A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Verfahren und Vorrichtung zur additiven Fertigung
Verfahren zur additiven Fertigung eines aus einer Vielzahl von Formkörperlagen (6) gebildeten Formkörpers (5), wobei wenigstens ein Ausgangswerkstoff in einer Bearbeitungsposition auf eine Bearbeitungsoberfläche (7) aufgebracht und dort mittels eines Energiestrahls (2) zu einer Schmelze aufgeschmolzen wird, die nach ihrem Erkalten einen Teil der abzuscheidenden Formkörperlage (6) ausbildet, wobei die Bearbeitungsposition mit einer Vorschubgeschwindigkeit in einer Bearbeitungsrichtung (19) auf der Bearbeitungsoberfläche (7) bewegt wird, wobei- pastöse Ausgangswerkstoffe verwendet werden; und- jeder der pastösen Ausgangswerkstoffe mittels einer Materialfördereinheit (9) und einer wenigstens eine Dosiereinrichtung (3a) umfassenden Werkstoffzuführeinrichtung (3) an die Bearbeitungsposition befördert wird; dadurch gekennzeichnet, dass- das Aufschmelzen in der Bearbeitungsposition zeitgleich mit oder unmittelbar nach dem Aufbringen des wenigstens einen Ausgangswerkstoffes durchgeführt wird,- der Energiestrahl (2) mittels einer Strahlführungseinheit (10) quer zur Bearbeitungsrichtung (19) pendelnd oder um die Bearbeitungsposition oszillierend bewegt wird,- der pastöse Ausgangswerkstoff in der Werkstoffzuführeinrichtung (3) in mehrere ringförmig um die Bearbeitungsposition angeordnete Ausgangswerkstoffstränge (4) aufgeteilt wird, wobei mittels derjenigen Dosiereinrichtungen (3a), die in Bearbeitungsrichtung (19) vor der Bearbeitungsposition positioniert sind, jeweils ein Ausgangswerkstoffstrang (4) mit jeweils individuell vorgebbarer Zuführgeschwindigkeit in den Bereich der Bearbeitungsposition gefördert wird und diejenigen Dosiereinrichtungen (3a), die in Bearbeitungsrichtung (19) hinter der Bearbeitungsposition positioniert sind, geschlossen werden,- zur Prozessüberwachung oder -regelung mittels einer optischen Sensoreinrichtung (18) Schmelzbadtemperaturen und Oberflächentemperaturen des Formkörpers (5) in der Schmelzzone oder angrenzend zur Schmelzzone bestimmt werden,- die Position des Auftreffpunktes des oder der Ausgangswerkstoffstränge (4) auf der Bearbeitungsoberfläche (7) und der Auftreffpunkt des Energiestrahles (2) mittels einer optischen Sensoreinrichtung (18) detektiert werden, wobei die Sensoreinrichtung (18) die Strahlführungseinheit (10) und die Werkstoffzuführeinrichtung (3) über einen Steuer/Regelkreis zur Positionierung von Ausgangswerkstoff und Energiestrahl (2) ansteuert, und- ein Abstand zwischen Werkstoffzuführeinrichtung (3) und Bearbeitungsoberfläche (7) mittels einer taktilen Sensoreinrichtung in Verbindung mit einer mit der Werkstoffzuführeinrichtung (3) verbundenen (8) geregelt wird.
Verfahren und Vorrichtung zur additiven Fertigung
Verfahren zur additiven Fertigung eines aus einer Vielzahl von Formkörperlagen (6) gebildeten Formkörpers (5), wobei wenigstens ein Ausgangswerkstoff in einer Bearbeitungsposition auf eine Bearbeitungsoberfläche (7) aufgebracht und dort mittels eines Energiestrahls (2) zu einer Schmelze aufgeschmolzen wird, die nach ihrem Erkalten einen Teil der abzuscheidenden Formkörperlage (6) ausbildet, wobei die Bearbeitungsposition mit einer Vorschubgeschwindigkeit in einer Bearbeitungsrichtung (19) auf der Bearbeitungsoberfläche (7) bewegt wird, wobei- pastöse Ausgangswerkstoffe verwendet werden; und- jeder der pastösen Ausgangswerkstoffe mittels einer Materialfördereinheit (9) und einer wenigstens eine Dosiereinrichtung (3a) umfassenden Werkstoffzuführeinrichtung (3) an die Bearbeitungsposition befördert wird; dadurch gekennzeichnet, dass- das Aufschmelzen in der Bearbeitungsposition zeitgleich mit oder unmittelbar nach dem Aufbringen des wenigstens einen Ausgangswerkstoffes durchgeführt wird,- der Energiestrahl (2) mittels einer Strahlführungseinheit (10) quer zur Bearbeitungsrichtung (19) pendelnd oder um die Bearbeitungsposition oszillierend bewegt wird,- der pastöse Ausgangswerkstoff in der Werkstoffzuführeinrichtung (3) in mehrere ringförmig um die Bearbeitungsposition angeordnete Ausgangswerkstoffstränge (4) aufgeteilt wird, wobei mittels derjenigen Dosiereinrichtungen (3a), die in Bearbeitungsrichtung (19) vor der Bearbeitungsposition positioniert sind, jeweils ein Ausgangswerkstoffstrang (4) mit jeweils individuell vorgebbarer Zuführgeschwindigkeit in den Bereich der Bearbeitungsposition gefördert wird und diejenigen Dosiereinrichtungen (3a), die in Bearbeitungsrichtung (19) hinter der Bearbeitungsposition positioniert sind, geschlossen werden,- zur Prozessüberwachung oder -regelung mittels einer optischen Sensoreinrichtung (18) Schmelzbadtemperaturen und Oberflächentemperaturen des Formkörpers (5) in der Schmelzzone oder angrenzend zur Schmelzzone bestimmt werden,- die Position des Auftreffpunktes des oder der Ausgangswerkstoffstränge (4) auf der Bearbeitungsoberfläche (7) und der Auftreffpunkt des Energiestrahles (2) mittels einer optischen Sensoreinrichtung (18) detektiert werden, wobei die Sensoreinrichtung (18) die Strahlführungseinheit (10) und die Werkstoffzuführeinrichtung (3) über einen Steuer/Regelkreis zur Positionierung von Ausgangswerkstoff und Energiestrahl (2) ansteuert, und- ein Abstand zwischen Werkstoffzuführeinrichtung (3) und Bearbeitungsoberfläche (7) mittels einer taktilen Sensoreinrichtung in Verbindung mit einer mit der Werkstoffzuführeinrichtung (3) verbundenen (8) geregelt wird.
Verfahren und Vorrichtung zur additiven Fertigung
RÖSLER CARSTEN (author)
2023-06-22
Patent
Electronic Resource
German
IPC:
B22F
Verarbeiten von Metallpulver
,
WORKING METALLIC POWDER
/
B23K
Löten
,
SOLDERING OR UNSOLDERING
/
B29C
Formen oder Verbinden von Kunststoffen
,
SHAPING OR JOINING OF PLASTICS
/
B33Y
ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
,
Additive (generative) Fertigung, d. h. die Herstellung von dreidimensionalen [3D] Bauteilen durch additive Abscheidung, additive Agglomeration oder additive Schichtung, z. B. durch 3D- Drucken, Stereolithografie oder selektives Lasersintern
/
C04B
Kalk
,
LIME
| European Patent Office | 2022
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ADDITIVEN FERTIGUNG EINES OBJEKTS
| European Patent Office | 2023