DE102007036370C5 - Device for producing three-dimensional objects - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Laserstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials an den den jeweiligen Querschnitten der Objekte entsprechenden Stellen, wobei die Vorrichtung eine Tragvorrichtung (2) zum Tragen des Objektes mit einem Träger (3) mit einer dem Objekt zugewandten Oberseite (10) aufweist und eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Materials auf die Tragvorrichtung (2) oder eine zuvor gebildete Schicht vorgesehen ist, sowie eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen von Schichten des Materials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen dient, wobei an einem nach oben weisenden Ende (22) eines vorgefertigten Körpers (21) durch sukzessives Verfestigen von Schichten des Aufbaumaterials ein dreidimensionales Teilobjekt anformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) mit wenigstens einer Durchsteckausnehmung (20) versehen ist, durch welche der langgestreckte, vorgefertigte Körper (21) nach unten weisend einsteckbar ist.Device for producing three-dimensional objects by successively solidifying layers of pulverulent building material which can be solidified by means of electromagnetic radiation, in particular laser radiation, at the locations corresponding to the respective cross-sections of the objects, the device comprising a support device (2) for supporting the object with a support (3) with an upper side facing the object (10) and a coating device for applying layers of the material on the support device (2) or a previously formed layer is provided, and an irradiation device for irradiating layers of the material corresponding to the respective cross-section of the object Is used, wherein at an upwardly facing end (22) of a prefabricated body (21) by successive solidification of layers of the building material, a three-dimensional object part is formable, characterized in that the carrier (3 ) is provided with at least one Durchsteckausnehmung (20) through which the elongated, prefabricated body (21) facing downwards can be inserted.

Description

Die Erfindung/Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen Aufbaumaterials. Die Verfestigung geschieht durch Einwirkung einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere einer Laserstrahlung an den den jeweiligen Querschnitten der Objekte entsprechenden Stellen, wobei die Strahlung, insbesondere Laserstrahlung mit Hilfe eines Scanners computergesteuert über eine Pulverschicht gelenkt wird, die es zu verfestigen gilt.The invention / innovation relates to an apparatus for producing three-dimensional objects by successively solidifying layers of a powdered building material. The solidification is effected by the action of an electromagnetic radiation, in particular a laser radiation at the respective cross sections of the objects corresponding points, the radiation, in particular laser radiation is controlled by a computer-controlled computer via a powder layer, which is to be consolidated.

Die Vorrichtung selbst weist eine Tragvorrichtung zum Tragen des Objektes mit einem festen oder höhenverstellbaren Träger auf, der eine dem Objekt zugewandten Oberseite hat. Oberhalb vom Träger ist eine Beschichtungseinrichtung zum Aufbringen von Schichten des pulverförmigen Materials auf die Tragvorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht vorgesehen.The device itself has a carrying device for carrying the object with a fixed or height-adjustable support, which has an upper side facing the object. Above the support is provided a coating device for applying layers of the powdered material to the support device or a previously formed layer.

Derartige Vorrichtungen werden auf dem Gebiet des Rapid Prototypings des Rapid Manufacturings und des Rapid Toolings und damit auch zum Herstellen von Endprodukten verwendet, wobei die Pulver unterschiedlicher Art sein können, es ist bekannt, unterschiedliche Stahlpulver zu verschmelzen, für Sonderbereiche werden auch Pulver anderer Art eingesetzt.Such devices are used in the field of rapid prototyping of rapid manufacturing and rapid tooling and thus also for the production of end products, the powders may be of different types, it is known to fuse different steel powder, for special areas and powder of other types are used ,

Darüber hinaus ist es bekannt geworden, die herzustellenden Objekte nicht insgesamt generativ aufzubauen, d. h. insgesamt durch verfestigtes Pulver, sondern insbesondere formunkritische Teile auf andere Weise zu fertigen, diese in die Baukammer einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes einzusetzen und auf entsprechende Oberflächen generativ weitere Bestandteile der Objekte aufzubauen. Um einen solchen Fall geht es bei der vorliegenden Anmeldung. Bei derartigen Verfahren können z. B. in dem vorgefertigten Teil Kühlkanäle vorgesehen sein, die sich dann in dem generativ aufgebauten Teil der Vorrichtung fortsetzen und dort mit einem speziellen, komplizierten Verlauf versehen werden.In addition, it has become known that the objects to be produced are not generatively generative overall, ie. H. To produce a total of solidified powder, but in particular formunkritische parts in another way, to use them in the construction chamber of a device with the features of the preamble and build on corresponding surfaces generative other components of the objects. This is the case with the present application. In such methods, for. B. may be provided in the prefabricated part of cooling channels, which then continue in the generatively constructed part of the device and there are provided with a special, complicated course.

Aus DE 103 15 563 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Implantataufbauten für Dentalimplantate bekannt, bei dem ein vorgefertigter Grundkörper auf einer Plattform angeordnet ist und durch Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials an der Oberseite des Grundkörpers ein Hauptkörper aufgebaut wird. Das Pulvermaterial wird mittels einer Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Aufbaumaterials auf den Träger überführt und sodann mittels eines Lasers und eines Spiegelgalvanometers derart mit einem Laser beaufschlagt, daß das Aufbaumaterial auf den Grundkörper aufgesintert oder aufgeschmolzen wird.Out DE 103 15 563 A1 For example, a method for the production of implant structures for dental implants is known, in which a prefabricated base body is arranged on a platform and a main body is built up by solidifying a pulverulent construction material on the upper side of the base body. The powder material is transferred by means of a coating apparatus for applying layers of the building material to the carrier and then applied by means of a laser and a mirror galvanometer with a laser such that the building material is sintered or fused onto the base body.

Schwierigkeiten bestehen dann, wenn auf relativ lange Teile endseitig ein generativ aufgebauter Abschnitt aufgebaut werden soll.Difficulties exist when a generatively constructed section is to be built on relatively long parts end.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart auszubilden, daß sie endseitige Bearbeitung von relativ langgestreckten vorgefertigten Bauteilen ermöglicht. Wenn von endseitig gesprochen wird, dann ist damit auch eine beidendseitige Bearbeitung der entsprechenden Bauteile umfaßt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Träger mit wenigstens einer Durchsteckausnehmung versehen ist, durch welche ein insbesondere langgestreckter vorgefertigter Körper im wesentlichen nach unten weisend eingesteckt werden kann, an dessen nach oben weisenden Ende durch sukzessives Verfestigen von Schichten des Aufbaumaterials das dreidimensionale Teilobjekt angefahren werden kann.The invention has for its object to form a device with the features of the preamble of claim 1 such that it allows end-side machining of relatively elongated prefabricated components. If it is spoken of end, then it is also a two-sided processing of the corresponding components includes. This object is achieved in that the carrier is provided with at least one Durchsteckausnehmung through which a particular elongated prefabricated body can be inserted substantially pointing down, are approached at its upwardly facing end by successive solidification of layers of the building material, the three-dimensional object part can.

Wenn von langgestreckten, vorgefertigten Körpern die Rede ist, dann sind damit lange schlanke Teile angesprochen, die beispielsweise die Form von Schraubdornen, Heiz- oder Kühlelementen für den Bereich des Formenbaus und dergleichen darstellen können. Derartige vorgefertigte Körper können ebenfalls durch ein generatives Verfahren vorgefertigt sein, sie werden dann im vorgefertigten Zustand eingebaut, so daß eine nach oben weisende Fläche im Bereich des Trägers angeordnet ist, die dann generativ durch Pulververfestigung mit einem Teilobjekt versehen werden kann. Die Durchsteckausnehmung ist geeignet, den langgestreckten Körper aufzunehmen und in seinem oberen Bereich zu fixieren, wozu unterschiedliche Maßnahmen und Dichtelemente vorgesehen sein können.When talking about elongate, prefabricated bodies, they are long slender parts addressed, which may represent, for example, the shape of screw mandrels, heating or cooling elements for the field of mold making and the like. Such prefabricated bodies can also be prefabricated by a generative process, they are then installed in the prefabricated state, so that an upwardly facing surface in the region of the carrier is arranged, which can then be generatively provided by powder compaction with a partial object. The Durchsteckausnehmung is adapted to receive the elongate body and to fix in its upper part, for which purpose different measures and sealing elements can be provided.

Vorteilhafterweise ist ein Träger mit einer Mehrzahl von Durchsteckausnehmungen versehen, so daß in einem Arbeitsgang eine Mehrzahl von Teilobjekten auf langgestreckte vorgefertigte Körper aufgebracht werden.Advantageously, a carrier is provided with a plurality of Durchsteckausnehmungen, so that in a single operation a plurality of sub-objects are applied to elongated prefabricated body.

Vorteilhafterweise weist die Oberfläche des Trägers im Bereich der wenigstens einen Durchsteckausnehmung eine Vertiefung auf, in die beispielsweise ein Halteeinsatz oder ein Blindeinsatz einsetzbar ist. Es ist aber auch möglich, den Träger so auszubilden, daß er einen „Kopf” des langgestreckten Körpers unmittelbar aufnimmt, so daß der langgestreckte Körper ohne Adapterstück unmittelbar an dem Träger befestigt wird. Zwischen einem nach oben weisenden Kopfende des langgestreckten vorgefertigten Teils und der Ausnehmung im Träger besteht in diesem Fall eine Formabstimmung.Advantageously, the surface of the carrier in the region of the at least one through-hole has a recess into which, for example, a holding insert or a blind insert can be inserted. But it is also possible to form the carrier so that it directly receives a "head" of the elongated body, so that the elongate body is attached without adapter piece directly to the carrier. Between an upwardly facing head end of the elongated prefabricated part and the recess in the carrier in this case is a shape adjustment.

Um besonders lange vorgefertigte Teile bearbeiten zu können, ist ein unter dem Träger angeordneter Bodenbereich einer Baukammer mit zu den Durchsteckausnehmungen des Trägers korrespondierenden Verlängerungsausnehmungen versehen. Diese Verlängerungsausnehmungen liegen in Vertikalrichtung genau unter den Durchsteckausnehmungen, so daß langgestreckte Dome, Stäbe, Rohre und dergleichen senkrecht nach unten weisen und beim Absenken des Trägers während des Baufortganges die langgestreckten vorgefertigten Teile nicht mit ihren unteren Ende an einen Boden einer Baukammer anlaufen. Für besonders lange Teile ist es vorgesehen, daß eine mit. Abstand unter dem Bodenbereich angeordnete Grundplatte der Vorrichtung mit weiteren zu den Durchsteckausnehmungen korrespondierenden Verlängerungsausnehmungen versehen ist. Dies ermöglicht es, langgestreckte Teile bis zu einer Länge von 50 cm zu bearbeiten.In order to be able to process prefabricated parts for a particularly long time, a bottom region of a building chamber, which is arranged under the support, is provided with the through-recesses of the support provided corresponding extension recesses. These extension recesses lie in the vertical direction just below the Durchsteckausnehmungen so that elongated domes, rods, tubes and the like have vertically down and run when lowering the carrier during the construction passage, the elongated prefabricated parts do not start with their lower end to a floor of a building chamber. For very long parts, it is envisaged that one with. Distance below the bottom region arranged base plate of the device is provided with further corresponding to the Durchsteckausnehmungen extension recesses. This makes it possible to machine elongated parts up to a length of 50 cm.

Die Durchsteckausnehmungen in der Trägerplatte können mit Blindeinsätzen abgedichtet werden, wenn z. B. bei einer Mehrzahl von Durchsteckausnehmungen nur eine oder zwei Durchsteckausnehmungen mit langgestreckten Gegenständen besetzt sind. Zwischen den Halteeinsätzen, den Blindeinsätzen oder nach oben weisenden Kopfenden des langgestreckten vorgefertigten Teiles und dem Träger ist als Befestigung eine gegenseitige Verschraubung möglich.The Durchsteckausnehmungen in the carrier plate can be sealed with blind inserts when z. B. in a plurality of Durchsteckausnehmungen only one or two Durchsteckausnehmungen are occupied with elongated objects. Between the holding inserts, the blind inserts or upwardly facing head ends of the elongated prefabricated part and the carrier is a mutual screwing possible as attachment.

In vorteilhafter Weise kann der Träger um die Durchsteckausnehmungen herum eine Mehrzahl von Gewindebohrungen oder sonstigen Schraublöchern aufweisen.Advantageously, the carrier can have a plurality of threaded bores or other screw holes around the through-holes.

Die Durchsteckausnehmungen können vorteilhafterweise peripher um ein zentrales Trägerelement des Trägers herum angeordnet werden.The insertion recesses can advantageously be arranged peripherally around a central support element of the support.

Wenn der Träger als Austauschträger ausgebildet ist, d. h. von dem zentralen Trägerelement der Vorrichtung abgenommen werden kann, dann kann ein mit Durchsteckausnehmungen versehener Träger in einem Träger ohne Durchsteckausnehmungen oder einen solchen mit einer anderen Anordnung oder Anzahl von Durchsteckausnehmungen ausgetauscht werden. Dies erhöht die Variabilität und Einsatzmöglichkeit der Vorrichtung. In eine Durchsteckausnehmung können auch eine Mehrzahl von oberseitig mit einem Teilobjekt zu versehenen langgestreckten Teilen durchgesteckt werden.If the carrier is designed as a replacement carrier, d. H. can be removed from the central support member of the device, then a carrier provided with Durchsteckausnehmungen can be exchanged in a carrier without Durchsteckausnehmungen or one with a different arrangement or number of Durchsteckausnehmungen. This increases the variability and possible use of the device. In a Durchsteckausnehmung a plurality of upper side to be provided with a partial object elongated parts can be pushed through.

Das zentrale Trägerelement ist vorteilhafterweise als Nullpunktspannsystem ausgebildet, so daß der Träger einfach und positioniersicher eingesetzt werden kann.The central support element is advantageously designed as a zero-point clamping system, so that the carrier can be used easily and positionally secure.

Der Träger kann sowohl höhenverstellbar, als auch starr innerhalb der Vorrichtung eingebettet sein. Beispielsweise erfolgt bei einem starr angeordneten Träger der Materialauftrag mittels eines Siebbeschichter und höhenverstellbaren Seitenwänden.The carrier can be both height adjustable, as well as rigidly embedded within the device. For example, in a rigidly arranged carrier, the material is applied by means of a screen coater and height-adjustable side walls.

Es gilt für einen Adapter, der in einer Durchsteckausnehmung fixiert wird, daß dieser auch eine Mehrzahl von langgestreckten Teilen aufnehmen kann und die zusammen mit den fertiggestellten Teilen (vorgefertigte Teile zzgl. daran angeformte Teilobjekte) vom Träger entnommen werden können.It applies to an adapter which is fixed in a through-hole that this can also accommodate a plurality of elongated parts and which can be removed together with the finished parts (prefabricated parts plus molded thereon sub-objects) from the carrier.

Es ist aber auch möglich, den Träger gemeinsam mit den daran befestigten fertiggestellten Objekten und den daran angeordneten langgestreckten Teilen durch Herausziehen der Teile aus den Verlängerungsausnehmungen nach oben aus dem Bauraum zu entnehmen. Dies ermöglicht es, einen Träger mit vielen Objekten zu versehen und den Träger mit einen vorbereiteten Austauschträger auszutauschen, an dem bereits eine Mehrzahl von langgestreckten Körpern befestigt ist, die dann in einem nachfolgenden Bauvorgang mit Teilobjekten versehen werden.But it is also possible to remove the carrier together with the finished objects attached thereto and the elongate parts arranged thereon by pulling the parts out of the extension recesses upwards out of the installation space. This makes it possible to provide a carrier with many objects and replace the carrier with a prepared exchange carrier, to which a plurality of elongated bodies is already attached, which are then provided in a subsequent construction process with sub-objects.

Die Erfindung ist anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigenThe invention is explained in more detail with reference to advantageous embodiments in the drawing figures. These show

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit höhenverstellbarem Träger, bei welcher ein Träger mit einer Durchsteckausnehmung versehen ist, unter der in einem Bodenbereich des Bauraumes und in einer Grundplatte der Vorrichtung Verlängerungsausnehmungen vorgesehen sind; 1 a schematic representation of a device with height-adjustable support, in which a carrier is provided with a Durchsteckausnehmung under which in a bottom region of the installation space and in a base plate of the device extension recesses are provided;

2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit nicht höhenverstellbarem Träger, mit einem zentral angeordneten Durchsteckteil. 2 a schematic representation of a device with non-height adjustable support, with a centrally arranged through-hole.

Zunächst wird auf Zeichnungsfigur 1 Bezug genommen. Die Vorrichtung 1 weist eine Tragvorrichtung 2 auf, die einen höhenverstellbaren Träger 3 umfaßt, der in seinem Mittelbereich 4 an einem zentralen Trägerelement 5 befestigbar ist, das über einen Höhenverstellantrieb 6 innerhalb einer nicht dargestellten Baukammer nach oben und unten verfahren werden kann. Die Baukammer ist unten durch einen Bodenbereich 7 abgeschlossen, der durch eine säulenartige Basis 8 mit einer Grundplatte 31 der Vorrichtung 1 verbunden ist. Selbstverständlich sind zur Lagerung eines Bauraumes auch andere Konstruktionen denkbar.First, reference is made to drawing Figure 1. The device 1 has a carrying device 2 on, which is a height-adjustable support 3 that covers in its middle area 4 at a central support element 5 can be fastened, via a height adjustment drive 6 can be moved up and down within a building chamber, not shown. The building chamber is down through a floor area 7 completed by a columnar base 8th with a base plate 31 the device 1 connected is. Of course, other constructions are conceivable for storage of a space.

Ebenfalls nicht dargestellt, ist eine Vorrichtung zur Erzeugung insbesondere einer Laserstrahlung, d. h. ein Laser, dessen Strahl über eine nicht dargestellte Scannereinrichtung computergesteuert auf die nach oben weisende Oberfläche 10 des Trägers 3 gerichtet werden kann.Also not shown, is a device for generating in particular a laser radiation, ie a laser whose beam is computer-controlled via a scanner device, not shown, on the upwardly facing surface 10 of the carrier 3 can be directed.

Um aufgabengemäß langgestreckte Teile an ihrem einen Ende mit einem Teilobjekt generativ versehen zu können, ist der Träger 3 mit wenigstens einer Durchsteckausnehmung 20 versehen, durch die der langgestreckte vorgefertigte Körper 21 im wesentlichen nach unten weisend eingesteckt werden kann. Der langgestreckte Körper 21 ist beim Ausführungsbeispiel nach Art einer Schraube ausgebildet und weist ein Kopfende 22 auf, das im Bereich der Durchsteckausnehmung 20 befestigt ist.In order to provide tasks according to elongated parts at one end with a partial object generative, is the carrier 3 with at least one through-hole 20 provided by the the elongated prefabricated body 21 can be inserted substantially pointing down. The elongated body 21 is formed in the embodiment in the manner of a screw and has a head end 22 on, in the area of Durchsteckausnehmung 20 is attached.

Die Oberfläche 10 des Trägers 3 ist im Bereich der Durchsteckausnehmung 20 mit einer Vertiefung 23 versehen, in die beispielsweise ein Halteeinsatz 40 zur Aufnahme des langgestreckten Teils 21 eingesetzt werden kann oder in die direkt das Kopfende 22 hineinpaßt. Die Halteeinsätze 40 können durch Blindeinsätze 41 ausgewechselt werden, damit wird eine herkömmliche Oberfläche 10 des Trägers 3 ohne Ausnehmungen erreicht. Sowohl die Halteeinsätze 40, als auch die Blindeinsätze 41 schließen die Oberfläche 10 pulverdicht ab.The surface 10 of the carrier 3 is in the range of Durchsteckausnehmung 20 with a depression 23 provided in the example, a holding insert 40 for receiving the elongated part 21 can be used or in the directly the headboard 22 fits. The holding inserts 40 can through blind inserts 41 be replaced so that becomes a conventional surface 10 of the carrier 3 achieved without recesses. Both the holding inserts 40 , as well as the blind inserts 41 close the surface 10 powder-tight.

Wie in 1 deutlich zu sehen, ist der unter dem Träger 3 angeordnete Bodenbereich 7 der nicht näher dargestellten Baukammer mit einer zu der Durchsteckausnehmung 20 des Trägers 3 korrespondierende Verlängerungsausnehmung 30 versehen. Eine unter dem Bodenbereich der Baukammer mit Abstand angeordnete Grundplatte 31 der Vorrichtung 1 weist eine weitere Verlängerungsausnehmung 32 auf, wobei die Verlängerungsausnehmung 30 im Bodenbereich 7 und die darunter angeordnete weitere Verlängerungsausnehmung 32 in der Grundplatte 31 mit einem senkrecht nach unten weisenden Schacht 33 verbunden sind, durch welchen verhindert wird, daß Pulvermaterial, das auf den Bodenbereich 7 der Baukammer gelangt, in den Maschinenbereich kommen kann, in welchem z. B. der Höhenverstellantrieb 6 angeordnet ist. Es ist denkbar, unter der weiteren Verlängerungsausnehmung 32 einen Auffangbehälter vorzusehen, der nach einem Bauvorgang entleert werden kann, falls Baupulver durch den Schacht 33 nach unten fällt.As in 1 to see clearly, is under the carrier 3 arranged floor area 7 the construction chamber, not shown, with one of the Durchsteckausnehmung 20 of the carrier 3 corresponding extension recess 30 Mistake. A under the floor area of the building chamber spaced base plate 31 the device 1 has a further extension recess 32 on, with the extension recess 30 in the ground area 7 and the further extension recess disposed thereunder 32 in the base plate 31 with a vertical down-facing shaft 33 are connected, by which is prevented that powder material, which on the ground area 7 the building chamber gets into the machine area can come in which z. B. the height adjustment 6 is arranged. It is conceivable under the further extension recess 32 to provide a collecting container that can be emptied after a construction process, if building powder through the shaft 33 falls down.

Der Schacht 33 hat darüber hinaus noch eine abdichtende Funktion, da in der Regel eine Baukammer beim Bauvorgang unter einer Schutzgasatmosphäre gehalten wird, die Schutzgasatmosphäre kann sich dann bis in den Bereich des Schachtes 33 (und gegebenenfalls in den Bereich eines Auffangbehälters) erstrecken. Der Schacht 33 kann beispielsweise als flexibler Schlauch 34 oder als Faltenbalg ausgebildet sein.The shaft 33 moreover has a sealing function, since a construction chamber is usually kept under a protective gas atmosphere during the construction process, the protective gas atmosphere can then reach into the area of the shaft 33 (and possibly in the area of a collecting container). The shaft 33 For example, as a flexible hose 34 or be designed as a bellows.

In Zeichnungsfigur 2 ist eine alternative Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei dem der Träger 3 (der Maschinentisch) starr und damit nicht höhenverlagerbar ausgebildet ist. Der Träger 3 ist über Befestigungsmittel 50 mit der Grundplatte 31 verbunden. In einer Ausnehmung des Trägers 3 ist ein Schacht 33 angeordnet, in den ein Körper 21 zumindest bereichsweise hineinragt. Der Körper 21 ist über einen Halteeinsatz 40 entweder mit dem Schacht 33 oder dem Träger 3 verbunden. Oberhalb des Kopfendes 22 des Körpers 21 ist ein bereits aus verfestigtem Pulver bestehender Bereich 24 auf den Körper 21 aufgebaut. Das Baumaterial 51 wird in Vorratsbehältern 52 bevorratet und entweder über einen herkömmlichen Beschichter 53 und/oder über einen Siebbeschichter 54, dem Baubereich 55 zugeführt. Im Fall des herkömmlichen Beschichters 53 sind die den Vorratsbehälter 52 bildenden Wandungen 56 höhenverlagerbar und damit relativ zu dem Baubereich 55 bewegbar. Der herkömmliche Beschichter 53 ist zumindest horizontal (Pfeil B) und der Siebbeschichter 54 zumindest horizontal und vertikal (Pfeil C) verlagerbar. Das nicht verfestigte Baumaterial 51, das sich innerhalb des Baubereichs 55 befindet, wird entweder durch höhenverlagerbare Seitenwandungen des Baubereichs 55 (nicht dargestellt) oder beispielsweise durch eine gezielte Verfestigung des Baumaterials 51 im Randbereich des Baubereichs 55 vor unkontrolliertem Verlagern innerhalb der Vorrichtung 1 gehalten.In drawing figure 2, an alternative embodiment of the subject invention is shown, in which the carrier 3 (The machine table) is rigid and thus not höhenverlagerbar formed. The carrier 3 is about fasteners 50 with the base plate 31 connected. In a recess of the carrier 3 is a shaft 33 arranged in the one body 21 at least partially protrudes. The body 21 is about a holding insert 40 either with the shaft 33 or the carrier 3 connected. Above the head end 22 of the body 21 is an already solidified powder area 24 on the body 21 built up. The building material 51 is in storage containers 52 stocked and either via a conventional coater 53 and / or via a screen coater 54 , the construction sector 55 fed. In the case of the conventional coater 53 they are the reservoir 52 forming walls 56 höhenverlagerbar and thus relative to the construction sector 55 movable. The conventional coater 53 is at least horizontal (arrow B) and the screen coater 54 at least horizontally and vertically (arrow C) displaced. The non-solidified building material 51 located within the construction sector 55 is located either by höhenverlagerbare side walls of the construction sector 55 (Not shown) or for example by a targeted solidification of the building material 51 in the edge area of the construction area 55 against uncontrolled shifting within the device 1 held.

Sowohl die Berührflächen des Halteeinsatzes 40 mit dem Körper 21, als auch die Berührflächen der Wandungen 56 mit dem verfestigten, die Wandung 57 des Baubereichs 55 bildenden Berührflächen sind zumindest pulverdicht konstruiert, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Dichtungslippen.Both the contact surfaces of the holding insert 40 with the body 21 , as well as the contact surfaces of the walls 56 with the solidified, the wall 57 of the construction sector 55 forming contact surfaces are constructed at least powder-tight, for example with the aid of sealing lips.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
Tragvorrichtungcarrying device
33
Trägercarrier
44
Mittelbereich v. 3 Mid-range v. 3
55
Trägerelementsupport element
66
Höhenverstellantriebvertical adjustment
77
Bodenbereichfloor area
88th
BasisBase
1010
Oberfläche v. 3 Surface v. 3
2020
DurchsteckausnehmungDurchsteckausnehmung
2121
Körperbody
2222
Kopfendehead
2323
Vertiefungdeepening
2424
Bereich v. 21 Area v. 21
3030
Verlängerungsausnehmung v. 7 Extension recess v. 7
3131
Grundplatte v. 1 Base plate v. 1
3232
Verlängerungsausnehmung v. 31 Extension recess v. 31
3333
Schachtshaft
3434
Schlauchtube
4040
Halteeinsatzholding insert
4141
Blindeinsatzblind insert
5050
Befestigungsmittelfastener
5151
Baumaterialbuilding materials
5252
Vorratsbehälterreservoir
5353
Beschichtercoaters
5454
SiebbeschichterSiebbeschichter
5555
Baubereichconstruction industry
5656
Wandung v. 52 Wall v. 52
5757
Wandung v. 55 Wall v. 55
AA
Pfeil v. 56 Arrow v. 56
BB
Pfeil v. 53 Arrow v. 53
CC
Pfeil v. 54 Arrow v. 54

Claims (25)

Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Laserstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials an den den jeweiligen Querschnitten der Objekte entsprechenden Stellen, wobei die Vorrichtung eine Tragvorrichtung (2) zum Tragen des Objektes mit einem Träger (3) mit einer dem Objekt zugewandten Oberseite (10) aufweist und eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Materials auf die Tragvorrichtung (2) oder eine zuvor gebildete Schicht vorgesehen ist, sowie eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen von Schichten des Materials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen dient, wobei an einem nach oben weisenden Ende (22) eines vorgefertigten Körpers (21) durch sukzessives Verfestigen von Schichten des Aufbaumaterials ein dreidimensionales Teilobjekt anformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) mit wenigstens einer Durchsteckausnehmung (20) versehen ist, durch welche der langgestreckte, vorgefertigte Körper (21) nach unten weisend einsteckbar ist.Device for producing three-dimensional objects by successively solidifying layers of pulverulent building material which can be solidified by means of electromagnetic radiation, in particular laser radiation, at the positions corresponding to the respective cross-sections of the objects, the device comprising a support device ( 2 ) for carrying the object with a carrier ( 3 ) with an object facing top ( 10 ) and a coating device for applying layers of the material to the carrier device (US Pat. 2 ) or a previously formed layer is provided, as well as an irradiation device for irradiating layers of the material at the respective cross-section of the object corresponding locations is used, wherein at an upwardly facing end ( 22 ) of a prefabricated body ( 21 ) by successive solidification of layers of the building material, a three-dimensional sub-object is formable, characterized in that the carrier ( 3 ) with at least one Durchsteckausnehmung ( 20 ), through which the elongate, prefabricated body ( 21 ) can be inserted pointing down. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) eine Mehrzahl von Durchsteckausnehmungen (20) aufweist.Device according to claim 1, characterized in that the carrier ( 3 ) a plurality of Durchsteckausnehmungen ( 20 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (10) des Trägers (3) im Bereich der wenigstens einen Durchsteckausnehmung (20) eine Vertiefung (23) aufweist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the surface ( 10 ) of the carrier ( 3 ) in the region of the at least one through-hole ( 20 ) a recess ( 23 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vertiefung (23) ein Halteeinsatz (40) zur Aufnahme des langgestreckten Teils (21) einsetzbar ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that in the recess ( 23 ) a holding insert ( 40 ) for receiving the elongated part ( 21 ) can be used. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vertiefung (23) ein nach oben weisendes Kopfende (22) des langgestreckten vorgefertigten Körpers (21) einsetzbar ist, auf welches das Teilobjekt durch Verfestigung von pulverförmigem Material aufbringbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the recess ( 23 ) an upwardly facing headboard ( 22 ) of the elongated prefabricated body ( 21 ) can be used, to which the part object can be applied by solidification of powdery material. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) höhenverstellbar ist und ein unter dem Träger (3) angeordneter Bodenbereich (7) einer Baukammer mit zu den Durchsteckausnehmungen (20) des Trägers (3) korrespondierenden Verlängerungsausnehmungen (30) versehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 3 ) is height adjustable and one under the carrier ( 3 ) arranged floor area ( 7 ) a building chamber with the Durchsteckausnehmungen ( 20 ) of the carrier ( 3 ) corresponding extension recesses ( 30 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Abstand unter dem Bodenbereich (7) angeordnete Grundplatte (31) der Vorrichtung (1) mit zu den Durchsteckausnehmungen (20) korrespondierenden weiteren Verlängerungsausnehmungen (32) versehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a distance below the floor area ( 7 ) arranged base plate ( 31 ) of the device ( 1 ) with the Durchsteckausnehmungen ( 20 ) corresponding further extension recesses ( 32 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verlängerungsausnehmungen (30) und den weiteren Verlängerungsausnehmungen (32) ein Schacht (33) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims 6 and 7, characterized in that between the extension recesses ( 30 ) and the further extension recesses ( 32 ) a shaft ( 33 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (33) gasdicht ausgebildet mit der Baukammer verbunden ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the shaft ( 33 ) is gas-tight connected to the building chamber. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (33) als flexibler Schlauch oder als Faltenbalg ausgebildet ist.Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the shaft ( 33 ) is designed as a flexible hose or as a bellows. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsteckausnehmungen (20) mit Blindeinsätzen (41) abdichtbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the push-through recesses ( 20 ) with blind inserts ( 41 ) are sealable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4–11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinsätze (40) oder Blindeinsätze (41) im Bereich der Durchsteckausnehmungen (20) mit dem Träger (3) verschraubbar sind.Device according to one of the preceding claims 4-11, characterized in that the holding inserts ( 40 ) or blind inserts ( 41 ) in the region of the through holes ( 20 ) with the carrier ( 3 ) are screwed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4–12, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben weisenden Seiten der Halteeinsätze (40) oder Blindeinsätze (41) in verschraubtem Zustand mit der Oberseite des Trägers (3) fluchten.Device according to one of the preceding claims 4-12, characterized in that the upwardly facing sides of the holding inserts ( 40 ) or blind inserts ( 41 ) in a screwed state with the top of the carrier ( 3 ) are aligned. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) eine Mehrzahl von Gewindebohrungen aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 3 ) has a plurality of threaded bores. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsteckausnehmungen (20) peripher um ein zentrales Trägerelement (5) des Trägers (3) herum angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the push-through recesses ( 20 ) peripherally about a central support element ( 5 ) of the carrier ( 3 ) are arranged around. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Trägerelement (5) als Nullpunktspannsystem ausgebildet ist.Apparatus according to claim 14, characterized in that the central support element ( 5 ) is designed as a zero point clamping system. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine kreisförmige Anordnung einer Mehrzahl von Durchsteckausnehmungen (20).Apparatus according to claim 15 or 16, characterized by a circular arrangement of a plurality of Durchsteckausnehmungen ( 20 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) als Austauschträger ausgebildet ist und ein mit Durchsteckausnehmungen (20) versehener Träger (3) in einen Träger (3) ohne Durchsteckausnehmungen (20) oder einer anderen Anordnung und/oder Anzahl von Durchsteckausnehmungen (20) austauschbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 3 ) is designed as a replacement carrier and one with Durchsteckausnehmungen ( 20 ) provided carrier ( 3 ) in a carrier ( 3 ) without through holes ( 20 ) or another arrangement and / or number of Durchsteckausnehmungen ( 20 ) is interchangeable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Durchsteckausnehmung (20) eine Mehrzahl von oberseitig mit einem Teilobjekt zu versehenden langgestreckten Körpern (21) durchsteckbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in a Durchsteckausnehmung ( 20 ) a plurality of elongated bodies to be provided with a sub-object on top ( 21 ) is durchsteckbar. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Halteeinsatz (40) eine Mehrzahl von vorbereiteten langgestreckten Körpern (21) befestigbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in a holding insert ( 40 ) a plurality of prepared elongate bodies ( 21 ) is attachable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgefertigte langgestreckte Körper (21) wenigstens einen Kanal zur Durchleitung eines Mediums aufweist, der sich in dem durch das generative Verfahren am oberen Ende des vorgefertigten Teils (21) angebrachten Teilobjekt fortsetzt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the prefabricated elongated body ( 21 ) has at least one channel for the passage of a medium, which in the by the generative method at the upper end of the prefabricated part ( 21 ) is continued. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsteckausnehmung (20) eine langgestreckte Form aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Durchsteckausnehmung ( 20 ) has an elongated shape. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchsteckausnehmung (20) umgebende Vertiefung (23) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Durchsteckausnehmung ( 20 ) surrounding depression ( 23 ) has a substantially rectangular cross-section. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) gemeinsam mit den daran befestigten fertiggestellten Teilobjekten und den langgestreckten Körpern (21) durch Herausziehen der Körper aus den Verlängerungsausnehmungen (30, 32) nach oben aus dem Bauraum entnehmbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 3 ) together with the completed sub-objects and the elongated bodies ( 21 ) by pulling the bodies out of the extension recesses ( 30 . 32 ) is removed from the installation space upwards. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit langgestreckten Körpern (21) vorbestückter Träger (3) durch Einführen der Körper in die Verlängerungsausnehmungen (30, 32) von oben in die Vorrichtung (1) einsetzbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one with elongate bodies ( 21 ) pre-loaded carrier ( 3 ) by inserting the bodies into the extension recesses ( 30 . 32 ) from above into the device ( 1 ) can be used.
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