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Title:
DEVICE AND METHOD FOR ADDITIVELY PRODUCING AT LEAST ONE COMPONENT REGION OF A COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/202415
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a device (10) for additively producing at least one component region of a component (12), in particular a component (12) of a turbomachine, wherein the device (10) comprises: at least one coating apparatus (14) for applying at least one powder layer of a component material to at least one constructing and joining zone (20) of at least one component platform (16) that can be lowered, wherein the coating apparatus (14) can be moved in relation to the component platform (16); and at least one radiation source for producing at least one high-energy beam (22), by means of which the powder layer can be locally fused and/or sintered into a component layer in the region of the constructing and joining zone (20). In addition, at least one heating device (24, 28) is arranged on the coating apparatus (14). The invention further relates to a method for producing at least one component region of a component, and a coating apparatus.

Inventors:
JAKIMOV ANDREAS (DE)
SCHLICK GEORG (DE)
HANRIEDER HERBERT (DE)
LEUTERER MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/061904
Publication Date:
December 24, 2014
Filing Date:
June 06, 2014
Export Citation:
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Assignee:
MTU AERO ENGINES AG (DE)
EOS ELECTRO OPTICAL SYST (DE)
International Classes:
B22F3/105
Attorney, Agent or Firm:
HOFSTETTER, ALFONS (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung (10) zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils (12), insbesondere eines Bauteils (12) einer Strömungsmaschine, umfassend:

mindestens einen Beschichter (14) zum Auftrag von mindestens einer Pulver- schicht eines Bauteilwerkstoffs auf mindestens eine Aufbau- und Fügezone (20) mindestens einer absenkbaren Bauteilplattform (16), wobei der Beschichter (14) relativ zu der Bauteilplattform (16) bewegbar ist; und

mindestens eine Strahlungsquelle zum Erzeugen wenigstens eines Hochenergiestrahls (22), mittels welchem die Pulverschicht im Bereich der Aufbau- und Fügezone (20) lokal zu einer Bauteilschicht verschmelzbar und/oder versinterbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eine Heizvorrichtung (24, 28) an dem Beschichter (14) angeordnet ist.

Vorrichtung (10) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Heizvorrichtung (24, 28) derart ausgebildet ist, dass eine Erwärmung von zumindest der Pulverschicht des Bauteilwerkstoffs mittels induktiver Erwärmung und/oder elektromagnetischer Strahlung erfolgt.

Vorrichtung (10) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Heizvorrichtung (24, 28) mindestens einen Laser und/oder mindestens eine Mikrowelle und/oder mindestens eine Infrarot-Strahlungsquelle und/oder mindestens eine UV- Strahlungsquelle umfasst.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Heizvorrichtung (24, 28) mindestens eine Induktionsspule umfasst. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (10) mehrere an dem Beschichter (14) angeordnete Induktionsspulen umfasst, die in einer oder mehreren Ebenen parallel zu einer Oberfläche der Aufbau- und Fügezone (20) angeordnet sind.

Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Heizvorrichtung (24) an dem Beschichter (14) nicht-verfahrbar angeordnet ist.

Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Heizvorrichtung (28) an dem Beschichter (14) verfahrbar angeordnet ist.

Vorrichtung (10) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Beschichter (14) mindestens eine Verfahreinheit (26) umfasst, an der mindestens Heizvorrichtung (28) angeordnet ist.

Vorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (10) mindestens eine am Beschichter (14) verfahrbar angeordnete Heizvorrichtung (28) und mindestens eine am Beschichter (14) nicht-verfahrbar angeordnete Heizvorrichtung (24) umfasst.

Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Beschichter (14) mindestens eine bewegbare Klinge (18) umfasst, derart, dass die Klinge (18) während einer Belichtung der Pulverschicht im Bereich der Aufbau- und Fügezone (20) mittels des Hochenergiestrahls (22) in den Beschichter (14) zumindest teilweise rückziehbar ist.

11. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (10) mindestens eine Fokussiereinrichtung zur Fokussierung des Hochenergiestrahls (22) umfas st.

12. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Hochenergiestrahl (22) ein Laser- oder Elektronenstrahl ist.

Verfahren zur Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils (12), insbesondere eines Bauteils (12) einer Strömungsmaschine, zumindest folgende Schritte umfassend:

a) Schichtweises Auftragen von mindestens einem pulverförmigen Bauteil Werkstoff mittels mindestens einem Beschichter (14) auf mindestens eine Bauteilplattform (16) im Bereich einer Aufbau- und Fügezone (20), wobei der Beschichter (14) relativ zu der Bauteilplattform (16) bewegbar ist;

b) Schichtweises und lokales Verschmelzen und/oder Versintern des Bauteilwerkstoffs durch Zuführen von Energie mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls (22) im Bereich der Aufbau- und Fügezone (20) zum Ausbilden einer Bauteilschicht, wobei vor und/oder während und/oder nach dem schichtweisen und lokalen Verschmelzen und/oder Versintern des Bauteilwerkstoffs eine Erwärmung zumindest des im Bereich der Aufbau- und Fügezone (20) angeordneten Bauteilwerkstoffs mittels mindestens einer Heizvorrichtung (24, 28) erfolgt; c) Schichtweises Absenken der Bauteilplattform (16) um eine vordefinierte Schichtdicke; und

d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis zur Fertigstellung des Bauteilbereichs, dadurch gekennzeichnet, dass

die mindestens eine Heizvorrichtung (24, 28) an dem Beschichter (14) angeordnet ist.

Verfahren nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass während des Zuführens von Energie mittels des Hochenergiestrahls (22) im Bereich der Aufbau- und Fügezone (20) mindestens eine an dem Beschichter (14) angeordnete Klinge (18) von einer Oberfläche des Bauteilwerkstoffs wegbewegt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Klinge (18) bewegbar ausgebildet ist, derart, dass die Klinge (30) während einer Belichtung der Pulverschicht im Bereich der Aufbau- und Fügezone (20) mittels des Hochenergiestrahls (22) in den Beschichter (14) zumindest teilweise rückziehbar ist.

16. Verfahren nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Wegbewegung der Klinge (18) von der Oberfläche des Bauteilwerkstoffs ein Absenken der Bauteilplattform (16) erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, dass

während des Absenkens der Bauteilplattform (16) eine Veränderung der Positionierung eines Strahlfokus des Hochenergiestrahls (22) relativ zur Oberfläche des Bauteilwerkstoffs erfolgt.

18. Beschichter (14) zur Verwendung in einer Vorrichtung (10) zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils (12),

dadurch gekennzeichnet, dass

der Beschichter (14) relativ zu einer Bauteilplattform (16) der Vorrichtung (10) bewegbar und zur Anordnung an mindestens einer Heizvorrichtung (24, 28) ausgebildet ist.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines

Bauteils

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Bauteilen sind in einer großen Vielzahl bekannt. Insbesondere sind generative Fertigungsverfahren (sog. Rapid Manufacturing- bzw. Rapid Prototyping-Verfahren) bekannt, bei denen das Bauteil durch pulverbettbasierte, additive Ferti- gungsverfahren schichtweise aufgebaut wird. Vorwiegend metallische Bauteile können beispielsweise durch Laser- bzw. Elektronenstrahlschmelz- oder -sinterverfahren hergestellt werden. Dabei wird zunächst schichtweise mindestens ein pulverförmiger Bauteilwerkstoff auf eine Bauteilplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone der Vorrichtung aufgetragen. Anschließend wird der Bauteil Werkstoff schichtweise lokal verschmolzen und/oder versintert, in- dem dem Bauteil Werkstoff im Bereich der Aufbau- und Fügezone Energie mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls, zum Beispiel eines Elektronen- oder Laserstrahls zugeführt wird. Der Hochenergiestrahl wird dabei in Abhängigkeit einer Schichtinformation der jeweils herzustellenden Bauteilschicht gesteuert. Nach dem Verschmelzen und/oder Versintern wird die Bauteilplattform schichtweise um eine vordefinierte Schichtdicke abgesenkt. Danach werden die genannten Schritte bis zur endgültigen Fertigstellung des Bauteils wiederholt.

Aus dem Stand der Technik sind insbesondere auch generative Herstellverfahren für die Herstellung von Bauteilen einer Strömungsmaschine, wie beispielsweise von Bauteilen eines Flugtriebwerks oder einer Gasturbine bekannt, z.B. das in der DE 10 2009 051 479 AI beschriebene Ver- fahren bzw. eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Bei diesem Verfahren wird durch schichtweisen Auftrag von mindestens einem pulverförmigen Bauteil werkstoff auf einer Bauteilplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone sowie schichtweises und lokales Schmelzen oder Sintern des Bauteilwerkstoffs mittels im Bereich der Aufbau- und Fügezone zugeführter Energie ein entsprechendes Bauteil hergestellt. Die Zufuhr der Energie erfolgt hierbei über Laserstrahlen, wie beispielsweise C02-Laser, Nd:YAG-Laser, Yb-Faserlaser sowie Diodenlaser, oder durch Elektronenstrahlen. Bei dem in der DE 10 2009 051 479 AI beschriebenen Verfahren wird weiterhin das erzeugte Bauteil bzw. die Aufbau- und Fügezone auf eine Temperatur knapp unterhalb des Schmelzpunkts des Bauteilwerkstoffs mittels eines Zonenofens erwärmt, um eine gerichtet erstarrte oder einkristalline Kristallstruktur auf- rechtzuerhalten .

Aus der DE 10 2006 058 949 AI ist ebenfalls eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schnellen Herstellung und Reparatur von Schaufelspitzen von Schaufeln einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks bekannt, wobei eine induktive Heizung zusammen mit Laser- oder Elektro- nenstrahlsintern eingesetzt wird.

Eine induktive Heizung des herzustellenden Bauteils im Zusammenhang mit der generativen Herstellung eines Bauteils mit Hilfe von selektivem Laserschmelzen ist auch in der EP 2 359 964 AI beschrieben.

Die WO 2008/071165 AI beschreibt wiederum eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reparatur von Turbinenschaufeln von Gasturbinen mittels Pul Verauftrags schweißen, wobei für die Auftrags schweißung eine Strahlungsquelle, wie ein Laser oder ein Elektronenstrahl, Verwendung findet. Zugleich wird über eine Induktionsspule eine Heizvorrichtung zur Beheizung der zu repa- rierenden Schaufel bereitgestellt.

Die DE 10 2012 206 122 AI beschreibt eine Vorrichtung zur generativen Herstellung von Bauteilen mittels einem Laserpulverauftragsschweißen und/oder einem selektiven Bestrahlen eines Pulverbetts, wobei die Vorrichtung mindestens eine relativ zu einem oder mehreren Pulver- betträumen beweglich angeordnete Induktionsspule aufweist. Die Induktionsspulen sind dabei entlang separat ausgebildeter Schienenanordnungen linear verfahrbar. Durch die lokale und individuell auf die Geometrie des herzustellenden Bauteils angepasste induktive Erwärmung des Bauteils ist es möglich, dass Heißrissbildungen, insbesondere bei der Verwendung von Hochtemperaturlegierungen für die generative Fertigung, bei der Herstellung des Bauteils zuverlässig verhindert werden. Als nachteilig an den bekannten Vorrichtungen, die bewegliche Induktionsspulen umfassen, ist aber der Umstand anzusehen, dass hierfür ein zusätzlicher apparativer Aufbau wie zum Beispiel zusätzliche Schienenanordnungen notwendig sind. Dadurch verteuert sich die Vorrichtung und eine nachträgliche Umrüstung derartiger Vorrichtungen ohne beweglichen Induktionsspulen auf Vorrichtungen mit entsprechenden Induktionsspulen ist oftmals nicht oder nur mit hohem kon- struktiven Aufwand möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen vereinfachten konstruktiven Aufbau aufweist und eine relativ einfache Nachrüstung mit mindestens einer verfahrbaren Heizvorrichtung ermöglichen. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches konstruktiv einfach realisierbar ist.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 sowie einen Beschichter zur Verwendung in einer Vorrichtung zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung als vorteilhafte Ausgestal- tungen des Verfahrens sowie des Beschichters und umgekehrt anzusehen sind.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Die Vorrichtung umfasst dabei mindestens einen Beschichter zum Auftragen von mindestens einer Pulverschicht eines Bauteilwerkstoffs auf mindestens eine Aufbau- und Fügezone mindestens einer absenkbaren Bauteilplattform, wobei der Beschichter relativ zu der Bauteilplattform bewegbar ist. Zudem umfasst die Vorrichtung mindestens eine Strahlungsquelle zum Erzeugen wenigs- tens eines Hochenergiestrahls, mittels welchem die Pulverschicht im Bereich der Aufbau- und Fügezone lokal zu einer Bauteilschicht verschmelzbar und/oder versinterbar ist. Des Weiteren ist an dem Beschichter mindestens eine Heizvorrichtung angeordnet. Durch die Anordnung der Heizvorrichtung an dem Beschichter ist es möglich, die Pulverschicht des Bauteilwerkstoffs vor, während und/oder nach der Belichtung mittels der Strahlungsquelle in diesem Bereich zu erwärmen. Aufgrund dieser Erwärmung mittels der Heizvorrichtung werden zuverlässig, insbesondere bei der Verwendung von Hochtemperaturlegierungen als Bauteilwerkstoff, Heißrissbildungen vermieden. Da die Heizvorrichtung an dem Beschichter angeordnet ist, kann zunächst auf zusätzliche Verfahreinheiten zur Bewegung der Heizvorrichtung im Bereich der Aufbau- und Fügezone des Bauteils verzichtet werden. Die Heizvorrichtung kann an dem Beschichter nicht- verfahrbar angeordnet sein, so dass diese durch die Bewegung des Beschichters entlang bzw. über die Aufbau- und Fügezone der Bauteilplattform bewegt wird. Dadurch ist ein einfacher konstruktiver Aufbau der Vorrichtung insgesamt gegeben. Zudem können bereits vorhandene Vorrichtungen zur generativen Herstellung von Bauteilen mit einer entsprechenden Heizvorrichtung, die an dem Beschichter angeordnet wird, nachgerüstet werden. Diese wird dann mit dem Beschichter über eine entsprechende Verfahreinheit des Beschichters über die Aufbau- und Fügezone der Bauteilplattform bewegt. Unter den Begriffen„angeordnet" oder„Anordnung" ist zu verstehen, dass die Heizvorrichtung direkt oder indirekt mit dem Beschichter verbunden werden kann. Beispielsweise ist eine mechanische Verbindung mit dem Beschichter möglich.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Heizvorrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Erwärmung von zumindest der Pulverschicht des Bauteilwerkstoffs mittels induktiver Erwärmung und/oder elektromagnetischer Strahlung erfolgt. Dabei kann die Heizvorrichtung mindestens einen Laser und/oder mindestens eine Mikrowelle und/oder mindestens eine Infrarot-Strahlungsquelle und/oder mindestens eine UV- Strahlungsquelle umfassen. Des Weiteren kann die Heizvorrichtung mindestens eine Induktionsspule umfassen. Dabei wird unter Induktionsspule im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Vorrichtung verstanden, die eine induktive Erwärmung erzeugen kann, also beispielsweise unabhängig von der Anzahl der Windungen, so dass die Induktionsspule beispielsweise auch als In- duktions schleife bezeichnet werden kann. Dabei ist es möglich, dass die Vorrichtung mehrere an dem Beschichter angeordnete Induktionsspulen umfasst, die in einer oder mehreren Ebenen parallel zu einer Oberfläche der Aufbau- und Fügezone angeordnet sind. Insbesondere können zwei Induktionsspulen in zueinander gekreuzter Anordnung betrieben werden, wobei insbesondere im Kreuzungsbereich der Hochenergiestrahl der Strahlungsquelle zum Aufschmelzen und/oder Versintern des pulverförmigen Bauteilwerkstoffs vorgesehen sein kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Induktionsspule nicht-verfahrbar an dem Beschichter und eine weitere Induktionsspule über eine Verfahreinheit am Beschichter verfahrbar angeordnet sein. Unter den Begriffen„angeordnet" oder„Anordnung" ist zu verstehen, dass die Verbindung zwischen den genannten Elementen direkt oder indirekt ausgebildet ist.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die mindestens eine Heizvorrichtung an dem Beschichter verfahrbar angeordnet. Dabei kann der Beschichter mindestens eine Verfahreinheit umfassen, an der wiederum mindestens eine Heizvorrichtung angeordnet ist. Daher ergibt sich vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Heizvorrichtung auch entgegen der Bewegungsrichtung des Beschichters zu verfahren, um so einen weiteren Bereich der Aufbau- und Fügezone einer Erwärmung durch die Heizvorrichtung unterziehen zu können. Ins- besondere ist es aber auch möglich, dass die Vorrichtung mindestens eine am Beschichter verfahrbar angeordnete Heizvorrichtung und mindestens eine am Beschichter nicht-verfahrbar angeordnete Heizvorrichtung umfasst. Durch die Anordnung von mindestens zwei Heizvorrichtungen an dem Beschichter kann wiederum vorteilhafterweise ein größerer Bereich der Aufbau- und Fügezone der Bauteilplattform und der in diesem Bereich aufgetragene Bauteilwerkstoff erwärmt werden. Unter den Begriffen„angeordnet" oder„Anordnung" ist zu verstehen, dass die Verbindung zwischen den genannten Elementen direkt oder indirekt ausgebildet ist.

Die relative Bewegbarkeit des Beschichters relativ zu der Bauteilplattform kann entweder durch die Bewegung des Beschichters mittels der entsprechenden Verfahreinheit oder durch Bewegen der Bauteilplattform erfolgen. Bei der letztgenannten Ausführungsform kann gegebenenfalls auf eine separate Verfahreinheit des Beschichters verzichtet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst der Beschichter mindestens eine bewegbare Klinge, derart, dass die Klinge während einer Belichtung der Pulverschicht im Bereich der Aufbau- und Fügezone mittels des Hochenergiestrahl in den Beschichter zumindest teilweise rückziehbar ist. Unter dem Begriff„Klinge" sind dabei alle verwendbaren Glättvorrichtungen wie zum Beispiel Klingen, Rakel, Lippen, ein Kämme oder Walzen zu verstehen. Damit kann vorteilhafterweise gewährleistet werden, dass es zu keiner Beschädigung der Klinge durch den Hochenergiestrahl kommen kann, falls die Klinge derart an dem Beschichter angeordnet ist, dass diese zumindest teilweise während des Belichtungsvorgangs durch den Hochenergiestrahl in den Belichtungsbereich hineinragt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung mindestens eine Fokussiereinrichtung zur Fokussierung des Hochenergiestrahls. Dadurch ist gewährleistet, dass der Hochenergiestrahl unabhängig von einer möglichen Auf- oder Abbewegung der Bauteilplattform immer auf die zu verschmelzende und/oder zu versinternde Schicht des pulverförmigen Bauteilwerkstoffs fokussiert bleibt.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Hochenergiestrahl ein Laser- oder Elektronenstrahl.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Das Verfahren umfasst dabei zumindest folgende Schritte: a) Schichtweises Auftragen von mindestens einem pulverförmigen Bauteilwerkstoff mittels wenigstens einem Beschichter auf mindestens eine Bauteilplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone, wobei der Beschichter relativ zu der Bauteilplattform bewegbar ist;

b) Schichtweises und lokales Verschmelzen und/oder Versintern des Bauteilwerkstoffs durch Zuführen von Energie mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls im Bereich der Aufbau- und Fügezone zum Ausbilden einer Bauteilschicht, wobei vor und/oder während und/oder nach dem schichtweisen und lokalen Verschmelzen und/oder Versintern des Bauteilwerkstoffs eine Erwärmung zumindest des im Bereich der Aufbau- und Fügezone angeordneten Bauteilwerkstoffs mittels mindestens einer Heizvorrichtung erfolgt;

c) Schichtweises Absenken der Bauteilplattform um eine vordefinierte Schichtdicke; und d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis zur Fertigstellung des Bauteilbereichs. Dabei ist die mindestens eine Heizvorrichtung an dem Beschichter angeordnet und während des Zuführens von Energie mittels des Hochenergiestrahls im Bereich der Aufbau- und Fügezone wird mindestens eine an dem Beschichter angeordnete Klinge von einer Oberfläche des Bauteilwerkstoffs wegbewegt. Durch die Anordnung der mindestens einen Heizvorrichtung an dem Be- schichter ist wiederum eine konstruktiv einfache Lösung zur Bewegung der Heizvorrichtung im Bereich der Aufbau- und Fügezone gewährleistet. Unter den Begriffen„angeordnet" oder„Anordnung" ist zu verstehen, dass die Heizvorrichtung direkt oder indirekt mit dem Beschichter verbunden werden kann. Beispielsweise ist eine mechanische Verbindung mit dem Beschichter möglich. Zudem ist gewährleistet, dass durch das Wegbewegen des Beschichters bzw. einer an dem Beschichter angeordneten Klinge von der Oberfläche des Bauteilwerkstoffs während der Belichtung mittels des Hochenergiestrahls eine Beschädigung des Beschichters oder der daran angeordneten Klinge vermieden wird. Dabei kann die Kline bewegbar ausgebildet sein, derart, dass die Klinge während einer Belichtung der Pulverschicht im Bereich der Aufbau- und Fügezone mittels des Hochenergiestrahls in dem Beschichter zumindest teilweise rückziehbar ist. Es ist aber auch möglich, dass zur Wegbewegung der Klinge von der Oberfläche des Bauteilwerkstoffs ein Absenken der Bauteilplattform erfolgt. Während des Absenkens der Bauteilplattform erfolgt vorteilhafterweise eine Veränderung der Positionierung eines Strahlfokus des Hochenergiestrahls relativ zur Oberfläche des Bauteilwerkstoffs. Es kann beispielsweise eine Fokussierung des Hochenergiestrahls auf die Oberfläche des Bauteilwerkstoffs erfolgen. Dadurch ist ein optimales Verschmelzen und/oder Versintern des Bauteilwerkstoffs in diesem Bereich gegeben.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Beschichter zur Verwendung in einer Vorrichtung zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils. Erfindungsgemäß ist der Beschichter relativ zu einer Bauteilplattform der Vorrichtung bewegbar und zur Anordnung von mindestens einer Heizvorrichtung ausgebildet. Der erfindungsgemäße Beschichter ermöglicht es, dass eine Pulverschicht eines Bauteilwerkstoffs vor, während und/oder nach der Belichtung mittels einer Strahlungsquelle der Vorrichtung in diesem Bereich erwärmt wird. Aufgrund dieser Erwärmung mittels der Heizvorrichtung werden zuverlässig, insbesondere bei der Verwendung von Hochtemperaturlegierungen als Bauteil Werkstoff, Heißrissbildungen vermieden. Da die Heizvorrichtung an dem Beschichter angeordnet ist, kann zunächst auf zusätzliche Verfahreinheiten zur Bewegung der Heizvorrichtung im Bereich der Aufbau- und Fügezone des Bauteils verzichtet werden. Unter den Begriffen„angeordnet" oder„Anordnung" ist zu verstehen, dass der Beschichter direkt oder indirekt mit der Heizvorrichtung verbunden werden kann. Beispielsweise ist eine mechanische Verbindung mit der Heizvorrichtung möglich.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß Figur 1;

Fig. 3 eine schematisch dargestellte Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß Figur 3.

Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur generativen Herstellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils 12, insbesondere eines Bauteils 12 einer Strömungsmaschine. Insbesondere kann es sich dabei um ein Bauteil einer Turbine oder eines Verdichters eines Flugtriebwerks handeln. Die Vorrichtung 10 weist zudem einen Beschichter 14 zum Auftrag von mindestens einer Pulverschicht eines Bauteilwerkstoffs (nicht dargestellt) auf zumindest eine Aufbau- und Fügezone 20 einer absenkbaren Bauteilplattform 16 auf. Man erkennt, dass der Beschichter 14 mittels einer Verfahreinheit 30, welche mit einem Maschinengestell 32 der Vorrichtung 10 verbunden ist, bewegt werden kann. Die Bewegung des Beschichters 14 erfolgt dabei über und entlang der Bauteilplattform 16, so dass ein gleichmäßiger und schichtweiser Auftrag des pulverförmigen Bauteilwerkstoffs auf die Bauteilplattform 16 möglich ist.

Des Weiteren erkennt man, dass an der Verfahreinheit 30 des Beschichters 14 eine erste Indukti- onsspule 24 angeordnet ist. Ungefährt senkrecht zu der ersten Induktionsspule 24 ist eine zweite Induktionsspule 28 an einer Verfahreinheit 26 angeordnet. Die Verfahreinheit 26 ist wiederum am Beschichter 14 angeordnet, so dass die zweite Induktionsspule 28 entlang einer Längserstreckung des Beschichters 14 bewegt werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Induktionsspulen in zueinander gekreuzter Anordnung ausgebildet. Man erkennt, dass durch eine derartige Anordnung der gesamte Bereich der Bauteilplattform 16 mittels der Induktionsspulen 24, 28 überdeckt und somit erwärmt werden kann. Des Weiteren wird deutlich, dass ein Hochenergiestrahl 22, insbesondere ein Laser- oder Elektronenstrahl, zwischen den Induktionsspulen 24, 28 hindurch auf die Pulverschicht des Bauteilwerkstoffs im Bereich einer Aufbau- und Fügezone 20 gerichtet werden kann. Insbesondere wird der Hochenergiestrahl 22 derart aus- gerichtet, dass er zwischen einen Kreuzungsbereich der Induktionsspulen 24, 28 hindurch dringen kann. In Fig. 1 sind zudem durch den punktförmigen Hochenergiestrahl 22 gebildeten Strahlspuren 34, insbesondere Laserspuren, dargestellt. Im Bereich der Strahlspuren 34 hat bereits ein Verschmelzen und/oder Versintern des Bauteilwerkstoffs stattgefunden. Man erkennt zudem, dass durch die Anordnung der Induktionsspulen 24, 28 an den Beschichter 14 diese für die Beschichtung nicht mehr aus dem Arbeitsbereich des Beschichters 14 entfernt werden müssen. Durch die Erwärmung der Pulverschicht mittels der Induktionsspulen 24, 28 im Bereich der Aufbau- und Fügezone 20 ist es möglich, vor, während und nach den Aufschmelzen des Bauteilwerkstoffs mittels des Hochenergiestrahls 22 und mit Fortschreiten der Erstarrungs- front einerseits gleichbleibende Induktionsbedingungen zu erzielen, sodass gleichbleibende

Schmelzbedingungen mit definierten, lokalen Temperaturgradienten bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten einstellbar sind. Andererseits wird gleichzeitig die Ausbildung von Rissen und dergleichen beim Erstarren vermieden. Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung 10 gemäß der Linie A-A in

Fig. 1. Man erkennt, dass die mittels der Verfahreinheit 26 am Beschichter 14 angeordnete zweite Induktionsspule 28 in einer Ebene über der ersten, an der Verfahreinheit 30 des Beschichters 14 angeordneten ersten Induktionsspule 24 relativ zur der Bauteilplattform 16 angeordnet ist. Zudem erkennt man, dass der Beschichter 14 eine Klinge 18 für den schichtweisen Auftrag des pulverförmigen Bauteilwerkstoffs (nicht dargestellt) auf der Bauteilplattform 16 aufweist. Die Klinge 18 ist dabei bewegbar ausgebildet, derart, dass sie während einer Belichtung der Pulver- schicht im Bereich der Aufbau- und Fügezone 20 mittels des Hochenergiestrahls 22 in den Beschichter 14 zumindest teilweise rückziehbar ist. Alternativ zu der Klinge 18 können auch andere Glättvorrichtungen wie zum Beispiel Rakel, Lippen, ein Kämme oder Walzen verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine schematisch dargestellte Aufsicht auf eine Vorrichtung 10 zur generativen Her- Stellung zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils 12, insbesondere eines Bauteils 12 einer Strömungsmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Aufbau der in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 10 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10. Aus der in Fig. 4 gezeigten schematischen Schnittdarstellung der Vorrichtung 10 wird aber deutlich, dass die zweite Indukti- onsspule 28, die mittels der Verfahreinheit 26 an dem Beschichter 14 verfahrbar angeordnet ist, relativ zur Bauteilplattform 16 in einer Ebene unter einer Ebene der ersten Induktionsspule 24 angeordnet ist.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 10 können zudem noch eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung und/oder eine Temperaturerfassungseinrichtung umfassen, wobei mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung die Position und/oder Leistung der Induktionsspule(n) 24, 28 steuerbar und/oder in Abhängigkeit der Messergebnisse der Temperaturerfassungseinrichtung regelbar sind.