DE102015010390B4 - Plant for additive manufacturing of three-dimensional structures - Google Patents
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Abstract
Anlage zur generativen Fertigung dreidimensionaler Bauteile durch Mikro-Laserauftragsschmelzen oder -sintern, die innerhalb eines Gehäuses (1) einen in einer Pulverkammer (2) schrittweise absenkbaren, mit einer Bauplattform (4) versehenen Hubtisch (3), ein Pulverauftragswerkzeug (8) zum schichtweisen Aufbringen eines Pulvermaterials auf den Hubtisch (4) und eine Laservorrichtung zum schichtweisen Aufschmelzen oder Sintern der Pulverschichten entsprechend der jeweiligen Bauteilkontur auf der Bauplattform (4) umfasst und außerhalb des Gehäuses (1) einen mit dem Pulverauftragswerkzeug (8) in Verbindung stehenden Pulvervorratsbehälter (6) und eine Siebvorrichtung (16) zur Aufbereitung von aus der Pulverkammer (2) entnommenem und in gereinigtem Zustand in den Pulvervorratsbehälter (6) zurückzuführendem Pulvermaterial aufweist, weiterhin aufweisend mindestens ein an das Gehäuse (1) austauschbar und abdichtend gekoppeltes und mit einem zugehörigen Pulvervorratsbehälter (6) verbundenes Speichermodul (13) mit einem vom Pulvervorratsbehälter (6) zum Pulverauftragswerkzeug (8) führenden Pulverzuführungskanal (36) und an die Pulverkammer (2) zur vollständigen Entleerung des darin befindlichen Pulvers in das Speichermodul (13) angeschlossenen, verschließbaren Ablaufkanälen (25), die an einem im Speichermodul (13) ausgebildeten Dosierventil (24) münden, an das eine zugehörige Siebvorrichtung (16) anschließbar ist, der an dem betreffenden Pulvervorratsbehälter (6) ein Pulverübergabeventil (21) zugeordnet ist, wobei mehrere Speichermodule (13) mit einem jeweils für ein unterschiedliches Pulvermaterial vorgesehenen Pulvervorratsbehälter (6) an/in einem dem Gehäuse (1) zugeordneten Magazingestell (11) angeordnet sind, an dem die zu jedem Speichermodul (13) gehörige separate Siebvorrichtung (16) vertikal und horizontal verfahrbar und um eine horizontale Achse drehbar angebracht ist und an ein mit dem Dosierventil (24) verbundenes Auslassventil (29) oder ein am Magazingestell (11) dem Pulvervorratsbehälter (6) zugeordnetes Pulverübergabeventil (21) oder in einer um 180° gedrehten Lage an ein Abfallübergabeventil (22) koppelbar ist.System for the additive manufacturing of three-dimensional components by micro-laser deposition melting or sintering, which, within a housing (1), has a lifting table (3) that can be gradually lowered into a powder chamber (2) and is provided with a construction platform (4), a powder application tool (8) for layer-by-layer Application of a powder material to the lifting table (4) and a laser device for layer-by-layer melting or sintering of the powder layers according to the respective component contour on the construction platform (4) and outside of the housing (1) a powder storage container (6 ) and a sieving device (16) for the processing of powder material removed from the powder chamber (2) and to be returned in a cleaned state to the powder storage container (6), furthermore having at least one interchangeably and sealingly coupled to the housing (1) and having an associated powder storage container (6) connected spoke Module (13) with a powder supply channel (36) leading from the powder storage container (6) to the powder application tool (8) and closable discharge channels (25) connected to the powder chamber (2) for complete emptying of the powder contained therein into the storage module (13), which open out at a metering valve (24) formed in the storage module (13), to which an associated screening device (16) can be connected, to which a powder transfer valve (21) is assigned on the relevant powder storage container (6), with several storage modules (13) each having a powder storage containers (6) provided for a different powder material are arranged on/in a magazine frame (11) assigned to the housing (1), on which the separate screening device (16) belonging to each storage module (13) can be moved vertically and horizontally and about a horizontal axis is rotatably mounted and to a metering valve (24) connected to the outlet valve (29) or on the magazine rack (11). Powder reservoir (6) associated powder transfer valve (21) or in a position rotated by 180 ° to a waste transfer valve (22) can be coupled.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur generativen Fertigung dreidimensionaler Bauteile durch Mikro-Laserauftragsschmelzen oder -sintern, die innerhalb eines Gehäuses einen in einer Pulverkammer schrittweise absenkbaren, mit einer Bauplattform versehenen Hubtisch, ein Pulverauftragswerkzeug zum schichtweisen Aufbringen eines Pulvermaterials auf den Hubtisch und eine Laservorrichtung zum schichtweisen Aufschmelzen oder Sintern der Pulverschichten entsprechend der jeweiligen Bauteilkontur auf der Bauplattform umfasst und außerhalb des Gehäuses einen mit dem Pulverauftragswerkzeug in Verbindung stehenden Pulvervorratsbehälter und eine Siebvorrichtung zur Aufbereitung von aus der Pulverkammer entnommenem und in gereinigtem Zustand in den Pulvervorratsbehälter zurückzuführendem Pulvermaterial aufweist,The invention relates to a system for the generative manufacture of three-dimensional components by means of micro-laser deposition melting or sintering, which contains, within a housing, a lifting table which can be lowered step by step into a powder chamber and is provided with a construction platform, a powder application tool for applying a powder material in layers to the lifting table and a laser device for layer-by-layer comprises melting or sintering of the powder layers according to the respective component contour on the construction platform and, outside the housing, has a powder reservoir connected to the powder application tool and a sieve device for processing powder material removed from the powder chamber and to be returned to the powder reservoir in a cleaned state,
Das selektive Lasersintern oder -schmelzen ist ein generatives - auch als Laserauftragsschweißen oder Laserauftragsschmelzen bezeichnetes - Schichtbauverfahren zur schichtweisen Herstellung dreidimensionaler Strukturen aus einem pulverförmigen Ausgangsstoff, der in einer Vielzahl von dünnen Schichten auf einen in einer Pulverkammer absenkbaren, mit einer Bauplattform ausgebildeten Hubtisch aufgetragen wird. Auf der Bauplattform wird unter der Wirkung von Laserstrahlen in jeder Pulverschicht ein der Kontur des herzustellenden dreidimensionalen Bauteils entsprechender Bereich aufgeschmolzen oder gesintert und so - unter schichtweisem Absenken des Hubtisches - das gewünschte Bauteil Schicht für Schicht aufgebaut. Das nach der Fertigstellung des Bauteils in der Pulverkammer verbliebene, nicht mit dem Laserlicht bestrahlte, aber dennoch bei dem vorhergehenden Fertigungsprozess durch Schmutzpartikel verunreinigte Pulvermaterial wird manuell aus der Pulverkammer entfernt, in einer Siebvorrichtung gereinigt und anschließend wieder in den Pulvervorratsbehälter eingebracht. Das Entnehmen des Restpulvers, der Siebvorgang und das Wiederbefüllen des Pulverbehälters sind mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden, so dass eine wirtschaftliche Serienfertigung dreidimensionaler Objekte nicht möglich ist. Bei der Umstellung der Produktion auf ein aus einem anderen Pulvermaterial zu fertigendes Bauteil muss zudem ein hoher Aufwand für die Reinigung des Pulvervorratsbehälters sowie der Pulverkammer und der Siebvorrichtung sowie den Verbindungsleitungen und -ventilen betrieben werden. Aufgrund der mit dem hohen Reinigungsaufwand einhergehenden Nebenzeiten sind auch in diesem Fall einer wirtschaftlichen Fertigung dreidimensionaler Bauteile durch Laserauftragsschmelzen Grenzen gesetzt.Selective laser sintering or melting is a generative layer construction process - also known as laser deposition welding or laser deposition melting - for the layer-by-layer production of three-dimensional structures from a powdery starting material, which is applied in a large number of thin layers to a lifting table that can be lowered into a powder chamber and is equipped with a construction platform. On the construction platform, under the effect of laser beams, an area corresponding to the contour of the three-dimensional component to be produced is melted or sintered in each powder layer and the desired component is built up layer by layer while the lifting table is lowered in layers. The powder material remaining in the powder chamber after the completion of the component, not irradiated with the laser light but still contaminated by dirt particles from the previous manufacturing process, is removed manually from the powder chamber, cleaned in a sieve device and then returned to the powder storage container. The removal of the residual powder, the sieving process and the refilling of the powder container are associated with a considerable amount of time, so that an economical series production of three-dimensional objects is not possible. When converting production to a component to be manufactured from a different powder material, there is also a great deal of effort involved in cleaning the powder storage container, the powder chamber and the screening device, as well as the connecting lines and valves. Due to the non-productive times associated with the high cleaning effort, there are also limits to the economical manufacture of three-dimensional components by laser deposition melting in this case.
Eine aus der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Laserauftragsschmelzen so auszubilden, dass die im Herstellungsprozess auftretenden Nebenzeiten minimiert werden und auch bei der Fertigung von aus unterschiedlichem Pulvermaterial bestehenden Bauteilen eine wirtschaftliche Fertigung mit geringem Zeitaufwand gewährleistet ist.The invention is based on the object of designing a system for laser deposition melting in such a way that the non-productive times occurring in the manufacturing process are minimized and economic production with little expenditure of time is also ensured when manufacturing components made from different powder materials.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Anlage zum Laserauftragsschmelzen gelöst.According to the invention, the object is achieved with a laser deposition melting system designed according to the features of
Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further features and advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Bei einer Anlage der eingangs erwähnten Art zur generativen Fertigung dreidimensionaler, insbesondere aus Metallpulver aufgebauter Strukturen durch Mikro-Laserauftragsschmelzen oder -sintern besteht der Grundgedanke der Erfindung in der Ausbildung eines für das jeweils eingesetzte Pulvermaterial eigenen Pulverkreislaufs, und zwar durch Anordnung von mindestens einem an das Gehäuse positionsgenau koppelbaren und mit einem zugehörigen Pulvervorratsbehälter verbundenen Speichermodul, das mit einem vom Pulvervorratsbehälter zum Pulverauftragswerkzeug führenden Pulverzuführungskanal und an die Pulverkammer zu deren - gegebenenfalls vollständiger - Entleerung angeschlossenen, verschließbaren Ablaufkanälen für benutztes, aber wiederverwertbares Pulvermaterial versehen ist, wobei die Ablaufkanäle an einem im Speichermodul ausgebildeten Dosierventil zur portionierten Übergabe des Pulvermaterial an eine - dem jeweiligen Speichermodul und dem zugehörigen, über ein eigenes Pulverübergabeventil beschickten Pulvervorratsbehälter zugeordnete - Siebvorrichtung münden.In a system of the type mentioned at the beginning for the additive manufacturing of three-dimensional structures, in particular made of metal powder, by means of micro-laser deposition melting or sintering, the basic idea of the invention consists in the formation of a separate powder circuit for the powder material used in each case, namely by arranging at least one on the Housing that can be coupled in a precise position and connected to an associated powder reservoir Storage module trained dosing valve for portioned transfer of the powder material to a - the respective storage module and the associated, via its own powder transfer valve BES chickten associated powder reservoir - open sieve device.
Mit der erfindungsgemäßen Einbindung des lösbar an das Gehäuse gekoppelten Speichermoduls in die Pulverzuführung zum Pulverauftragswerkzeug und die Pulverabführung aus der Pulverkammer sowie der dosierten Übergabe des verunreinigten Pulvermaterials vom Speichermodul an die Siebvorrichtung und von dieser an den mit dem Speichermodul verbundenen Pulvervorratsbehälter wird ein ununterbrochener Pulverkreislauf von immer demselben Pulvermaterial geschaffen, derohne zwischenzeitlichen Reinigungsaufwand - eine kontinuierliche Serienproduktion und damit eine wirtschaftliche Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen durch Laserauftragsschmelzen ermöglicht. Mit der Bereitstellung mehrerer, jeweils durch einen Pulvervorratsbehälter, ein Speichermodul, eine Siebvorrichtung und ein Pulverübergabeventil gebildeter, für unterschiedliche Pulvermaterialien vorgesehener Pulverkreisläufe kann die Fertigung mit der über die Ablaufkanäle automatisch entleerten Pulverkammer und ohne aufwendige Reinigungsarbeiten sofort auf ein anderes Pulvermaterial umgestellt werden. Das Speichermodul ist in der Lage, das am Ende eine Fertigungsprozesses in der Pulverkammer verbliebene Pulvermaterial vollständig aufzunehmen, so dass es sofort durch ein anderes, mit einem Pulvervorratsbehälter verbundenes Speichermodul ersetzt werden kann. Der nächste Fertigungsprozess kann ohne Zeitverzug durchgeführt werden, während das Pulvermaterial aus dem vorhergehenden Prozess gereinigt wird.With the inventive integration of the storage module, which is detachably coupled to the housing, into the powder feed to the powder application tool and the powder discharge from the powder chamber, as well as the metered transfer of the contaminated powder material from the storage module to the sieve device and from this to the powder storage container connected to the storage module, an uninterrupted powder cycle is guaranteed created from the same powder material that enables continuous series production and thus economical manufacture of three-dimensional components by laser deposition melting without the need for intermediate cleaning. With the provision of several powder circuits, each formed by a powder reservoir, a storage module, a sieve device and a powder transfer valve, intended for different powder materials, production can be immediately switched to a different powder material with the powder chamber automatically emptied via the discharge channels and without complex cleaning work. The storage module is able to fully absorb the powder material remaining in the powder chamber at the end of a manufacturing process, so that it can be immediately replaced by another storage module connected to a powder storage container. The next manufacturing process can be carried out without delay while the powder material from the previous process is being cleaned.
Mehrere Speichermodule sind mit einem jeweils für ein unterschiedliches Pulvermaterial vorgesehenen Pulvervorratsbehälter an einem dem Gehäuse zugeordneten, drehbaren und horizontal verfahrbaren Magazingestell angebracht, an dem die zu jedem Speichermodul gehörige separate Siebvorrichtung vertikal und horizontal verfahrbar und um eine horizontale Achse drehbar angebracht ist und an ein mit dem Dosierventil verbundenes Auslassventil oder ein Abfallübergabeventil oder ein am Magazingestell dem jeweiligen Pulvervorratsbehälter zugeordnetes Pulverübergabeventil koppelbar ist. Dadurch ist es möglich, bei einem Materialwechsel die den jeweiligen Pulverkreislauf bildenden Elemente mit geringem Aufwand schnell auszutauschen.Several storage modules, each with a powder reservoir intended for a different powder material, are attached to a rotatable and horizontally movable magazine frame assigned to the housing, to which the separate sieve device belonging to each storage module is attached so that it can be moved vertically and horizontally and can be rotated about a horizontal axis, and to a an outlet valve connected to the dosing valve or a waste transfer valve or a powder transfer valve assigned to the respective powder storage container on the magazine frame can be coupled. This makes it possible to quickly exchange the elements forming the respective powder circuit with little effort when changing the material.
In weiterer Ausbildung der Erfindung steht der Pulverzuführungskanal im Speichermodul über einen Pulverübergabebereich im Speichermodul und im Gehäuse mit dem Pulverauftragswerkzeug sowie zur Entleerung des Pulvervorratsbehälters mit einen zum Dosierventil führenden Entleerungskanal, in den die Ablaufkanäle münden, in Verbindung.In a further embodiment of the invention, the powder feed channel in the storage module is connected via a powder transfer area in the storage module and in the housing to the powder application tool and, for emptying the powder reservoir, to an emptying channel leading to the dosing valve, into which the discharge channels open.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind in Höhe des Pulverübergabebereichs des Speichermoduls weitere, das Gehäuse im Pulverübergabebereich durchdringende Kanalöffnungen von im Speichermodul verlaufenden Ablaufkanälen zum Abführen von mit der Luftzufuhreinheit von der jeweils oberen Pulverschicht entfernten Schmutzpartikeln vorgesehen.In an advantageous development of the invention, at the level of the powder transfer area of the storage module, further channel openings penetrating the housing in the powder transfer area are provided for drainage channels running in the storage module for removing dirt particles removed from the respective upper powder layer with the air supply unit.
In Ausgestaltung der Erfindung ist im Pulverzuführungskanal ein beim Abnehmen des Pulvervorratsbehälters selbsttätig schließendes Schließventil angeordnet.In an embodiment of the invention, a closing valve that closes automatically when the powder storage container is removed is arranged in the powder feed channel.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Speichermodule schwimmend an dem Magazingestell befestigt und mithilfe von an den Speichermodulen vorgesehenen Zentrierdomen im Pulverübergabebereich und im Bereich der Kanalöffnungen der Pulverablaufkanäle positionsgenau an das Gehäuse koppelbar.In a further embodiment of the invention, the storage modules are attached to the magazine frame in a floating manner and can be coupled to the housing with the aid of centering domes provided on the storage modules in the powder transfer area and in the area of the channel openings of the powder discharge channels.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Dosierventil im Speichermodul als zu den Entleerung- und Ablaufkanälen hin offener, ein bestimmtes Pulvervolumen aufnehmender Hohlkörper ausgebildet, der zur Abgabe des Pulvermaterials in die an das Auslassventil angeschlossene Siebvorrichtung um eine horizontale Achse drehbar ist.According to a further feature of the invention, the dosing valve in the storage module is designed as a hollow body that is open to the emptying and discharge channels and holds a specific volume of powder, which can be rotated about a horizontal axis to deliver the powder material into the sieve device connected to the outlet valve.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die mit dem Innenraum der Pulverkammer verbundenen Ablaufkanäle des Speichermoduls durch einen in der Pulverkammer verstellbar angeordneten Verschlussring verschließbar.In a further embodiment of the invention, the discharge channels of the storage module, which are connected to the interior of the powder chamber, can be closed by a locking ring that is adjustably arranged in the powder chamber.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Abfallübergabeventile, an die eine jeweils zugehörige Siebvorrichtung zur Entleerung von abgesiebtem Pulverabfall in ein Abfallgefäß anschließbar ist, jeweils an der vom Gehäuse abgewandten Rückseite des Speichermoduls befestigt.In an expedient embodiment of the invention, the waste transfer valves, to which an associated screening device for emptying screened powder waste into a waste container can be connected, are each fastened to the back of the storage module facing away from the housing.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Pulvervorratsbehälter in seinem Deckel eine an das Pulverübergabeventil anschließbare Einfüllöffnung zum Nachfüllen von in der Siebvorrichtung aufbereitetem Pulvermaterial auf.In an advantageous further development of the invention, the powder reservoir has in its cover a filling opening that can be connected to the powder transfer valve for refilling with powder material processed in the screening device.
Der Pulvervorratsbehälter weist in einer auf dem Speichermodul gehaltenen Bodenplatte an den Pulverzuführungskanal anschließende Auslauföffnungen auf, die durch am Deckel gehaltene Ventilstangen unter der Wirkung einer Druckfeder in einer Schließstellung gehalten werden, wobei die Druckfeder auf eine an der Ventilstange befestigte Stellplatte wirkt, an der eine entgegen der Druckfeder wirkende Exzenterwelle zum Offenhalten der Auslauföffnungen entgegen der Federwirkung angreift.In a base plate held on the storage module, the powder reservoir has outlet openings adjoining the powder feed channel, which are held in a closed position by valve rods held on the cover under the action of a compression spring, the compression spring acting on an adjusting plate attached to the valve rod, on which a counter the compression spring acts against the eccentric shaft acting to keep the outlet openings open against the spring action.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Vorderansicht einer Anlage zur additiven Fertigung dreidimensionaler metallischer Bauteile durch Laserauftragsschmelzen; -
2 eine Schnittansicht der in1 gezeigten Anlage; -
3 eine separate Darstellung eines mit einem Pulvervorratsbehälter verbundenen Speichermoduls mit einer Vertikalführung für eine vertikal und horizontal verfahrbare Siebvorrichtung in der Übergabeposition zu einem Einfüllventil; -
4 das in3 gezeigte Speichermodul in der Übergabeposition der Siebvorrichtung an ein Abfallentleerungsventil; -
5 eine vergrößerte Darstellung des Arbeitsbereichs der Anlage zum Laserauftragsschmelzen und dem an diesen gekoppelten Pulvervorratsbehälter mit Speichermodul; -
6 eine Detailansicht der Pulverkammer der Laseraufschmelzvorrichtung und des an diese gekoppelten Speichermoduls mit angeschlossener Siebvorrichtung bei der Pulverabführung aus der Pulverkammer über einen Ablaufkanal; -
7 die in6 gezeigte Detailansicht, jedoch mit geschlossenem Ablaufkanal; -
8 eine Schnittansicht des Pulvervorratsbehälters in einer für die Zuführung von Pulvermaterial in das Speichermodul geöffneten Stellung des Ablaufventils; und -
9 eine perspektivische Darstellung des Pulvervorratsbehälters.
-
1 a front view of a system for the additive manufacturing of three-dimensional metallic components by laser deposition melting; -
2 a sectional view of the1 plant shown; -
3 a separate representation of a connected to a powder reservoir storage module with a vertical guide for a vertically and horizontally movable screening device in the transfer position to a filling valve; -
4 this in3 storage module shown in the transfer position of the screening device to a waste discharge valve; -
5 an enlarged view of the work area of the system for laser deposition melting and the powder storage container coupled to it with storage module; -
6 a detailed view of the powder chamber of the laser melting device and the storage module coupled to it with a connected sieve device during the powder discharge from the powder chamber via a discharge channel; -
7 in the6 detailed view shown, but with the drain channel closed; -
8th a sectional view of the powder reservoir in an open position for the supply of powder material in the storage module of the drain valve; and -
9 a perspective view of the powder reservoir.
Die
Die Vorrichtung zum Laserauftragsschmelzen, die in
Der zuvor beschriebenen Laserauftragsschmelzvorrichtung ist eine Vorrichtung zur Bereitstellung sowie zur Aufbereitung und Zuführung des Pulvermaterials zu dem oben erwähnten Pulverauftragswerkzeug 8 zugeordnet, die im Wesentlichen aus einem an der Pulverzuführungsseite des Gehäuses 1 angeordneten Magazingestell 11 mit an dessen (im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier) Außenseiten an Längsholmen 12 in gleicher Höhe schwimmend befestigten Speichermodulen 13 und an diese angeschlossenen Pulvervorratsbehältern 6 besteht. Das Magazingestell 11 ist auf einem in Richtung des Gehäuses 1 horizontal verfahrbaren Drehwagen 14 angeordnet. Im Innern des Magazingestells 11 ist jedem Speichermodul 13 eine in einer vertikalen Führungsschiene 15 jedes vertikalen Längsholms 12 des Magazingestells 11 verfahrbare Siebvorrichtung 16 zugeordnet. Die an einem Haltegestell 17 angebrachte Siebvorrichtung 16 ist außerdem an einer horizontalen Führungsschiene 18 verfahrbar und um eine horizontale Achse drehbar. Oberhalb einer in einem Deckel 19 des Pulvervorratsbehälters 6 ausgebildeten Einfüllöffnung 20 ist an jedem Längsholm 12 ein Pulverübergabeventil 21 vertikal verstellbar gehalten, um gereinigtes Pulvermaterial von der Siebvorrichtung 16 über die Einfüllöffnung 20 wieder in den Pulvervorratsbehälter 6 zurückführen zu können. An der Innenfläche der Speichermodule 13 ist jeweils ein Abfallübergabeventil 22 zum Entleeren des in der Siebvorrichtung 16 nach einem Siebvorgang verbliebenen Abfalls in einen Abfallbehälter (nicht dargestellt) angebracht.The laser deposition melting device described above is assigned a device for providing, preparing and feeding the powder material to the above-mentioned
An der im Betrieb dem Gehäuse 1 zugewandten Seite des jeweiligen Speichermoduls 13 sind abdichtend an die Pulverkammer 2 der Laserauftragsschmelzvorrichtung anschließende Kanalöffnungen 23 von im Speichermodul 13 bis zu einem an dessen unterem Ende vorgesehenen Dosierventil 24 führenden Ablaufkanälen 25 (Siehe
Die
Die
Auf diese Weise kann die Pulverkammer 2 über die Ablaufkanäle 25 und das Dosierventil 24 nach und nach automatisch entleert werden und das Pulvermaterial mithilfe der jedem Speichermodul und Pulvervorratsbehälter zugeordneten Siebvorrichtung aufbereitet und wieder in den Fertigungsprozess eingeführt werden. Der Fertigungsprozess muss nicht unterbrochen werden. Selbst wenn das Pulvermaterial letztlich verbraucht ist und mit dem gleichen Material weiterproduziert werden soll, kann ein in dem Magazingestell 11 vorgehaltener weiterer, mit eben diesem Material befüllter und an ein Speichermodul 13 angeschlossener Pulvervorratsbehälter 6 sofort an die Laserauftragsschmelzvorrichtung angeschlossen werden, so dass ohne zeitaufwendige Nebenarbeiten wie beispielsweise das Entleeren der Pulverkammer oder das Befüllen des Pulvervorratsbehälters sofort weiterproduziert werden kann. Das gilt insbesondere auch für die Umstellung der Produktion auf ein aus einem anderen Material bestehendes Erzeugnis. Das andere Material kann in einem an dem Magazingestell befestigten weiteren Speichermodul 13 angeschlossenen, mit dem neuen Pulvermaterial gefüllten Pulvervorratsbehälter 6 bereitgehalten werden und steht nach dem Abkoppeln des zuvor benutzten Speichermoduls und dem Ankoppeln des neuen Speichermoduls sofort für die Fortführung des Produktionsprozesses zur Verfügung, und zwar ohne manuellen und zeitlichen Aufwand für die Entleerung der Pulverkammer und des Pulvervorratsbehälters und dessen Reinigung und Neubefüllung sowie die Reinigung von Verbindungsleitungen und - ventilen.In this way, the
Der Pulvervorratsbehälter 6 weist in einer auf dem Speichermodul 13 gehaltenen Bodenplatte 37 durch im Deckel 19 geführte Ventilstangen 35 abdichtend verschließbare Auslauföffnungen 38 auf. Er kann über einen im Speichermodul 13 bis zum Dosierventil 24 verlaufenden Entleerungskanal 31 entleert werden, ohne vom Speichermodul 13 abgenommen werden zu müssen. Der Pulvervorratsbehälter 6 kann vom Speichermodul 13 auch abgenommen werden, ist aber mit diesem über Schließventile 30 verbunden, die das Speichermodul 13 beim Abnehmen des Pulvervorratsbehälters 6 selbsttätig verschließen, so dass kein Schutzgas aus dem Gehäuse 1 über das Speichermodul 13 entweichen kann und damit eine das Bauteil gegebenenfalls schädigende Neubefüllung mit Schutzgas vermieden wird. Nachdem das restliche Pulvermaterial in der durch eine - an einer an der Ventilstange 35 angebrachten Stellplatte 39 angreifende - Exzenterwelle 32 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 33 angehobenen Lage (
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Gehäusehousing
- 22
- Pulverkammerpowder chamber
- 33
- Hubtischlifting table
- 44
- Bauplattformbuild platform
- 55
- Schlitzöffnung in 1Slot opening in 1
- 66
- Pulvervorratsbehälterpowder storage container
- 77
- Pendelantrieb von 8Pendulum drive from 8
- 88th
- Pulverauftragsschieberpowder applicator
- 99
- Arbeitsbereich des LasersWorking range of the laser
- 1010
- Luftzufuhreinheitair supply unit
- 1111
- Magazingestellmagazine rack
- 1212
- Längsholme von 11Longitudinal spars from 11
- 1313
- Speichermodulememory modules
- 1414
- Drehwagenturntable
- 1515
- vertikale Führungsschiene von 16vertical guide rail from 16
- 1616
- Siebvorrichtungscreening device
- 1717
- Haltegestell von 16Holding frame of 16
- 1818
- horizontale Führungsschiene von 17horizontal guide rail from 17
- 1919
- Deckel von 6cover of 6
- 2020
- Einfüllöffnung von 6Filling opening of 6
- 2121
- Pulverübergabeventil von 12Powder transfer valve from 12
- 2222
- Abfallübergabeventilwaste transfer valve
- 2323
- Kanalöffnungen von 13Channel openings from 13
- 2424
- Dosierventil von 13Dosing valve from 13
- 2525
- Ablaufkanäle in 13drainage channels in 13
- 2626
- Verschlussring von 2locking ring of 2
- 2727
- Pulverübergabebereich von 13Powder transfer area from 13
- 2828
- Zentrierdomecentering dome
- 2929
- Auslassventil von 13exhaust valve from 13
- 3030
- Schließventil von 13Closing valve from 13
- 3131
- Entleerungskanal von 13Drainage channel from 13
- 3232
- Exzenterwelleeccentric shaft
- 3333
- Druckfederncompression springs
- 3434
- Pulverübergabebereich von 1Powder transfer area from 1
- 3535
- Ventilstangenvalve rods
- 3636
- Pulverzuführungskanal in 13Powder feed channel in 13
- 3737
- Bodenplatte von 6bottom plate of 6
- 3838
- Auslauföffnungen von 6outlet openings of 6
- 3939
- Stellplatte von 35Setting plate of 35
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015010390.3A DE102015010390B4 (en) | 2015-08-08 | 2015-08-08 | Plant for additive manufacturing of three-dimensional structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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