in step b) ii) can also include at least one measured value, for example a measured value measured by at least one sensor. Thus, in particular when determining the exposure path and/or determining the at least one process parameter, at least one measured value, for example a measured value measured by at least one sensor, can also be taken into account. For example, in step b) ii) of the computer-implemented method, a thermographic measurement of the powder bed can be used when determining the exposure path, for example for an adjustment of the exposure path. It is also possible to use artificial intelligence methods, in particular machine learning, for example at least one training data set.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, das bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netzwerk das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen ausführt. Insbesondere wird ein Computerprogramm zur Durchführung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem vorgeschlagen, welches einen, mehr als einen oder sogar alle Verfahrensschritte a) bis c) automatisch durchführt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Der Computer und/oder das Computer- Netzwerk können mindestens einen Prozessor umfassen. Beispielsweise kann das Verfah- ren ganz oder teilweise auf dem Prozessor des mindestens einen Computers und/oder Computer-Netzwerks durchgeführt werden, insbesondere ohne Benutzerinteraktion. In a further aspect of the present invention, a computer program is proposed which, when run on a computer or computer network, executes the method according to the invention in one of its configurations. In particular, a computer program for carrying out the computer-implemented method for automatically determining exposure patterns is proposed, which automatically carries out one, more than one or even all method steps a) to c) when the computer program is run on a computer. The computer and/or the computer network can include at least one processor. For example, the procedure carried out entirely or partially on the processor of the at least one computer and/or computer network, in particular without user interaction.

Weiterhin wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln vorgeschlagen, um das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer- Netzwerk ausgeführt wird. Insbesondere können die Programmcode-Mittel auf einem computerlesbaren Datenträger und/oder einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein. Furthermore, within the scope of the present invention, a computer program with program code means is proposed in order to carry out the method according to the invention in one of its configurations when the program is run on a computer or computer network. In particular, the program code means can be stored on a computer-readable data carrier and/or a computer-readable storage medium.

Der Begriffe „computerlesbarer Datenträger“ und „computerlesbares Speichermedium“, wie sie hier verwendet werden, können sich insbesondere auf nicht-transitorische Datenspeicher beziehen, beispielsweise ein Hardware-Datenspeichermedium, auf welchem computer-ausführbare Instruktionen gespeichert sind. Der computerlesbare Datenträger oder das computerlesbare Speichermedium können insbesondere ein Speichermedium wie ein Random- Access Memory (RAM) und/oder ein Read-Only Memory (ROM) sein oder umfassen. As used herein, the terms "computer-readable data carrier" and "computer-readable storage medium" may refer in particular to non-transitory data storage, for example a hardware data storage medium on which computer-executable instructions are stored. The computer-readable data carrier or the computer-readable storage medium can in particular be or include a storage medium such as a random access memory (RAM) and/or a read-only memory (ROM).

Außerdem wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Datenträger vorgeschlagen, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, die nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzwerkes, beispielsweise auf einem Server, das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen ausführen kann. In addition, within the scope of the present invention, a data carrier is proposed on which a data structure is stored which, after loading into a working memory and/or main memory of a computer or computer network, for example on a server, executes the method according to the invention in one of its configurations can.

Auch wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln vorgeschlagen, um das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird. A computer program product with program code means stored on a machine-readable carrier is also proposed within the scope of the present invention in order to carry out the method according to the invention in one of its configurations when the program is executed on a computer or computer network.

Dabei wird unter einem Computer-Programmprodukt das Programm als handelbares Produkt verstanden. Es kann grundsätzlich in beliebiger Form vorliegen, so zum Beispiel auf Papier oder einem computerlesbaren Datenträger und kann insbesondere über ein Datenübertragungsnetz verteilt werden. A computer program product is understood as the program as a tradable product. In principle, it can be in any form, for example on paper or on a computer-readable data medium, and can be distributed in particular via a data transmission network.

Alternativ oder zusätzlich kann unter dem Computerprogramm-Produkt das Programm als handelbares Produkt verstanden werden, welches beispielsweise als Datenstruktur auf einem Computemetzwerk gespeichert ist und/oder vorliegt, insbesondere auf einem Server, und von diesem bereitgestellt wird. So kann beispielsweise von einem Computer und/oder Computer-Netzwerk auf das auf dem Server vorliegende, beispielsweise als Datenstruktur gespeicherte, Programm zugegriffen werden. Der Server kann dabei beispielsweise ein lokaler Server sein, also einem lokalen Netzwerk zugeordnet sein. Alternativ kann der Server auch ein entfernter Server sein, beispielsweise ein Server der außerhalb des Computers oder Computer-Netzwerks angeordnet ist von de auf das Programm zugegriffen werden kann. Insbesondere kann der Server beispielsweise mindestens ein Serversystem mit einer Vielzahl von Servern und/oder mindestens einen Cloud-Server oder eine Cloud- Computing-Infrastruktur umfassen. Alternatively or additionally, the computer program product can be understood as the program as a tradable product which is stored and/or is available, for example, as a data structure on a computer network, in particular on a server, and provided by it. For example, the program present on the server, for example stored as a data structure, can be accessed from a computer and/or computer network. The server can be a local server, for example, ie assigned to a local network. Alternatively, the server can also be a remote server, for example a server which is arranged outside the computer or computer network from which the program can be accessed. In particular, the server can include, for example, at least one server system with a large number of servers and/or at least one cloud server or a cloud computing infrastructure.

Beispielsweise kann es möglich sein, dass ein Nutzer und/oder Kunde, insbesondere von einem Computer und/oder Computer-Netzwerk aus, den Server anweist das Programm auszuführen und damit das computerimplementierte Verfahren nach einer der beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Beispielsweise können von dem Nutzer und/oder Kunde insbesondere Eingangsdaten, beispielsweise das CAD-Modell und die mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens, für die Durchführen des Verfahrens zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise hochgeladen werden. Auch weitere Informationen, wie beispielsweise Informationen über eine für das additive Pulverbettverfahren verwendete Maschine und/oder ein zu verwendender Werkstoff, können von dem Nutzer und/oder Kunden als Eingangsdaten zur Verfügung gestellt werden. Auch eine Angabe von Zielen, insbesondere von Optimierungszielen, beispielsweise eine geringe Eigenspannung, hohe Geometrietreue oder schnelle Fertigung, können als Eingangsdaten zur Verfügung gestellt werden. Das computerimplementierte Verfahren kann dann insbesondere ohne Benutzerinteraktion auf dem Server durchgeführt werden. Die durch das computerimplementierte Verfahren erzeugten Ausgangsdaten, insbesondere das mindestens eine Belichtungsmuster, kann anschließend dem Nutzer und/oder Kunden zur Verfügung gestellt werden. For example, it may be possible for a user and/or customer, in particular from a computer and/or computer network, to instruct the server to run the program and thus to carry out the computer-implemented method according to one of the described embodiments. For example, input data, for example the CAD model and the at least one property of the additive powder bed method, can be made available, for example uploaded, by the user and/or customer for carrying out the method. Additional information, such as information about a machine used for the additive powder bed process and/or a material to be used, can also be made available by the user and/or customer as input data. An indication of goals, in particular optimization goals, for example low internal stress, high geometric accuracy or fast production, can also be made available as input data. The computer-implemented method can then be carried out on the server in particular without user interaction. The output data generated by the computer-implemented method, in particular the at least one exposure pattern, can then be made available to the user and/or customer.

Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein moduliertes Datensignal vorgeschlagen, welches von einem Computersystem oder Computernetzwerk ausführbare Instruktionen zum Ausführen eines Verfahrens nach einer der beschriebenen Ausführungsformen enthält. Finally, within the scope of the present invention, a modulated data signal is proposed, which contains instructions that can be executed by a computer system or computer network for executing a method according to one of the described embodiments.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die nachfolgend näher genannten Schritte. Diese Schritte können in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden. Auch eine andere Reihenfolge ist jedoch grundsätzlich möglich. Weiterhin können zwei oder mehr der genannten Verfahrensschritte zeitlich überlappend oder gleichzeitig durchgeführt werden. Weiterhin können einer oder mehrere der genannten Verfahrensschritte einfach oder auch wiederholt durchgeführt werden. Das Verfahren kann über die genannten Schritte hinaus weitere Verfahrensschritte umfassen, welche nicht genannt sind. In a further aspect of the present invention, a method for producing at least one component in an additive powder bed method using at least one exposure pattern determined automatically is proposed. The method includes the steps detailed below. These steps can be done in the order listed be performed. However, a different sequence is also possible in principle. Furthermore, two or more of the method steps mentioned can be carried out with a time overlap or at the same time. Furthermore, one or more of the process steps mentioned can be carried out once or else repeatedly. In addition to the steps mentioned, the method can comprise further method steps which are not mentioned.

Das Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: The manufacturing process includes the following steps:

I. automatisiertes Bestimmen des mindestens einen Belichtungsmusters unter Verwendung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem entsprechend der vorliegenden Erfindung, beispielsweise gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausgestaltungen und/oder gemäß einer oder mehrerer der nachfolgend noch näher beschriebenen Ausgestaltungen; I. automated determination of the at least one exposure pattern using the computer-implemented method for automated determination of exposure patterns according to the present invention, for example according to one or more of the embodiments described above and/or according to one or more of the embodiments described in more detail below;

II. Steuern eines Belichtungsstrahls, insbesondere eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls, durch Strahlpositionsdaten des Belichtungsmusters. II. Controlling an exposure beam, in particular a laser beam or an electron beam, by beam position data of the exposure pattern.

Insbesondere ist es möglich, dass das computerimplementierte Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern parallel und/oder zeitlich überlappend zu der schichtweisen Herstellung des mindestens einen Bauteils im additiven Pulverbettverfahren durchgeführt wird. So können insbesondere die Schritte I. und II. parallel und/oder zeitlich überlappend durchgeführt werden. In particular, it is possible for the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns to be carried out in parallel and/or with a time overlap with the layered production of the at least one component using the additive powder bed method. In particular, steps I and II can be carried out in parallel and/or with a time overlap.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Berechnungsvorrichtung zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren vorgeschlagen. Der Begriff „Berechnungsvorrichtung“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine beliebige Vorrichtung beziehen, welche der Bestimmung von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren dient. Die Berechnungsvorrichtung ist eingerichtet, um das computerimplementierte Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern entsprechend der vorliegenden Erfindung, beispielsweise gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausgestaltungen und/oder gemäß einer oder mehrerer der nachfolgend noch näher beschriebenen Ausgestaltungen, durchzuführen. Die Berechnungsvorrichtung umfasst: mindestens eine Schneideeinheit, wobei die Schneideeinheit eingerichtet ist, um zumindest Schritt a) des computerimplementierten Verfahrens durchzufuhren, insbesondere, um das CAD-Modell in eine endliche Anzahl von Schichten zu schneiden. mindestens eine Pfadbestimmungseinheit, wobei die Pfadbestimmungseinheit eingerichtet ist, um zumindest Schritt b) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen, insbesondere, um für jede Schicht einen Belichtungspfad zu bestimmen; mindestens eine Musterbestimmungseinheit, wobei die Musterbestimmungseinheit eingerichtet ist, um zumindest Schritt c) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen, insbesondere, um aus den für jede Schicht bestimmten Belichtungspfaden mindestens ein Belichtungsmuster zu bestimmen. In a further aspect of the present invention, a calculation device for the automated determination of exposure patterns for the layered production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed method is proposed. The term "computing device" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to any device which is used to determine exposure patterns for the layered production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed process. The calculation device is set up to carry out the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns according to the present invention, for example according to one or more of the configurations described above and/or according to one or more of the configurations described in more detail below. The calculation device comprises: at least one cutting unit, the cutting unit being set up to carry out at least step a) of the computer-implemented method, in particular to cut the CAD model into a finite number of layers. at least one path determination unit, wherein the path determination unit is set up to carry out at least step b) of the computer-implemented method, in particular to determine an exposure path for each layer; at least one pattern determination unit, wherein the pattern determination unit is set up to carry out at least step c) of the computer-implemented method, in particular to determine at least one exposure pattern from the exposure paths determined for each layer.

Insbesondere kann die Berechnungsvorrichtung eingerichtet sein, um Informationen und/oder Daten zwischen der Schneideeinheit und der Pfadbestimmungseinheit zu übergeben und/oder auszutauschen. So kann beispielsweise mindestens eine Information zu mindestens einer der in der Schneideeinheit geschnittenen Schichten, zum Beispiel als Ergebnis des Schritts a) des computerimplementierten Verfahrens, von der Schneideeinheit an die Pfadbestimmungseinheit übergeben werden. Weiterhin kann die Berechnungsvorrichtung eingerichtet sein, um Informationen und/oder Daten zwischen der Pfadbestimmungseinheit und der Musterbestimmungseinheit zu übergeben und/oder auszutauschen. So kann beispielsweise mindestens eine Information zu mindestens einem der in der Pfadbestimmungseinheit bestimmten Belichtungspfade, zum Beispiel als Ergebnis des Schritts d) des computerimplementierten Verfahrens, von der Pfadbestimmungseinheit an die Musterbestimmungseinheit übergeben werden. In particular, the calculation device can be set up to transfer and/or exchange information and/or data between the cutting unit and the path determination unit. For example, at least one piece of information about at least one of the slices cut in the cutting unit can be transferred from the cutting unit to the path determination unit, for example as a result of step a) of the computer-implemented method. Furthermore, the calculation device can be set up to transfer and/or exchange information and/or data between the path determination unit and the pattern determination unit. For example, at least one piece of information about at least one of the exposure paths determined in the path determination unit can be transferred from the path determination unit to the pattern determination unit, for example as a result of step d) of the computer-implemented method.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Herstellungsvorrichtung zur schichtweisen Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters vorgeschlagen. Der Begriff „Herstellungsvorrichtung“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine beliebige Vorrichtung beziehen, welche der schichtweisen Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren dient. So kann die Herstellungsvorrichtung beispielsweise mindestens ein Pulverbett und ein Pulverreservoir umfassen. Weiterhin kann die Herstellungsvorrichtung mindestens eine Dosiervorrichtung, beispielsweise einen Rakel, zum Erzeugen und/oder Aufträgen einer Pulverschicht in dem Pulverbett, beispielsweise in mindestens einem Bauraum, umfassen, wobei für die Pulverschicht das pulverförmige Material aus dem Pulverreservoir verwendet werden kann. In a further aspect of the present invention, a production device for the layer-by-layer production of at least one component in an additive powder bed process using at least one automatically determined exposure pattern is proposed. The term "manufacturing apparatus" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to any device which is used for the layered production of at least one component in an additive powder bed process. For example, the production device can comprise at least one powder bed and one powder reservoir. Furthermore, the production device can have at least one dosing device, for example a doctor blade, for generating and/or applying a powder layer in the powder bed, for example in at least one installation space, wherein the powdered material from the powder reservoir can be used for the powder layer.

Die Herstellungsvorrichtung ist eingerichtet, um mindestens ein Bauteil in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters herzustellen, wobei das Belichtungsmuster bestimmt ist unter Verwendung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem entsprechend der vorliegenden Erfindung, beispielsweise gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausgestaltungen und/oder gemäß einer oder mehrerer der nachfolgend noch näher beschriebenen Ausgestaltungen. The manufacturing device is set up to produce at least one component in an additive powder bed method using at least one automatically determined exposure pattern, the exposure pattern being determined using the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns according to the present invention, for example according to one or more of the configurations described above and/or according to one or more of the configurations described in more detail below.

Die Herstellungsvorrichtung umfasst mindestens eine Belichtungseinheit zum Erzeugen mindestens eines Belichtungsstrahls. Der Begriff „Belichtungseinheit“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine beliebige Einheit beziehen, beispielsweise auf eine aus mehreren Bauteilen bestehende Einheit, welche der Erzeugung und/oder Ausrichtung mindestens eines Strahls dient, beispielsweise eines Belichtungsstrahls, insbesondere eines hochenergetischen Strahls, zum Beispiel eines Laserstrahls und/oder Elektronenstrahls. So kann insbesondere die Belichtungseinheit beispielsweise einen oder mehrere Laserscanner und/oder Laserquellen umfassen. The production device comprises at least one exposure unit for generating at least one exposure beam. The term "exposure unit" as used herein is a broad term which should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, refer in particular to any unit, for example a unit consisting of several components, which is used to generate and/or align at least one beam, for example an exposure beam, in particular a high-energy beam, for example a laser beam and /or electron beam. In particular, the exposure unit can include one or more laser scanners and/or laser sources, for example.

Weiterhin umfasst die Herstellungsvorrichtung mindestens eine Steuerungseinheit zum Steuern des Belichtungsstrahls entsprechend der Strahlpositionsdaten des Belichtungsmusters. Der Begriff „Steuerungseinheit“ wie er hier verwendet wird, ist ein weiter Begriff, dem seine gewöhnliche und gängige Bedeutung beigemessen werden soll, wie der Fachmann sie versteht. Der Begriff ist nicht beschränkt auf eine spezielle oder angepasste Bedeutung. Der Begriff kann, ohne Beschränkung, sich insbesondere auf eine beliebige Einheit beziehen, welche der Steuerung und/oder Lenkung mindestens einer Relativbewegung zwischen dem mindestens einem Pulverbett, beispielsweise mindestens einer in einem Bauraum vorhandene Pulverschicht, und des mindestens einen durch die Belichtungseinheit erzeugten Strahls dient. Insbesondere kann die Steuerungseinheit eingerichtet sein, Signale, beispielsweise Steuerungssignale, an die Belichtungseinheit zu senden und/oder von der Belichtungseinheit zu empfangen. Insbesondere kann die Steuerungseinheit beispielsweise eine Anlagensteuerung sein. So kann die Steuerungseinheit beispielsweise ein- gerichtet sein, um einen oder mehrere Laserscanner und/oder Laserquellen zu regeln und/oder zu steuern, insbesondere anzusteuem. Furthermore, the production device comprises at least one control unit for controlling the exposure beam according to the beam position data of the exposure pattern. The term "control unit" as used herein is a broad term that should be given its ordinary and current meaning as understood by those skilled in the art. The term is not limited to any specific or adapted meaning. The term can, without limitation, relate in particular to any unit which is used to control and/or direct at least one relative movement between the at least one powder bed, for example at least one powder layer present in a construction space, and the at least one beam generated by the exposure unit . In particular, the control unit can be set up to send signals, for example control signals, to the exposure unit and/or to receive them from the exposure unit. In particular, the control unit can be a system controller, for example. For example, the control unit can be directed to regulate and / or control one or more laser scanners and / or laser sources, in particular to drive.

Beispielsweise kann insbesondere die Steuerungseinheit und/oder die Belichtungseinheit eingerichtet sein, um mit dem Belichtungsstrahl den mindestens einen Belichtungspfad nachzufahren und/oder zu verfolgen. Insbesondere können die Steuerungseinheit und/oder die Belichtungseinheit eingerichtet sein, um mit dem Belichtungsstrahl einen Belichtungspfad nachzufahren und/oder zu verfolgen, der frei von Knicken ist, beispielsweise eine Cl- Kontinuität aufweist. So können die Steuerungseinheit und/oder die Belichtungseinheit insbesondere eingerichtet sein, um mit dem Belichtungsstrahl einen Belichtungspfad nachzufahren und/oder zu verfolgen, der über einen oder mehrere von Splines, Radien, NURBS, Polynome, oder Kombinationen daraus, beschrieben ist. For example, in particular the control unit and/or the exposure unit can be set up to track and/or track the at least one exposure path with the exposure beam. In particular, the control unit and/or the exposure unit can be set up to track and/or follow an exposure path with the exposure beam that is free of kinks, for example has a Cl continuity. Thus, the control unit and/or the exposure unit can be set up in particular to trace and/or follow an exposure path with the exposure beam, which is described by one or more of splines, radii, NURBS, polynomials, or combinations thereof.

Die Herstellungsvorrichtung kann weiterhin mindestens eine Pfadbestimmungseinheit und eine Musterbestimmungseinheit umfassen. So kann die Herstellungsvorrichtung beispielsweise eingerichtet sein, um zumindest die Schritte b) und c) des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern entsprechend der vorliegenden Erfindung, beispielsweise gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausgestaltungen und/oder gemäß einer oder mehrerer der nachfolgend noch näher beschriebenen Ausgestaltungen, durchzuführen. Insbesondere kann die Pfadbestimmungseinheit, wie beispielsweise oben in Zusammenhang mit der Berechnungsvorrichtung beschrieben, eingerichtet sein, um zumindest Schritt b) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen, insbesondere, um für jede Schicht einen Belichtungspfad zu bestimmen. Insbesondere kann die Musterbestimmungseinheit, wie beispielsweise oben in Zusammenhang mit der Berechnungsvorrichtung beschrieben, eingerichtet sein, um zumindest Schritt c) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen, insbesondere, um aus den für jede Schicht bestimmten Belichtungspfaden mindestens ein Belichtungsmuster zu bestimmen. The manufacturing apparatus may further include at least a path determination unit and a pattern determination unit. For example, the production device can be set up to carry out at least steps b) and c) of the computer-implemented method according to the invention for the automated determination of exposure patterns according to the present invention, for example according to one or more of the configurations described above and/or according to one or more of the following configurations described in more detail to perform. In particular, the path determination unit, as described above in connection with the calculation device, can be set up to carry out at least step b) of the computer-implemented method, in particular to determine an exposure path for each layer. In particular, the pattern determination unit, as described above in connection with the calculation device, can be set up to carry out at least step c) of the computer-implemented method, in particular to determine at least one exposure pattern from the exposure paths determined for each layer.

Insbesondere kann die Herstellungsvorrichtung beispielsweise weiterhin mindestens einen Sensor umfassen. Beispielsweise kann ein Messwert des Sensors in einer parallel und/oder zeitlich überlappenden Durchführung des computerimplementierten Verfahrens zur Bestimmung des Belichtungsmusters berücksichtigt werden. So kann die Pfadbestimmungseinheit eingerichtet sein, um insbesondere in Schritt b) ii) den mindestens einen Messwert als Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens zu berücksichtigen, beispielsweise den von dem mindestens einem Sensor gemessenen Messwert. Zum Beispiel kann ein Bestimmen des Belichtungsmusters und/oder des mindestens einen Belichtungspfads, insbesonde- re eine lokale Anpassung von Scanpfaden, beispielsweise auch ein Bestimmen von mindestens einem Prozessparameter, das Berücksichtigen mindestens eines Messwerts des Sensors, beispielsweise mindestens eines aktuellen Messwertes, umfassen. In particular, the production device can, for example, further comprise at least one sensor. For example, a measured value of the sensor can be taken into account in a parallel and/or temporally overlapping execution of the computer-implemented method for determining the exposure pattern. The path determination unit can be set up to take into account the at least one measured value as a property of the additive powder bed method, for example the measured value measured by the at least one sensor, in particular in step b) ii). For example, determining the exposure pattern and/or the at least one exposure path, in particular re include a local adaptation of scan paths, for example also a determination of at least one process parameter, taking into account at least one measured value of the sensor, for example at least one current measured value.

Die Herstellungsvorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, um das Herstellungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung durchzuführen, beispielsweise gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausgestaltungen und/oder gemäß einer oder mehrerer der nachfolgend noch näher beschriebenen Ausgestaltungen des Herstellungsverfahrens. The production device can be set up in particular to carry out the production method according to the present invention, for example according to one or more of the configurations described above and/or according to one or more of the configurations of the production method described in more detail below.

Das vorgeschlagene computerimplementierte Verfahren, das vorgeschlagene Computerprogramm, das vorgeschlagene Herstellungsverfahren, die vorgeschlagene Berechnungsvorrichtung sowie die vorgeschlagene Herstellungsvorrichtung weisen gegenüber bekannten Verfahren und Vorrichtungen der genannten Art zahlreiche Vorteile auf. Insbesondere können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen im Vergleich zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen geeignet sein, eine Prozessstabilität zu erhöhen und eine Bauteilqualität zu steigern. The proposed computer-implemented method, the proposed computer program, the proposed manufacturing method, the proposed calculation device and the proposed manufacturing device have numerous advantages over known methods and devices of the type mentioned. In particular, compared to known methods and devices, the proposed methods and devices can be suitable for increasing process stability and improving component quality.

Insbesondere kann es möglich sein, dass mechanisch-technologische Eigenschaften des mindestens einen Bauteils durch die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen, beispielsweise durch ein Anpassen der Belichtungspfade und Belichtungsmuster an eine Bauteilgeometrie, im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren verbessert werden. In particular, it may be possible for mechanical-technological properties of the at least one component to be improved by the proposed methods and devices, for example by adapting the exposure paths and exposure patterns to a component geometry, compared to conventional devices and methods.

Insbesondere können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen geeignet sein im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen und Verfahren Eigenspannungen der Bauteile, insbesondere herstellungsbedingte Eigenspannungen, gezielt zu beeinflussen, beispielsweise durch eine gezielte räumliche und/oder zeitliche Wärmeeinbringung, während der Herstellung des Bauteils. So können es die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen und Verfahren ermöglichen eine Reihenfolge der Wärmeeinbringung zu steuern, beispielsweise bewusst eine Reihenfolge wählen, zum Beispiel eine Verteilung der Wärmeeinbringung von innen nach außen, von außen nach innen oder gleichmäßig erzeugen. Insbesondere kann es möglich sein Eigenspannungen der Bauteile insbesondere herstellungsbedingte Eigenspannungen durch die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen zu reduzieren. Dies kann insbesondere durch eine verbesserte Energieverteilung erreicht werden, beispielsweise durch eine großflächigere Verteilung einer eingebrachten Laserenergie und/oder über eine verlängerte Einwirkdauer. Insbeson- dere können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen durch ein Bestimmen einer Vielzahl von Belichtungsabschnitten, beispielsweise kurze Belichtungsabschnitte im Vergleich zu einem Durchmesser der Schicht, zum Beispiel einzelne kleinere Scanpfade, anstelle von einem Bestimmen weniger Belichtungsabschnitte, beispielsweise langer Belichtungsabschnitte im Vergleich zu einem Durchmesser der Schicht, eine Reduktion von Eigenspannungen bewirken im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen und Verfahren. Alternativ können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen jedoch auch geeignet sein um gezielt Eigenspannungen zu erzeugen, beispielsweise Druckeigenspannungen. So können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen insbesondere geeignet sein Druckeigenspannungen in einem Außenbereich des Bauteils, beispielsweise Druckeigenspannungen an einer Oberfläche des Bauteils, zu erhöhen, zum Beispiel, um mindestens eine Eigenschaft des Bauteils zu beeinflussen, beispielsweise eine Dauerfestigkeit des Bauteils zu steigern und/oder zu erhöhen. In particular, the proposed methods and devices can be suitable, compared to known devices and methods, for specifically influencing internal stresses in the components, in particular production-related internal stresses, for example through a specific spatial and/or temporal introduction of heat during the production of the component. In comparison to known devices and methods, the proposed methods and devices can make it possible to control a sequence of the heat input, for example consciously select a sequence, for example to distribute the heat input from the inside to the outside, from the outside to the inside or to generate it uniformly. In particular, it may be possible to reduce internal stresses in the components, in particular production-related internal stresses, using the proposed methods and devices. This can be achieved in particular by improved energy distribution, for example by distributing an introduced laser energy over a larger area and/or over a longer exposure time. in particular Alternatively, the proposed methods and devices can be used by determining a large number of exposure sections, e.g. short exposure sections compared to a diameter of the layer, e.g. individual smaller scan paths, instead of determining fewer exposure sections, e.g. long exposure sections compared to a diameter of the layer. bring about a reduction in residual stresses, in contrast to known devices and methods. Alternatively, however, the proposed methods and devices can also be suitable for specifically generating residual stresses, for example residual compressive stresses. The proposed methods and devices can be particularly suitable for increasing residual compressive stresses in an outer area of the component, for example residual compressive stresses on a surface of the component, for example in order to influence at least one property of the component, for example to increase the fatigue strength of the component and/or to increase.

Die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen können beispielsweise eine Wirtschaftlichkeit der Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren verbessern. So können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen beispielsweise höhere Belichtungsgeschwindigkeiten, insbesondere höhere Geschwindigkeiten bei einem Abfahren der Belichtungspfade und/oder Belichtungsmuster ermöglichen. Insbesondere kann es möglich sein, dass die vorgeschlagenen Vorrichtungen und Verfahren höhere Geschwindigkeiten ermöglichen, ohne dass dabei die aus herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren bekannten Prozessfehler wie beispielsweise Aufwirbelung von Metallpulver, Hooping, Instabiles Schmelzbad, Keyhole-Poren oder Ähnliches auftreten. The proposed methods and devices can, for example, improve the economics of producing at least one component in an additive powder bed method compared to known devices and methods. For example, the proposed methods and devices can enable higher exposure speeds, in particular higher speeds when traversing the exposure paths and/or exposure patterns. In particular, it may be possible for the proposed devices and methods to enable higher speeds without the process errors known from conventional devices and methods, such as whirling up of metal powder, hooping, an unstable melt pool, keyhole pores or the like, occurring.

Weiterhin können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen im Vergleich zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen beispielsweise eine Prozessstabilität und/oder Prozesssicherheit erhöhen. So kann beispielsweise ein Bestimmen von Belichtungsmustern unmittelbar durch die Herstellungsvorrichtung selbst eine Steigerung der Prozessstabilität und/oder der Prozesssicherheit bewirken. Insbesondere können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen geeignet sein, Überschwinger des Strahls in der Herstellung, beispielsweise bei der Ausführung der Belichtung, und/oder große Datenmengen zu reduzieren und/oder zu vermeiden. Beispielsweise können die vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen im Vergleich zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen eine feinere Diskretisierung ermöglichen. Furthermore, the proposed methods and devices can, for example, increase process stability and/or process reliability in comparison to known methods and devices. For example, determining exposure patterns directly by the production device itself can bring about an increase in process stability and/or process reliability. In particular, the proposed methods and devices can be suitable for reducing and/or avoiding beam overshoots during production, for example when carrying out the exposure, and/or large amounts of data. For example, the proposed methods and devices can enable finer discretization compared to known methods and devices.

Kurze Beschreibung der Figuren Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, insbesondere in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugszif- fem in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder fünktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Brief description of the figures Further details and features emerge from the following description of exemplary embodiments, in particular in connection with the dependent claims. The respective features can be implemented individually or in combination with one another. The invention is not limited to the exemplary embodiments. The exemplary embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numerals in the individual figures designate elements that are the same or have the same function, or elements that correspond to one another in terms of their functions.

Im Einzelnen zeigen: Show in detail:

Figuren la und 1b Flussdiagramme von Ausführungsbeispielen eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern; FIGS. 1a and 1b flowcharts of exemplary embodiments of a computer-implemented method for automatically determining exposure patterns;

Figuren 2a bis 2c Illustrationen eines Ausführungsbeispiels einer Schicht eines CAD- Modells eines Bauteils nach Durchführung verschiedener Schritte des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern in einer Draufsicht; FIGS. 2a to 2c illustrations of an exemplary embodiment of a layer of a CAD model of a component after various steps of the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns have been carried out in a top view;

Figuren 3a bis 3c eine Illustration einer Durchführung von Schritt b) eines Ausführungsbeispiels eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern; und FIGS. 3a to 3c an illustration of an implementation of step b) of an exemplary embodiment of a computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns; and

Figuren 4a bis 6b Illustrationen von verschiedenen Ausführungsbeispielen von Schritt b) ii) eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern; FIGS. 4a to 6b show illustrations of different exemplary embodiments of step b) ii) of a computer-implemented method for automatically determining exposure patterns;

Figur 7 eine Illustration eines Ausführungsbeispiels von Schritt b) ii) eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern mit Hatchab ständen; FIG. 7 is an illustration of an embodiment of step b) ii) of a computer-implemented method for automatically determining exposure patterns with hatch spacings;

Figur 8 ein Ausführungsbeispiel einer Berechnungsvorrichtung zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem in einer schematischen Darstellung; Figur 9 ein weiteres Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern; FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a calculation device for the automated determination of exposure patterns in a schematic representation; FIG. 9 shows a further flow chart of an embodiment of a computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns;

Figur 10 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zurFigure 10 is a flow chart of an embodiment of a method for

Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters; und Production of at least one component in an additive powder bed process using at least one automatically determined exposure pattern; and

Figur 11 ein Ausführungsbeispiel einer Herstellungsvorrichtung zur schichtweisen Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters in einer schematischen Darstellung. FIG. 11 shows an exemplary embodiment of a production device for the layered production of at least one component in an additive powder bed method using at least one automatically determined exposure pattern in a schematic representation.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the exemplary embodiments

Die Figuren werden gemeinsam beschrieben. Figur la zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 110) Schneiden des CAD-Modells in eine endliche Anzahl von Schichten 122; b) (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 112) Bestimmen von mindestens einem Belichtungspfad 124 für jede Schicht 122, wobei der Belichtungspfad 124 Strahlpositionsdaten aufweist für die Steuerung eines Belichtungsstrahls 126 in dem additiven Pulverbettverfahren, wobei das Bestimmen des Belichtungspfads 124 umfasst: i) (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 114) Erstellen und Lösen einer partiellen Differentialgleichung und/oder eines Funktionals und/oder eines Eigenwertproblems, umfassend ein Diskretisieren der Schicht 122, wobei einem Rand 128 der Schicht 122 mindestens eine Randbedingung zugewiesen wird, und Erzeugen mindestens einer Lösungsfunktion 130; ii) (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 116) Bestimmen des Belichtungspfads 124 aus der mindestens einen Lösungsfunktion 130, wobei mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens berücksichtigt wird; c) (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 120) Bestimmen mindestens eines Belichtungsmusters aus den Belichtungspfaden 124 der Schichten 122. Figur 1b zeigt ein weiteres Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren, wobei der Schritt ii) (116) mindesten zwei Teilschritte umfassen kann: ii) 1. (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 117) Bestimmen eines Vektorfelds (132) aus der mindestens einen Lösungsfunktion (130); und ii) 2. (gekennzeichnet durch Bezugszeichen (118) Bestimmen des Belichtungspfads (124) aus dem Vektorfeld (132) unter Berücksichtigung der mindestens einen Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens. The figures are described together. FIG. 1a shows a flow chart of an exemplary embodiment of a computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns for the layered production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed method. The method comprises the following steps: a) (indicated by reference numeral 110) slicing the CAD model into a finite number of slices 122; b) (identified by reference numeral 112) determining at least one exposure path 124 for each layer 122, the exposure path 124 having beam position data for the control of an exposure beam 126 in the additive powder bed process, wherein determining the exposure path 124 comprises: i) (identified by reference numerals 114) Creating and solving a partial differential equation and/or a functional and/or an eigenvalue problem, comprising discretizing the layer 122, with an edge 128 of the layer 122 being assigned at least one boundary condition, and generating at least one solution function 130; ii) (identified by reference numeral 116) determining the exposure path 124 from the at least one solution function 130, taking into account at least one property of the additive powder bed method; c) (identified by reference numeral 120) determining at least one exposure pattern from the exposure paths 124 of the layers 122. Figure 1b shows another flow chart of an embodiment of a computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns for the layer-by-layer production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed method, wherein step ii) (116) can include at least two sub-steps: ii ) 1. (identified by reference numeral 117) determining a vector field (132) from the at least one solution function (130); and ii) 2. (identified by reference numeral (118) determining the exposure path (124) from the vector field (132) taking into account the at least one property of the additive powder bed process.

Das Belichtungsmuster kann ein Ablaufplan für die schichtweise Herstellung mindestens eines vollständigen Bauteils sein. Insbesondere kann das Belichtungsmuster ein Ergebnis einer Produktions- und/Belichtungsplanung sein. Beispielsweise kann basierend auf dem Belichtungsmuster das mindestens eine Bauteil in dem additiven Pulverbettverfahren vollständig herstellbar sein. Das Belichtungsmuster kann beispielsweise ein Datensatz aus Belichtungspfaden 124 für eine endliche Anzahl an Schichten 122 des Bauteils sein, wobei jede Schicht 122 des Bauteils eine vordefinierte Dicke s aufweisen kann. The exposure pattern can be a flow chart for the layer-by-layer production of at least one complete component. In particular, the exposure pattern can be a result of production and/or exposure planning. For example, based on the exposure pattern, the at least one component can be completely produced in the additive powder bed process. The exposure pattern can be, for example, a data set of exposure paths 124 for a finite number of layers 122 of the device, where each layer 122 of the device can have a predefined thickness s.

Figur 2a zeigt eine Draufsicht auf eine derartige Schicht 122 des CAD-Modells eines Bauteils wie sie beispielsweise nach Durchführen des Schritts a) des Verfahrens vorliegen kann. Insbesondere ist eine Schicht 122 mit einem Rand 128 gezeigt, wobei die Schicht 122 beispielsweise in einem Bauraum 134 angeordnet sein kann. Das Erstellen und Lösen der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals in Schritt b) i) kann auf einem Berechnungsgebiet durchgeführt werden, welches die Schicht 122, insbesondere eine Schnittfläche des mindestens einen Bauteils, sowie weiterhin einen Querschnitt des Bauraums 134 umfasst, wobei die Schicht 122 vorzugsweise in dem Bauraum 134 angeordnet ist. Eine Diskretisierung eines derartigen Berechnungsgebiets, insbesondere der Schicht 122, ist beispielhaft in Figur 2b dargestellt, wobei eine Verwendung der Finite- Differenzen-Methode gezeigt ist. Alternativ kann das Erstellen und Lösen der partiellen Differentialgleichung und/oder des Funktionals in Schritt b) i) auf einem Berechnungsgebiet durchgeführt werden, welches auf die Schicht 122 begrenzt ist, also insbesondere keine das Bauteil umgebenden Bereiche des Bauraums und/oder Pulverbetts umfasst. Eine Diskretisierung eines derartigen Berechnungsgebiets, insbesondere ein auf die Schicht 122 begrenztes Berechnungsgebiet, ist beispielhaft in Figur 2c dargestellt, wobei eine Verwen- dung der Finite-Elemente-Methode gezeigt ist. Auch andere Berechnungsgebiete, beispielsweise Berechnungsgebiete mit mehreren Bauteilen, hier nicht gezeigt, sind möglich. FIG. 2a shows a plan view of such a layer 122 of the CAD model of a component as can be present, for example, after step a) of the method has been carried out. In particular, a layer 122 with an edge 128 is shown, it being possible for the layer 122 to be arranged in a construction space 134, for example. The creation and solving of the partial differential equation and/or the functional in step b) i) can be carried out on a calculation area which comprises layer 122, in particular a cut surface of the at least one component, and also a cross section of installation space 134, the layer 122 is preferably arranged in the installation space 134. A discretization of such a calculation area, in particular layer 122, is shown by way of example in FIG. 2b, in which use of the finite difference method is shown. Alternatively, the creation and solving of the partial differential equation and/or the functional in step b) i) can be carried out in a calculation area that is limited to layer 122, i.e. in particular does not include any areas of the construction space and/or powder bed surrounding the component. A discretization of such a calculation area, in particular a calculation area limited to layer 122, is shown as an example in FIG. tion of the finite element method is shown. Other calculation areas, for example calculation areas with several components, not shown here, are also possible.

Die Belichtungspfade 124 für jede Schicht 122 werden in Schritt b) des Verfahrens bestimmt, wobei in Schritt i) eine Lösungsfunktion 130 erzeugt wird, aus der dann in Schritt ii) der Belichtungspfad 124 bestimmt wird. Eine Illustration einer beispielhaften teilweisen Durchführung von Schritt b) ist in den Figuren 3a bis 3c gezeigt. Insbesondere ist in Figur 3a eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Lösungsfunktion 130, also eines Ergebnisses und/oder Ausgangsdaten des Schritts b) i), gezeigt. Insbesondere ist eine beispielhafte Lösungsfunktion 130 für eine Schicht 122 gezeigt, wobei für den Rand 128 der Schicht 122 eine Randbedingung von a = 0 vorgegeben wurde. Figur 3b zeigt eine Seitenansicht der Lösungsfunktion 130, bei der die Isolinien, also Linien gleicher „Höhe“, beispielsweise Linien die den gleichen Wert für a aufweisen, eingezeichnet sind. Insbesondere sind beispielhafte Isolinien gezeigt, welche aus der Lösungsfunktion 130, wie beispielsweise in Figur 3a illustriert ist, erzeugt wurden. In Figur 3c ist eine Draufsicht auf die in Figur 3b gezeigten Isolinien gezeigt. The exposure paths 124 for each layer 122 are determined in step b) of the method, with a solution function 130 being generated in step i) from which the exposure path 124 is then determined in step ii). An illustration of an exemplary partial implementation of step b) is shown in FIGS. 3a to 3c. In particular, FIG. 3a shows a perspective view of an exemplary embodiment of a solution function 130, ie a result and/or output data of step b) i). In particular, an exemplary solution function 130 for a layer 122 is shown, with a boundary condition of a=0 being specified for the edge 128 of the layer 122 . FIG. 3b shows a side view of the solution function 130, in which the isolines, that is to say lines of the same “height”, for example lines which have the same value for a, are drawn in. In particular, exemplary isolines are shown which were generated from the solution function 130, as illustrated in FIG. 3a, for example. FIG. 3c shows a plan view of the isolines shown in FIG. 3b.

Illustrationen von verschiedenen Ausführungsbeispielen von Schritt b) ii), insbesondere der Teilschritte b) ii) 1. und 2., sind in den Figuren 4a bis 6b gezeigt. Dabei zeigen die Figuren 4a, 5a und 6a beispielhafte Ausführungsformen von Vektorfeldern 132 einer Schicht 122 mit Rand 128, also Ergebnisse und/oder Ausgangsdaten von Schritt ii) L, wobei daraus bestimmte Belichtungspfade 124 jeweils in den Figuren 4b, 5b und 6b dargestellt sind, also Ergebnisse und/oder Ausgangsdaten von Schritt ii) 2. Insbesondere können die Belichtungspfade 124 jeweils aus einer Vielzahl von Belichtungsabschnitten 135 zusammengesetzt sein, wobei mindestens einer der Belichtungsabschnitte 135 ein Randpfad 137 sein kann, beispielsweise ein dem Rand 128 der Schicht 122 entsprechender Randpfad 137. Illustrations of different exemplary embodiments of step b) ii), in particular sub-steps b) ii) 1st and 2nd, are shown in FIGS. 4a to 6b. 4a, 5a and 6a show exemplary embodiments of vector fields 132 of a layer 122 with edge 128, i.e. results and/or output data from step ii) L, with exposure paths 124 determined therefrom being shown in FIGS. 4b, 5b and 6b, i.e. results and/or output data from step ii) 2. In particular, the exposure paths 124 can each be composed of a multiplicity of exposure sections 135, wherein at least one of the exposure sections 135 can be an edge path 137, for example an edge path 137 corresponding to the edge 128 of the layer 122 .

Die Belichtungsabschnitte 135 können unter Berücksichtigung von mindestens einem vordefinierten Schema zu dem Belichtungspfad 124 zusammengesetzt sein. So kann insbesondere ein Zusammensetzen des Belichtungspfads 124 aus den Belichtungsabschnitten 135 in Schritt b) ii) nach einem vordefinierten Schema, beispielsweise nach einer Berechnungsreihenfolge und/oder einer Ausführungsrichtung, durchgeführt werden. Auch andere vordefinierte Schemen sind möglich. Figur 7 zeigt eine Illustration eines Ausführungsbeispiels von Schritt b) ii) eines computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern, wobei eine Reihenfolge des Zusammensetzens von Belichtungsabschnitten 135 zu dem Belichtungspfad 124 durch eine Nummerierung der Belichtungsabschnitte 135 von 1 bis 6 illustriert ist. The exposure sections 135 can be assembled into the exposure path 124 taking into account at least one predefined scheme. In particular, the exposure path 124 can be assembled from the exposure sections 135 in step b) ii) according to a predefined scheme, for example according to a calculation sequence and/or an execution direction. Other predefined schemes are also possible. Figure 7 shows an illustration of an embodiment of step b) ii) of a computer-implemented method for automated determination of exposure patterns, wherein an order of assembling of Exposure sections 135 to the exposure path 124 is illustrated by numbering the exposure sections 135 from 1 to 6.

Wie oben bereits ausgeführt, erfolgt das Bestimmen des Belichtungspfads 124 unter Berücksichtigung mindestens einer Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens. Eine derartige Eigenschaft kann beispielsweise ein Hatchabstand sein. Eine beispielhafte Illustration von Hatchab ständen ist ebenfalls in Figur 7 gezeigt. Insbesondere kann bei der Bestimmung des Belichtungspfads 124 aus der Lösungsfunktion 130, zum Beispiel aus dem aus der Lösungsfunktion 130 ermittelten Vektorfeld 132, beispielsweise ein maximal zulässiger Hatchabstand A_max 136 berücksichtigt werden. Alternativ oder zulässig kann bei der Bestimmung des Belichtungspfads 124 aus der Lösungsfunktion 130, zum Beispiel aus dem aus der Lösungsfunktion 130 ermittelten Vektorfeld 132, beispielsweise auch ein minimal zulässiger Hatchabstand Amin 138 berücksichtigt werden. As already explained above, the exposure path 124 is determined taking into account at least one property of the additive powder bed method. Such a property can be a hatch distance, for example. An exemplary illustration of hatch gaps is also shown in FIG. In particular, when determining the exposure path 124 from the solution function 130, for example from the vector field 132 determined from the solution function 130, a maximum permissible hatch distance A _max 136 can be taken into account, for example. Alternatively or permissible, when determining the exposure path 124 from the solution function 130, for example from the vector field 132 determined from the solution function 130, a minimum permissible hatch distance Amin 138, for example, can also be taken into account.

Insbesondere können die Belichtungspfade 124 und/oder das Belichtungsmuster weiterhin mindestens eine Information über mindestens einen Prozessparameter für die schichtweise Herstellung des Bauteils im additiven Pulverbettverfahren umfassen. Das Bestimmen des mindestens einen Prozessparameters für mindestens einen Abschnitt des Belichtungspfads kann daher beispielsweise ein weiterer Verfahrensschritt b) iii) (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 140) des computerimplementierten Verfahrens sein. Ein derartiges computerimplementiertes Verfahren ist beispielhaft in Figur 9 illustriert. Das Verfahren kann auch weitere nicht gezeigte Verfahrensschritte umfassen. In particular, the exposure paths 124 and/or the exposure pattern can also include at least one piece of information about at least one process parameter for the layered production of the component in the additive powder bed process. Determining the at least one process parameter for at least one section of the exposure path can therefore be, for example, a further method step b) iii) (identified by reference number 140) of the computer-implemented method. Such a computer-implemented method is illustrated in FIG. 9 by way of example. The method can also include further method steps that are not shown.

Das computerimplementierte Verfahren kann vollständig oder teilweise unter Verwendung von Datenverarbeitungsmitteln implementiert sein, insbesondere mindestens einen Computer und/oder ein Computer-Netzwerk involvieren. Der Computer und/oder das Computer- Netzwerk können mindestens einen Prozessor umfassen, wobei der Prozessor dazu eingerichtet ist, mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens durchzuführen. Bevorzugt wird jeder der Verfahrensschritte jeweils von dem Computer und/oder dem Computer- Netzwerk durchgeführt. Das Verfahren kann vollständig automatisch und im Speziellen ohne Benutzerinteraktion durchgeführt werden. The computer-implemented method can be implemented entirely or partially using data processing means, in particular involving at least one computer and/or a computer network. The computer and/or the computer network can include at least one processor, the processor being set up to carry out at least one method step of the method. Each of the method steps is preferably carried out by the computer and/or the computer network. The method can be carried out completely automatically and in particular without user interaction.

Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Berechnung svorrichtung 142 zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD Modell des Bauteils in einem additiven Pulververfahren. Die Berechnungsvorrichtung 142 ist insbesondere eingerichtet, um das computerimplementierte Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem durchzuführen. Die Berechnungsvorrichtung 142 umfasst mindestens eine Schneideeinheit 144. Die Schneideeinheit 144 ist eingerichtet, um zumindest Schritt a) 110 des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen. So kann die Schneideeinheit 144 insbesondere eingerichtet sein, um das CAD-Modell in eine endliche Anzahl von Schichten 122 zu schneiden, beispielsweise in eine endliche Anzahl von Datenpaketen zu trennen. Die Berechnungsvorrichtung 142 umfasst weiterhin mindestens eine Pfadbestimmungseinheit 146, wobei eine Übergabe von Informationen und/oder Daten der in der Schneideeinheit 144 geschnittenen Schichten 122 von der Schneideeinheit 144 an die Pfadbestimmungseinheit 146 durch einen Pfeil illustriert ist. Die Pfadbestimmungseinheit 146 ist eingerichtet, um zumindest Schritt b) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen. So kann die Pfadbestimmungseinheit 146 insbesondere eingerichtet sein, um für jede Schicht 122 einen Belichtungspfad 124 zu bestimmen. Die Berechnungsvorrichtung 142 umfasst weiterhin mindestens eine Musterbestimmungseinheit 148, wobei eine Übergabe von Informationen und/oder Daten mindestens eines in der Pfadbestimmungseinheit 146 bestimmten Belichtungspfads 124 an die Musterbestimmungseinheit 148 durch einen weiteren Pfeil illustriert ist. Die Musterbestimmungseinheit 148 ist eingerichtet, um zumindest Schritt c) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen. So kann die Musterbestimmungseinheit 148 insbesondere eingerichtet sein, um aus den für jede Schicht bestimmten Belichtungspfaden 124 mindestens ein Belichtungsmuster zu bestimmen. FIG. 8 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a calculation device 142 for the automated determination of exposure patterns for the layered production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder process. The calculation device 142 is set up in particular to use the computer-implemented method for the automated determination of perform exposure patterns. The calculation device 142 comprises at least one cutting unit 144. The cutting unit 144 is set up to carry out at least step a) 110 of the computer-implemented method. In particular, the cutting unit 144 can be set up to cut the CAD model into a finite number of layers 122, for example into a finite number of data packets. Calculation device 142 also includes at least one path determination unit 146, a transfer of information and/or data of layers 122 cut in cutting unit 144 from cutting unit 144 to path determination unit 146 being illustrated by an arrow. The path determination unit 146 is set up to carry out at least step b) of the computer-implemented method. In particular, the path determination unit 146 can be set up to determine an exposure path 124 for each layer 122 . Calculation device 142 also includes at least one pattern determination unit 148, a transfer of information and/or data of at least one exposure path 124 determined in path determination unit 146 to pattern determination unit 148 being illustrated by a further arrow. The pattern determination unit 148 is set up to carry out at least step c) of the computer-implemented method. Thus, the pattern determination unit 148 can be set up in particular to determine at least one exposure pattern from the exposure paths 124 determined for each layer.

Figur 10 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters. Das Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: FIG. 10 shows a flowchart of an exemplary embodiment of a method for producing at least one component in an additive powder bed method using at least one exposure pattern that is determined automatically. The manufacturing process includes the following steps:

I. (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 150) automatisiertes Bestimmen des mindestens einen Belichtungsmusters unter Verwendung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern entsprechend der vorliegenden Erfindung; I. (identified by reference numeral 150) automatically determining the at least one exposure pattern using the computer-implemented method for automated determination of exposure patterns according to the present invention;

II. (gekennzeichnet durch Bezugszeichen 152) Steuern eines Belichtungsstrahls 126, insbesondere eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls, durch Strahlpositionsdaten des Belichtungsmusters. II. (identified by reference numeral 152) Controlling an exposure beam 126, in particular a laser beam or an electron beam, by beam position data of the exposure pattern.

Insbesondere kann das Herstellungsverfahren eine parallele und/oder zeitlich überlappende Durchführung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern und der schichtweisen Herstellung des mindestens einen Bauteils im additiven Pulverbettverfahren umfassen. So können insbesondere die Schritte I. und II. parallel und/oder zeitlich überlappend durchgeführt werden. In particular, the manufacturing method can be a parallel and/or temporally overlapping execution of the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns and the layer-by-layer manufacture of the at least one component in the additive powder bed process. In particular, steps I and II can be carried out in parallel and/or with a time overlap.

In Figur 11 ist eine schematische Darstellung einer Herstellungsvorrichtung 154 zur schichtweisen Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters gezeigt. Die Herstellungsvorrichtung 154 ist eingerichtet, um mindestens ein Bauteil in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters herzustellen, wobei das Belichtungsmuster bestimmt ist unter Verwendung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Herstellungsvorrichtung 154 umfasst mindestens eine Belichtungseinheit 156 zum Erzeugen des mindestens einen Belichtungsstrahls 126. Weiterhin umfasst die Herstellungsvorrichtung 154 mindestens eine Steuerungseinheit 158 zum Steuern des Belichtungsstrahls 126 entsprechend der Strahlpositionsdaten des Belichtungsmusters. Insbesondere kann die Steuerungseinheit 158 eingerichtet sein, um Signale, beispielsweise Steuerungssignale, an die Belichtungseinheit 156 zu senden und/oder von der Belichtungseinheit 156 zu empfangen, wobei ein derartiger Datenaustausch in Figur 11 durch zwei Pfeile illustriert ist. Die Herstellungsvorrichtung 154 kann weiterhin mindestens ein Pulverbett 160 und ein Pulverreservoir 162 umfassen. Weiterhin kann die Herstellungsvorrichtung 154 mindestens eine Dosiervorrichtung, beispielsweise einen Rakel 164, zum Erzeugen und/oder Aufträgen einer Pulverschicht in dem Pulverbett 160 umfassen. So kann die Herstellungsvorrichtung 154 insbesondere eingerichtet sein, um durch schichtweises Aufträgen eines pulverförmigen Materials 166 mindestens ein Bauteil, beispielsweise das in Figur 11 gezeigte bogenförmige Bauteil 168, zu erzeugen. Hierfür kann, beispielsweise mithilfe des Rakels 164, das pulverförmige Material 166 Schicht für Schicht von dem Pulverreservoir 162 in das Pulverbett 160 übertragen werden, wobei jede Schicht entsprechend des Belichtungspfads 124 belichtet, insbesondere mit dem Belichtungsstrahl 126 beaufschlagt, wird, um auf diese Weise das mindestens eine Bauteil, beispielsweise das gezeigte bogenförmige Bauteil 168, in dem additiven Pulverbettverfahren herzustellen. Bezugszeichenliste FIG. 11 shows a schematic representation of a production device 154 for the layer-by-layer production of at least one component in an additive powder bed process using at least one exposure pattern determined automatically. The manufacturing device 154 is set up to manufacture at least one component in an additive powder bed method using at least one automatically determined exposure pattern, the exposure pattern being determined using the computer-implemented method for automatically determining exposure patterns according to the present invention. Manufacturing device 154 includes at least one exposure unit 156 for generating at least one exposure beam 126. Manufacturing device 154 also includes at least one control unit 158 for controlling exposure beam 126 according to the beam position data of the exposure pattern. In particular, the control unit 158 can be set up to send signals, for example control signals, to the exposure unit 156 and/or to receive them from the exposure unit 156, such a data exchange being illustrated in FIG. 11 by two arrows. The manufacturing device 154 may further include at least one powder bed 160 and a powder reservoir 162 . Furthermore, the production device 154 can comprise at least one dosing device, for example a doctor blade 164, for producing and/or applying a powder layer in the powder bed 160. In particular, the production device 154 can be set up to produce at least one component, for example the arcuate component 168 shown in FIG. 11, by applying a powdered material 166 in layers. For this purpose, the powdered material 166 can be transferred layer by layer from the powder reservoir 162 into the powder bed 160, for example with the aid of the squeegee 164, with each layer being exposed according to the exposure path 124, in particular being exposed to the exposure beam 126, in order in this way to produce at least one component, for example the arcuate component 168 shown, in the additive powder bed process. Reference List

110 Schritt a) 110 step a)

112 Schritt b) 112 step b)

114 Schritt b) i) 114 step b) i)

116 Schritt b) ii) 116 step b) ii)

117 Teilschritt b) ii) 1. 117 sub-step b) ii) 1.

118 Teilschritt b) ii) 2. 118 sub-step b) ii) 2.

120 Schritt c) 120 step c)

122 Schicht 122 layer

124 Belichtungspfad 124 Exposure Path

126 Belichtungsstrahl 126 exposure beam

128 Rand 128 margins

130 Lösungsfunktion 130 solution function

132 Vektorfeld 132 vector field

134 Bauraum 134 installation space

135 Belichtungsabschnitt 135 exposure section

136 maximal zulässiger Hatchab stand Amax136 maximum permissible hatch distance Amax

137 Randpfad 137 edge path

138 minimal zulässiger Hatchabstand Amin138 minimum allowable hatch distance Amin

140 Schritt b) iii) 140 step b) iii)

142 Berechnungsvorrichtung 142 calculation device

144 Schneideeinheit 144 cutting unit

146 Pfadbestimmungseinheit 146 path determination unit

148 Musterbestimmungseinheit 148 pattern determination unit

150 Schritt I. 150 Step I

152 Schritt II. 152 Step II.

154 Herstellungsvorrichtung 154 manufacturing device

156 Belichtungseinheit 156 exposure unit

158 Steuerungseinheit 158 control unit

160 Pulverbett 160 powder bed

162 Pulverreservoir 162 powder reservoir

164 Rakel 164 squeegees

166 pulverförmiges Material 166 powdered material

168 bogenförmiges Bauteil 168 arcuate component

Claims

Ansprüche Expectations

1. Computerimplementiertes Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD-Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Schneiden des CAD-Modells in eine endliche Anzahl von Schichten (122); b) Bestimmen von mindestens einem Belichtungspfad (124) für jede Schicht (122), wobei der Belichtungspfad (124) Strahlpositionsdaten aufweist für die Steuerung eines Belichtungsstrahls (126) in dem additiven Pulverbettverfahren, wobei das Bestimmen des Belichtungspfads (124) umfasst: i) Erstellen und Lösen einer partiellen Differentialgleichung und/oder eines Funktionals und/oder eines Eigenwertproblems, umfassend ein Diskretisieren der Schicht (122), wobei einem Rand (128) der Schicht (122) mindestens eine Randbedingung zugewiesen wird, und Erzeugen mindestens einer Lösungsfunktion (130); ii) Bestimmen des Belichtungspfads (124) aus der mindestens einen Lösungsfunktion (130), wobei mindestens eine Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens berücksichtigt wird; c) Bestimmen mindestens eines Belichtungsmusters aus den Belichtungspfaden (124) der Schichten (122). . Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Schritt ii) mindesten zwei Teilschritte umfasst: ii) 1. Bestimmen eines Vektorfelds (132) aus der mindestens einen Lösungsfunktion (130) ii)1. Computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns for the layer-by-layer production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed process, the method comprising the following steps: a) Cutting the CAD model into a finite number of layers ( 122); b) determining at least one exposure path (124) for each layer (122), the exposure path (124) having beam position data for the control of an exposure beam (126) in the additive powder bed process, the determining of the exposure path (124) comprising: i) Creating and solving a partial differential equation and/or a functional and/or an eigenvalue problem, including discretizing the layer (122), wherein at least one boundary condition is assigned to an edge (128) of the layer (122), and generating at least one solution function (130 ); ii) determining the exposure path (124) from the at least one solution function (130), taking into account at least one property of the additive powder bed method; c) determining at least one exposure pattern from the exposure paths (124) of the layers (122). . Method according to the preceding claim, wherein step ii) comprises at least two partial steps: ii) 1. Determining a vector field (132) from the at least one solution function (130) ii)

2. Bestimmen des Belichtungspfads (124) aus dem Vektorfeld (132) unter Berücksichtigung der mindestens einen Eigenschaft des additiven Pulverbettverfahrens umfasst. 2. Determining the exposure path (124) from the vector field (132) taking into account the at least one property of the additive powder bed method.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt b) ii) weiterhin ein Bestimmen von mindestens zwei Belichtungsabschnitten (135), insbesondere ei- ner Vielzahl von Belichtungsabschnitten (135), und ein Zusammensetzen des Belichtungspfads (124) aus den mindestens zwei Belichtungsabschnitten (135) umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Belichtungsmuster weiterhin mindestens eine Information über mindestens einen Prozessparameter für die schichtweise Herstellung des Bauteils im additiven Pulverbettverfahren umfasst, wobei Schritt b) weiterhin umfasst: iii) Bestimmen des mindestens einen Prozessparameters für mindestens einen Abschnitt des Belichtungspfads (124). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt a) weiterhin ein Erkennen von Überhängen umfasst, wobei ein Überhang erkannt wird, wenn ein Überstand zwischen mindestens zwei Schichten (122), vorzugsweise mindestens zwei benachbarte Schichten (122), einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt b) ii) weiterhin einen Korrekturschritt umfasst, wobei in dem Korrekturschritt zumindest ein Teil des Belichtungspfads (124), beispielsweise mindestens ein Belichtungsabschnitt (135), in zumindest einem von seiner Lage, seiner Ausführungsrichtung, seiner Breite und seiner Anzahl verändert wird, bis ein Grenzwert für eine Verteilung unterschritten ist. Computerprogramm zur Durchführung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem nach einem der vorhergehenden auf ein computerimplementiertes Verfahren gerichteten Ansprüche, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters, das Herstellungsverfahren umfassend: 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein step b) ii) further includes a determination of at least two exposure sections (135), in particular one ner plurality of exposure sections (135), and composing the exposure path (124) from the at least two exposure sections (135). Method according to one of the preceding claims, wherein the exposure pattern further comprises at least one piece of information about at least one process parameter for the layer-by-layer production of the component in the additive powder bed process, wherein step b) further comprises: iii) determining the at least one process parameter for at least one section of the exposure path ( 124). Method according to any one of the preceding claims, wherein step a) further comprises detecting overhangs, an overhang being detected when an overhang between at least two layers (122), preferably at least two adjacent layers (122), exceeds a predetermined maximum value. Method according to one of the preceding claims, wherein step b) ii) further comprises a correction step, wherein in the correction step at least a part of the exposure path (124), for example at least one exposure section (135), in at least one of its position, its direction of execution, its Width and its number is changed until a limit value for a distribution is undershot. Computer program for carrying out the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns according to one of the preceding claims directed to a computer-implemented method when the computer program is executed on a computer. Method for producing at least one component in an additive powder bed method using at least one automatically determined exposure pattern, the manufacturing method comprising:

I. automatisiertes Bestimmen des mindestens einen Belichtungsmusters unter Verwendung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern nach einem der vorhergehenden auf ein computerimplementiertes Verfahren gerichteten Ansprüche; I. automated determination of the at least one exposure pattern using the computer-implemented method for automated determination of exposure patterns according to one of the preceding claims directed to a computer-implemented method;

II. Steuern eines Belichtungsstrahls (126), insbesondere eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls, durch Strahlpositionsdaten des Belichtungsmusters. Berechnungsvorrichtung (142) zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern für die schichtweise Herstellung mindestens eines Bauteils aus einem CAD- Modell des Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren, wobei die Berechnung svorrichtung eingerichtet ist, um das computerimplementierte Verfahren zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustern nach einem der vorhergehenden auf ein computerimplementiertes Verfahren gerichteten Ansprüche durchzuführen, wobei die Berechnungsvorrichtung umfasst: mindestens eine Schneideeinheit (144), wobei die Schneideeinheit (144) eingerichtet ist, um zumindest Schritt a) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen, insbesondere, um das CAD-Modell in eine endliche Anzahl von Schichten (122) zu schneiden; mindestens eine Pfadbestimmungseinheit (146), wobei die Pfadbestimmungseinheit (146) eingerichtet ist, um zumindest Schritt b) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen, insbesondere, um für jede Schicht (122) einen Belichtungspfad (124) zu bestimmen; mindestens eine Musterbestimmungseinheit (148), wobei die Musterbestimmungseinheit (148) eingerichtet ist, um zumindest Schritt c) des computerimplementierten Verfahrens durchzuführen, insbesondere, um aus den für jede Schicht (122) bestimmten Belichtungspfaden (124) mindestens ein Belichtungsmuster zu bestimmen. Herstellungsvorrichtung (154) zur schichtweisen Herstellung mindestens eines Bauteils in einem additiven Pulverbettverfahren mittels mindestens eines automatisiert bestimmten Belichtungsmusters, wobei das Belichtungsmuster bestimmt ist unter Verwendung des computerimplementierten Verfahrens zum automatisierten Bestimmen von Belichtungsmustem nach einem der vorhergehenden auf ein computerimplementiertes Verfahren gerichteten Ansprüche, wobei die Herstellungsvorrichtung (154) mindestens eine Belichtungseinheit (156) zum Erzeugen mindestens eines Belichtungsstrahls (126) umfasst, wobei die Herstellungsvorrichtung (154) weiterhin mindestens eine Steuerungseinheit (158) zum Steuern des Belichtungsstrahls (126) entsprechend der Strahlpositionsdaten des Belichtungsmusters umfasst. II. Controlling an exposure beam (126), in particular a laser beam or an electron beam, by beam position data of the exposure pattern. Calculation device (142) for the automated determination of exposure patterns for the layer-by-layer production of at least one component from a CAD model of the component in an additive powder bed process, the calculation device being set up to use the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns according to one of the preceding ones computer-implemented method to perform claims, wherein the calculation device comprises: at least one cutting unit (144), wherein the cutting unit (144) is set up to perform at least step a) of the computer-implemented method, in particular to cut the CAD model into a finite number of layers (122) to cut; at least one path determination unit (146), wherein the path determination unit (146) is set up to carry out at least step b) of the computer-implemented method, in particular to determine an exposure path (124) for each layer (122); at least one pattern determination unit (148), wherein the pattern determination unit (148) is set up to carry out at least step c) of the computer-implemented method, in particular to determine at least one exposure pattern from the exposure paths (124) determined for each layer (122). Production device (154) for the layered production of at least one component in an additive powder bed method by means of at least one automatically determined exposure pattern, the exposure pattern being determined using the computer-implemented method for the automated determination of exposure patterns according to one of the preceding claims directed to a computer-implemented method, wherein the production device (154) comprises at least one exposure unit (156) for generating at least one exposure beam (126), wherein the manufacturing device (154) further comprises at least one control unit (158) for controlling the exposure beam (126) according to the beam position data of the exposure pattern.