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Title:
IRRADIATING METHOD FOR ADDITIVE PRODUCTION HAVING A PREDETERMINED TRAJECTORY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/030461
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an irradiating method for the additive production of a component (10) in order to heal structural defects (11, 12) in an additively constructed structure for the component (10). According to the invention, the method comprises the providing of a laser or electron beam (20) and the selective irradiating of a defect region (DB) of an additively constructed layer (13) of the structure by means of the laser or electron beam (20) according to a predetermined, in particular closed trajectory (T), which defines the defect region (DB), wherein the defect region (DB) contains a structural defect (11, 12). The invention further relates to a method for additive production, to a correspondingly produced component and to a computer program product.

Inventors:
GEISEN OLE (DE)
FERGANI OMAR (DE)
Application Number:
EP2019/070327
Publication Date:
February 13, 2020
Filing Date:
July 29, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
B22F3/105; B22F5/00; B33Y10/00
Foreign References:
DE102013224788A12015-06-03
EP2601006A12013-06-12
Other References:
M. HIRSCH ET AL: "Targeted rework strategies for powder bed additive manufacture", ADDITIVE MANUFACTURING, vol. 19, 23 November 2017 (2017-11-23), NL, pages 127 - 133, XP055539971, ISSN: 2214-8604, DOI: 10.1016/j.addma.2017.11.011
SHENG HUANG ET AL: "Title Laser re-scanning strategy in selective laser melting for part quality enhancement : a review", PROCEEDINGS OF THE 3RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON PROGRESS IN ADDITIVE MANUFACTURING (PRO-AM 2018), 17 May 2018 (2018-05-17), pages 413 - 419, XP055540188, Retrieved from the Internet [retrieved on 20190110], DOI: 10.25341/D4GP4J
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Claims:
Patentansprüche

1. Bestrahlungsverfahren für die pulverbettbasierte, addi tive Herstellung eines Bauteils (10) zum Heilen von Struktur defekten (11, 12) in einer additiv aufgebauten Struktur für das Bauteil (10), umfassend die folgenden Schritte:

- Bereitstellen eines Laser- oder Elektronenstrahls (20),

- selektives Bestrahlen eines Defektbereichs (DB) einer addi tiv aufgebauten Schicht (13) der Struktur mit dem Laser oder Elektronenstrahl (20) gemäß einer vorbestimmten, ins besondere geschlossenen, Trajektorie (T) , welche den De fektbereich (DB) definiert, wobei die Trajektorie eine schleifenartige Trajektorie ist, und wobei der Defektbe reich (DB) einen Strukturdefekt (11, 12) enthält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Defektbereich (DB) derart gewählt wird, dass der Strukturdefekt (11) in einem Mittelpunkt (M) des Defektbereichs (DB) liegt.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Defektbereich (DB) eine Mehrzahl von Teilschleifen (TS, TS1, TS2, TS3) umfasst und jede Teilschleife (TS, TS1, TS2, TS3) , insbesondere zwei gegenüberliegende, Bögen (BO, BOI, B02,

B03) aufweist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei einzelne Teilschleifen (TS, TS1, TS2, TS3) bzw. Bögen (BO, BOI, B02, B03) nacheinan der in Umfangsrichtung des Defektbereichs (DB) bestrahlt wer den .

5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei sich benachbar te Teilschleifen (TS, TS1, TS2, TS3) bzw. Bögen (BO, BOI,

B02, B03) zumindest teilweise überlappen.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei sich benachbarte Teilschleifen (TS, TS1, TS2, TS3) bzw. Bögen (BO, BOI, B02, B03) nicht überlappen.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Teilschleifen (TS, TS1, TS2 , TS3 ) bzw. Bögen (BO, BOI, B02, B03) tropfenförmig oder elliptisch sind.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei jeder Bogen von einem Mittelpunkt (M) des Defektbereichs (DB) aus geht und - zur Bildung der Teilschleife bzw. eines weiteren Bogens - am Ende wieder durch den Mittelpunkt (M) verläuft.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei der Defektbereich (DB) , umfassend eine Mehrzahl von Teil schleifen (TS, TS1, TS2, TS3) , radialsymmetrisch ist.

10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei ein Strahlparameter, beispielsweise eine Strahlleistung oder Bestrahlungsgeschwindigkeit, während der Bestrahlung des Defektbereichs (DB) variiert wird.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei eine Strahlleistung pro Teilschleife (TS, TS1, TS2, TS3) bzw. Bo gen (BO, BOI, B02, B03) in einem Kernbereich (SB) im Ver gleich zu einem Rand (WB) des Defektbereichs (DB) erhöht wird .

12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei Strahlparameter für die Bestrahlung derart gewählt wer den, dass ein Basismaterial (P) für das Bauteil (10) aus schließlich in einem Kernbereich (SB) umgeschmolzen wird und an einem Rand (WB) lediglich erwärmt wird.

13. Verfahren zum pulverbettbasierten, additiven Herstellen eines Bauteils (10), wobei einzelne Schichten (13) des Bau teils (10) zum Heilen von Strukturdefekten (11) gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche bestrahlt werden .

14. Bauteil (10), hergestellt oder herstellbar gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Bau- teil (10) weiterhin eine im Vergleich zu einem additiv herge stellten Bauteil des Standes der Technik signifikant redu zierte Dichte an Strukturdefekten (11) aufweist. 15. Computerprogrammprodukt (CPP) umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, diesen veranlassen, gegebenenfalls unter benutzerseitiger Definition und/oder Eingabe von Strahl- oder Bestrahlungsparametern das selektive Bestrahlen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.

Description:
Beschreibung

Bestrahlungsverfahren für die additive Herstellung mit vorbe stimmter Trajektorie

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bestrahlungsverfahren für die additive Herstellung eines Bauteils, insbesondere zum Heilen von Strukturdefekten einzelner additiv aufgebauter Schichten für die Struktur des Bauteils. Weiterhin werden ein entsprechendes additives Herstellungsverfahren und ein ent sprechend hergestelltes Bauteil angegeben. Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, welches eingerichtet ist, das selektive Bestrahlen durchzuführen.

Das Bauteil ist vorzugsweise für den Einsatz in einer Strö mungsmaschine, vorzugsweise im Heißgaspfad einer Gasturbine vorgesehen. Das Bauteil besteht vorzugsweise aus einer Super legierung, insbesondere einer nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung. Die Legierung kann weiterhin ausscheidungs- oder dispersionsgehärtet sein.

Moderne Gasturbinen sind Gegenstand stetiger Verbesserung, um ihre Effizienz zu steigern. Dies führt allerdings unter ande rem zu immer höheren Temperaturen im Heißgaspfad. Die metal lischen Materialien für Laufschaufeln, insbesondere der ers ten Stufen, werden hinsichtlich ihrer mechanischen und ther mischen Festigkeit ständig verbessert. Eine weitere Möglich keit, die Performance von heißgasbelasteten Teilen signifi kant zu verbessern, ist die Verwendung neuer Designs oder Kühlgeometrieen bzw. -funktionalitäten, welche erlauben, die Komponente oder das Bauteil effizient aber zuverlässig zu kühlen und so die Materialbelastung im Betrieb zu reduzieren.

Die generative oder additive Fertigung wird aufgrund ihres für die Industrie disruptiven Potenzials zunehmend interes sant auch für die Neukonzeptionierung und Serienherstellung der genannten Turbinenkomponenten, wie beispielsweise Turbi- nenschaufeln oder Brennerkomponenten, welche im Heißgaspfad eingesetzt werden.

Additive Herstellungsverfahren umfassen beispielsweise als Pulverbettverfahren das selektive Laserschmelzen (SLM) oder Lasersintern (SLS) , oder das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) .

Ein Verfahren zum selektiven Laserschmelzen mit einer nach folgenden Temperaturbehandlung ist beispielsweise bekannt aus EP 2 601 006 Bl.

Additive Fertigungsverfahren (englisch: „additive manufac- turing") haben sich insbesondere als besonders vorteilhaft für komplexe oder kompliziert oder filigran designte Bautei le, beispielsweise labyrinthartige Strukturen, Kühlstrukturen und/oder Leichtbau-Strukturen erwiesen. Insbesondere ist die additive Fertigung durch eine besonders kurze Kette von Pro zessschritten vorteilhaft, da ein Herstellungs- oder Ferti gungsschritt eines Bauteils fast ausschließlich auf Basis ei ner entsprechenden CAD-Datei und der Wahl entsprechender Fer tigungsparameter erfolgen kann.

Trotz großer Freiheitsgrade im Design der herzustellenden Bauteile steht die additive Fertigung der Strukturqualität von konventionell gefertigten, beispielsweise durch Feinguss hergestellten, Komponenten nach. Dies ist insbesondere dem schweißtechnisch schwierigen Aufbauprozess und entsprechend hohen beteiligten Temperaturgradienten geschuldet, welche ho he mechanische Spannungen in dem Bauteil hervorrufen. Insbe sondere müssen die Temperaturen, welche durch einen Laser o- der Elektronenstrahl in ein, beispielsweise pulverförmiges, Ausgangsmaterial eingetragen werden, lokal den Schmelzpunkt des Ausgangsmaterials übertreffen. Entfernt von dem Schmelz bad weist das Bauteil bzw. das Pulverbett jedoch nicht annä hernd diese Temperaturen auf, was das Bauteil ganz besonders anfällig für Heiß- oder Erstarrungsrisse macht. Obwohl es zum Teil möglich ist, diese Risse, Spannungen,

Hohl- oder Fehlstellen oder andere Strukturdefekte, wie An bindungsfehler, Korn- oder Phasengrenzen, in den Herstel lungsmaschinen über eine Prozessüberwachung zu detektieren, besteht die Schwierigkeit, die entsprechenden Defekte zuver lässig und vorzugsweise auch prozesseffizient zu reparieren oder auszuheilen.

Gängige Prozessüberwachungssysteme nutzen zum Beispiel opti sche Kameras, Wärmebildkameras, CMOS-Sensoren, Fotodioden, Pyrometer oder Kombinationen aus mehreren Sensoren oder Sys temen .

Bestimmte Defekte, wie zum Beispiel Bindefehler zwischen zwei Schichten, können durch ein erneutes Umschmelzen zwar repa riert oder ausgeheilt werden. Insbesondere bei anfälligen Ma terialien kann diese zusätzliche Belichtung oder Bestrahlung jedoch zu erneuten oder sekundären Defekten führen, zum Bei spiel am Rande eines entsprechenden Schmelzbades.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel anzugeben, welche ein Ausheilen von Strukturdefekten zweckmä ßig und/oder effizient ermöglichen. Insbesondere werden Mit tel für eine angepasste Bestrahlungs- oder Scanstrategie und Prozessführung angegeben, welche die Temperaturgradienten beispielsweise zwischen einer erneut aufgeschmolzenen Zone und festem Material reduzieren. Dazu werden Reparaturstrate gien oder -algorithmen angegeben, welche beispielsweise in einer Steuerungssoftware einer additiven Herstellungsmaschine oder Anlage hinterlegt werden und vor dem Beschichten der nächsten Schicht eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Pa tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Ge genstand der abhängigen Patentansprüche.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bestrah lungsverfahren für die additive, insbesondere pulverbettba- sierte, Herstellung eines Bauteils zum „Heilen" oder Reparie ren von Strukturdefekten oder Aufbaudefekten in einer, bei spielsweise zuvor, additiv aufgebauten Struktur oder Schicht für das Bauteil. Das Bauteil betrifft insbesondere metalli sche und vorzugsweise Hochleistungskomponenten, welche im Heißgaspfad einer Gasturbine eingesetzt werden.

Das Verfahren umfasst weiterhin das Bereitstellen eines La ser- und/oder Elektronenstrahls, beispielsweise im Wege des Betriebs einer handelsüblichen additiven Herstellungsanlage zum selektiven Laserschmelzen, selektives Lasersintern oder Elektronenstrahlschmelzen .

Das Verfahren umfasst weiterhin das selektive, gezielte, vor bestimmte, gesteuerte und/oder simulierte Bestrahlen eines Defektbereichs einer additiv aufgebauten Schicht der Struktur mit dem Laser und/oder Elektronenstrahl gemäß einer vorbe stimmten, insbesondere geschlossenen, Trajektorie, welche den Defektbereich definiert. Der Defektbereich enthält weiterhin einen Strukturdefekt, vorzugsweise einen in einer zuvor auf gebauten Schicht detektierten Strukturdefekt. Demgemäß kann sich der Defektbereich auf einen in Aufsicht auf die Schicht betrachteten Bereich beziehen.

Der Begriff „Trajektorie" bezeichnet vorzugsweise eine Bahn kurve für die Bestrahlung eines Ausgangsmaterials oder Pul vers für die Struktur bzw. das Bauteil. Vorzugsweise defi niert die Trajektorie, beispielsweise durch ihre (laterale) Ausdehnung in der entsprechenden Schicht eine äußere Abmes sung des Defektbereichs.

In einer Ausgestaltung ist die Trajektorie eine schleifenar tige Trajektorie.

Der Begriff „schleifenartig" bedeutet vorzugsweise, dass die Trajektorie in sich, vollständig oder abschnittsweise ge schlossen ist und beispielsweise eine Mehrzahl von Bögen (siehe unten) umfassen kann. Die erfindungsgemäße Bestrahlungstraj ektorie bzw. -Strategie und entsprechende Prozessführung während der additiven Her stellung bzw. zwischen dem Aufbau einzelner Schichten redu zieren vorteilhafterweise mechanische Spannungen und/oder Temperaturgradienten zwischen (erneut) aufgeschmolzenen Zonen und bereits verfestigtem Material der Struktur. Gleichzeitig wird eine vereinfachte und zuverlässige Prozessführung oder -Steuerung ermöglicht.

Vorteilhafterweise ermöglicht gerade die vorbestimmte und vorzugsweise geschlossene oder schleifenartige Bestrahlung des Defektbereichs, also eines Bereichs, welcher in der

Schicht den Defekt enthält, ein besonders zweckmäßiges ther misches Ausheilen oder Reparieren eines im Rahmen eines addi tiven Herstellungsverfahrens bereits zuvor aufgetretenen Strukturdefektes. Insbesondere kann durch ein wiederholtes und/oder angepasstes Scannen oder Abfahren der Trajektorie mit dem Laser- oder Elektronenstrahl ein Energieeintrag in den Defektbereich besonders genau kontrolliert werden. Wei terhin verhindert die vorbestimmte, vorzugsweise geschlosse ne, Trajektorie die Bildung neuer Defekt Z entren, welche bei spielsweise Sekundärdefekte provozieren könnten. Abhängig von der Art der Schleife, beispielsweise der Größe und des Durch messers entsprechender Bögen der Trajektorie kann der Ener gieeintrag, welcher beispielsweise zeitlich in ein Pulver o- der Basismaterial eingebracht wird, maßgeschneidert werden.

In einer Ausgestaltung wird der Defektbereich derart gewählt, dass der Strukturdefekt in einem Mittelpunkt des Defektbe reichs liegt. Der Mittelpunkt kann einen Massen- oder Flä chenmittelpunkt bzw. geometrischen oder Flächenschwerpunkt des Defektbereichs in der Schicht bezeichnen. Diese Ausge staltung vereinfacht insbesondere einen erhöhten Energieein trag durch die Bestrahlung bzw. Trajektorie im Zentrum des Defektbereichs. Mit anderen Worten kann die Bestrahlung ent sprechend dieser Ausgestaltung einfacher und zweckmäßiger er folgen . In einer Ausgestaltung umfasst der Defektbereich eine Mehr zahl von Teilschleifen oder Schleifensegmenten, wobei jede Teilschleife insbesondere zwei oder mehr gegenüberliegende Bögen aufweist oder durch diese gebildet wird. Bei zwei ge genüberliegenden Bögen einer Teilschleife erscheint diese Teilschleife beispielsweise ähnlich einer „acht".

In einer Ausgestaltung werden einzelne Teilschleifen bzw. Bö gen nacheinander in Umfangsrichtung des Defektbereichs be strahlt. Die Umfangsrichtung bezieht sich vorzugsweise auf eine Aufsicht auf den Defektbereich in der Schicht und kann entweder entsprechend oder gegen den Uhrzeigersinn definiert sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere eine suk zessive oder segmentartige Bestrahlung des Defektbereichs in einer kontrollierten und gleichmäßigen Manier, welche insbe sondere das Auftreten von Sekundärdefekten zweckmäßig verhin dern kann.

In einer Ausgestaltung überlappen sich benachbarte Teil schleifen oder Bögen zumindest teilweise. Diese Ausgestaltung kann vorteilhaft sein, wenn an den Schnittpunkten der Teil schleifen oder Bögen ein lokal oder punktweise besonders er höhter Energieeintrag für das Ausheilen eines detektierten Defektes gewünscht bzw. erforderlich ist. Dieses Erfordernis kann sich beispielsweise auf eine Simulation oder eine theo retische Prognose stützen.

In einer Ausgestaltung überlappen sich benachbarte Teil schleifen bzw. Bögen nicht oder abschnittsweise nicht. Diese Ausgestaltung kann vorteilhaft sein, wenn an den Schnittpunk ten der Teilschleifen oder Bögen flächendeckend oder teil schleifendeckend entweder ein besonders hoher oder ein beson ders niedriger Energieeintrag bzw. ein besonders hoher bzw. niedriger Grad des Umschmelzens für das Ausheilen eines de- tektieren Defektes gewünscht bzw. erforderlich ist. Ein besonders hoher Energieeintrag bzw. Grad des Umschmelzens erfolgt insbesondere dann, wenn der Verlauf eines Bogens pa rallel und besonders nah an einem benachbarten Bogen ver läuft. Dahingegen erfolgt ein niedrigerer Energieeintrag bzw. Grad des Umschmelzens dann, wenn der Verlauf eines Bogens beispielsweise von demjenigen eines benachbarten Bogens ent fernt ist. Auch dieser Ausgestaltung kann für den komplizier ten Vorgang des Ausheilens von Defekten in additiv aufgebau ten Strukturen von Vorteil sein.

In einer Ausgestaltung sind die Teilschleifen bzw. Bögen tropfenförmig, kegelförmig oder elliptisch. Dies sind sämt lich vorteilhafte und/oder zweckmäßige Beispiele für eine "Defektreparatur", welche gleichzeitig eine einfache steue- rungs- und regeltechnische Ausführung ermöglicht.

In einer Ausgestaltung geht jeder oder fast jeder Bogen von einem Mittelpunkt des Defektbereichs aus und verläuft - zur Bildung oder Definition der Teilschleife bzw. eines weiteren Bogens - am Ende wieder durch den genannten Mittelpunkt.

Durch diese Ausgestaltung kann zweckmäßigerweise besonders einfach eine geschlossene Schleife für die Trajektorie und/oder ein erhöhter Grad des Schmelzens oder Umschmelzens im Mittelpunkt des Defektbereichs ermöglicht werden.

In einer Ausgestaltung ist der Defektbereich, vorzugsweise umfassend eine Mehrzahl von Teilschleifen oder Bögen (siehe oben), radialsymmetrisch. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft bei punktförmigen Defekten, beispielsweise kurzen Rissen oder lokalen Anbindungsfehlern einer zuvor aufgebauten Schicht der Struktur.

Der Ausdruck „radialsymmetrisch" bezeichnet vorliegend vor zugsweise in Aufsicht auf eine Schicht betrachtet eine Inva rianz gegenüber Rotationen, also Winkeln und Achsen durch den Mittelpunkt . In einer Ausgestaltung ist der Defektbereich, vorzugsweise umfassend eine Mehrzahl von Teilschleifen und/oder Bögen (siehe oben) , nicht radialsymmetrisch sondern beispielsweise (radial) asymmetrisch. Diese Ausgestaltung kann insbesondere bei Defekten, welche zuvor am Rand der Schicht oder Struktur detektiert worden oder lateral weit ausgedehnten Defekten, beispielsweise längeren Rissen oder Anbindungsfehlern von Vorteil sein.

In einer Ausgestaltung wird ein Strahlparameter, beispiels weise eine Strahlleistung, wie eine Laserleistung und/oder - leistungsdichte, oder eine Bestrahlungsgeschwindigkeit, wäh rend der Bestrahlung des Defektbereichs variiert. Durch diese Ausgestaltung wird ein weiterer Freiheitsgrad gegeben, über welchen die Ausheilung, beispielweise abhängig von der beson deren Art des detektierten Defektes, konfektioniert oder aus gestaltet werden kann.

Der Ausdruck „Strahlparameter" bedeutet vorliegend vorzugs weise einen Betrieb des Lasers bzw. des Elektronenstrahls un abhängig von der gewählten Geometrie oder Trajektorie.

In einer Ausgestaltung wird eine Strahlleistung pro Teil schleife bzw. Bogen in einem Kernbereich des Defektbereichs im Vergleich zu einem Rand des Defektbereichs erhöht. Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere geometrie- oder trajek- torienunabhängig die Ausbildung eines vergrößerten Energie eintrags in der Nähe des Mittelpunktes des Defektbereichs und vorzugsweise demgemäß im Zentrum des Defekts. Beispielsweise kann der Energieeintrag in dem Randbereich zweckmäßigerweise geringer gewählt werden, um keine Sekundärrisse in den De fektbereich oder in der Nähe des ursprünglichen Defekts her vorzurufen. Gleichzeitig ist jedoch ein Wärmeeintrag in den Rand des Defektbereichs nötig, um den ursprünglichen Defekt zuverlässig zu reparieren.

In einer Ausgestaltung werden Strahlparameter für die Be strahlung derart gewählt, dass ein Basismaterial für das Bau- teil ausschließlich in dem Kernbereich geschmolzen bezie hungsweise umgeschmolzen wird.

In einer Ausgestaltung werden Strahlparameter für die Be strahlung derart gewählt, dass ein Basismaterial für das Bau teil ausschließlich an dem Rand lediglich erwärmt wird, also nicht auf- oder umgeschmolzen wird.

Gemäß den vorherig beschriebenen beiden Ausgestaltungen kann - wie zuvor angedeutet - der Energieeintrag besonders zweck mäßig und/oder graduell eingestellt werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum additiven, insbesondere pulverbettbasierten, Herstellen eines Bauteils, wobei einzelne Schichten des Bau teils zum Heilen von Strukturdefekten gemäß dem beschriebenen Bestrahlungsverfahren bestrahlt werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bauteil, welches gemäß dem genannten additiven Herstellungs verfahren hergestellt oder herstellbar ist, wobei das Bauteil weiterhin eine, insbesondere im Vergleich zu einem additiv hergestellten Bauteil des Standes der Technik, signifikant reduzierte Dichte an Strukturdefekten aufweist.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogramm bzw. ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle die bei der Ausführung des Programms durch einen Com puter, diesen veranlassen, gegebenenfalls unter benutzersei tiger Definition und/oder Eingabe von Strahl- oder Bestrah lungsparametern das selektive Bestrahlen, wie oben beschrie ben, durchzuführen.

Gemäß der vorliegenden Nomenklatur kann das Computerprogramm produkt also ebenfalls selbst die genannten Befehle umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Computerprogrammprodukt, beispielsweise als Datenstruktur, direkt die vorbestimmte Trajektorie des selektiven Bestrahlungsverfahrens bezeichnen oder darstellen.

Ausgestaltungen, Merkmale und/oder Vorteile, die sich vorlie gend auf das Bestrahlungsverfahren oder das Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt beziehen, können ferner das Ver fahren zur additiven Herstellung bzw. das Bauteil direkt be treffen, oder umgekehrt.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläu tert. Alle bisher und im Folgenden beschriebenen Merkmale sind dabei sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander vorteilhaft. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Er findung abzuweichen. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen.

Der hier verwendete Ausdruck „bzw." und „und/oder", wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine ver wendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.

Figur 1 zeigt eine schematische Aufsicht auf eine addi tiv aufgebaute Struktur.

Figuren 2-4 zeigen jeweils eine schematische Schnittansicht einer additiv aufgebauten Struktur.

Figur 5 deutet schematisch in einer Aufsicht eine er findungsgemäße Bestrahlungstraj ektorie für die additive Herstellung eines Bauteils an. Figur 6 deutet schematisch eine Bestrahlungstraj ektorie gemäß Figur 5 sowie einen Strukturdefekt an.

Figur 7 deutet schematisch eine sukzessive Bestrahlung einer additiv aufgebauten Struktur an.

Figur deutet schematisch Details einer Bestrahlung einer additiv aufgebauten Struktur an.

Figur 9 zeigt ein Diagramm, welches schematisch den

räumlichen Verlauf eines Energieeintrags gemäß der Bestrahlung aus Figur 8 andeutet.

Figur 10 deutet schematisch in einer Aufsicht eine er findungsgemäße Bestrahlungstraj ektorie gemäß einer weiteren Ausgestaltung an.

Figur 11 deutet schematisch in einer Schnittansicht As pekte der Bestrahlung gemäß der Bestrahlungs- trajektorie aus Figur 10 an.

Figuren 12-16 deuten schematisch weitere Aspekte des erfin dungsgemäßen Bestrahlungsverfahrens an.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszei chen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Grö ßenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständ nis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sern .

Figur 1 zeigt eine schematische Aufsicht auf eine additiv aufgebaute Struktur 10 für ein Bauteil. Bauteil und Struktur sind vorliegend der Einfachheit halber mit gleichen Bezugs zeichen versehen, obwohl insbesondere auch strukturelle Un- terschiede bestehen können, welche beispielsweise durch eine nachträgliche mechanische und/oder thermische Behandlung her vorgerufen werden.

Die Raumrichtungen gemäß derer sich die Struktur, beispiels weise eine oder mehrere additiv aufgebaute Schicht (en) , (la terale) erstreckt sind vorliegend mit den Richtungen x und y gekennzeichnet .

Bei dem Bauteil 10 handelt es sich vorzugsweise um ein Bau teil, welches im Heißgaspfad einer Strömungsmaschine, bei spielsweise einer Gasturbine eingesetzt wird. Insbesondere kann das Bauteil eine Lauf- oder Leitschaufei , ein Segment oder Ringsegment, ein Brennerteil oder eine Brennerspitze, eine Zarge, eine Schirmung, ein Hitzeschild, eine Düse, Dich tung, einen Filter, eine Mündung oder Lanze, einen Resonator, Stempel oder einen Wirbler bezeichnen, oder einen entspre chenden Übergang, Einsatz, oder ein entsprechendes Nachrüst teil.

Das Bauteil wird additiv und vorzugsweise aus einem Pulver bzw. Pulverbett P heraus aufgebaut, vorzugsweise durch selek tives Lasersintern, selektives Laserschmelzen oder Elektro nenstrahlschmelzen. Besonders bevorzugt wird das Bauteil durch selektives Laserschmelzen aufgebaut oder hergestellt.

Im Rahmen des Verfahrens kann üblicherweise mittels gängiger Prozessüberwachung, beispielsweise über CMOS Sensoren, Foto dioden, Pyrometer oder Kombinationen dieser oder ähnlicher Verfahren, ein Strukturdefekt in einzelnen Schichten der Struktur erkannt oder detektiert werden. Ein solcher Struk turdefekt ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 11 gekenn zeichnet .

Weiterhin ist in Figur 1 ein Defektbereich DB eingezeichnet. Der Defektbereich DB wird gemäß dem beschriebenen Verfahren derart gewählt, dass er den Strukturdefekt 11 enthält. Demge mäß ist der Defektbereich DB vorzugsweise ein Aufsichtsbe reich auf die entsprechende Schicht der Struktur 10. Der De- fektbereich DB bezeichnet weiterhin einen Bereich, welcher für eine zweckmäßige Reparatur oder Ausheilung des Defekts 11 erneut wärmebehandelt, auf- oder umgeschmolzen werden sollte.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils eine schematische

Schnittansicht der Struktur 10, welche sich beispielsweise während ihres additiven Aufbaus befindet. Die Struktur 10 ist lediglich beispielhaft in Rechteckform dargestellt. Um die Struktur 10 herum ist ein Pulverbett, umfassend ein pulver förmiges Basismaterial oder Pulver P angeordnet, wie es pul- verbett-basierten Verfahren inhärent ist.

Eine Aufbaurichtung des Bauteils 10 ist den Figuren 2 bis 4 mit der vertikalen z-Richtung gekennzeichnet.

Im oberen Teil der Struktur 10 ist der Strukturdefekt 11 an hand einer gestrichelten Kontur eingezeichnet. Es ist zu er kennen, dass der Strukturdefekt 11 sich beispielsweise über eine Schichtdicke (vergleiche Bezugszeichen 13) erstreckt.

Der Strukturdefekt 11 kann sich aber ebenso gut über weniger als das Maß einer Schichtdicke oder über das Maß mehrerer Schichtdicken erstrecken.

In einer über dem Defekt 11 aufzubauenden Schicht bzw. bevor eine weitere Schicht Basismaterial P aufgetragen und diese verfestigt wird, sollte der Defekt jedoch ausgeheilt werden, um eine ausreichende Strukturqualität des Bauteils 10 zu ge währleisten. In Figur 2 ist zu erkennen, dass die Struktur 10 weiterhin mittels eines Laser- oder Elektronenstrahls 20 se lektiv bestrahlt und verfestigt wird.

Figur 3 zeigt weiterhin einen Defektbereich DB, in welchem beispielsweise analog zur Figur 1 eine „Defektheilung" durch zuführen ist.

Figur 4 zeigt das Ergebnis einer fehlerhaften oder unzu reichenden Reparatur oder Ausheilung des Defekts, bei der der Defektbereich, beispielsweise mittels des Laser- oder Ener- giestrahls 20 oder eines weiteren Energiestrahls, beispiels weise bestrahlt und „repariert" wurde. Anstatt, dass nun eine ausreichende Strukturqualität für das Bauteil 10 gewährleis tet wurde, resultierten aus dem erneuten Umschmelzen in dem Defektbereich aufgrund einer falschen Bestrahlungsstrategie bzw. Wahl von Bestrahlung- und/oder Strahlparametern Folgede fekte oder Sekundärdefekte, wie die eingezeichneten Risse 12.

Figur 5 deutet nun und anhand einer schematischen Aufsicht, insbesondere auf eine Herstellungsfläche oder Material schicht, eine erfindungsgemäße Bestrahlungsgeometrie bzw. Be- strahlungstraj ektorie T an, gemäß der ein Teil der Schicht vorzugsweise selektiv bestrahlt wird. Die Trajektorie T ist maßgeschneidert, vordefiniert, vorzugsweise in sich geschlos sen und beispielsweise schleifenartig, blumen- oder blüten förmig ausgestaltet oder gewählt, wobei die Konturen der Blü ten oder Blätter den eigentlichen Bestrahlungspfad darstel len. Vorzugsweise definiert die Trajektorie den Defektbereich DB oder begrenzt diesen, sodass der Defektbereich beispiels weise die gleiche Ausdehnung wie eine „Einhüllende" der ge zeigten Trajektorie oder Blüte aufweist.

Es ist weiterhin zu erkennen, dass die Trajektorie T Teil schleifen TS1, TS2 und Bögen BO aufweist. Vorzugsweise kann eine Teilschleife zwei oder mehr gegenüberliegende Bögen BU aufweisen. Bei genau zwei gegenüberliegenden Bögen BO einer Teilschleife TS1, TS2 erscheint diese Teilschleife - wie in Figur 5 dargestellt - beispielsweise ähnlich einer „acht" o- der eines längsgeschnittenen 2p-Atomorbitals .

Einzelne Bögen BO der Trajektorie T sind vorzugsweise trop fen- bzw. kegelförmig geformt und im Ergebnis derart aneinan dergefügt, dass sie einzelne Kreissegmente der Trajektorie belegen .

Die Bögen BO und/oder die Teilschleifen TS1, TS2 sind in die ser Ausgestaltung weiterhin beispielhaft gleichartig und gleich groß geformt. Im Wege des beschriebenen Bestrahlungsverfahrens zum Aushei len von Strukturdefekten 11, wird - innerhalb einer Teil schleife TS1, TS2 - vorzugsweise zunächst ein Bogen und an schließend ein genau gegenüberliegender Bogen, innerhalb der Trajektorie T gescannt, abgefahren oder gerastert (vergleiche auch Figur 7 weiter unten) .

Weiterhin wird vorzugsweise zunächst eine Teilschleife TS1 und anschließend oder sukzessive in Umfangsrichtung, d.h. im Uhrzeigersinn oder, wie in Figur 5 dargestellt im Gegenuhr zeigersinn, eine zweite Teilschleife TS2 bestrahlt.

Die Trajektorie T hat weiterhin einen Mittelpunkt, welcher in der Darstellung der Figur 5 ein Zentrum des Defektbereichs DB definiert .

Die Trajektorie T gemäß der Figur 5 ist weiterhin radialsym metrisch ausgebildet oder geformt.

Wenn der Defektbereich DB einer additiv aufgebauten (physi schen) Schicht 13, welcher wie beschrieben gewählt ist und den Strukturdefekt 11 enthält, mittels des Laser- und/oder Elektronenstrahls sukzessive bestrahlt wird, d.h. in gegen überliegenden Schleifen und entlang eines Umfangs des Defekt bereichs DB, führt ein entsprechender Energieeintrag EE (ver gleiche beispielsweise Figur 9 weiter unten) je nach Bestrah lungsgeschwindigkeit dazu, dass im zeitlichen Mittel ein Kernbereich oder Mittelpunktbereich (vergleiche Bezugszeichen SB in Figur 10) des Defektbereichs DB beziehungsweise der Trajektorie T mit mehr Wärme oder Energie beaufschlagt wird, als beispielsweise ein Rand oder peripherer Bereich der

Trajektorie T (vergleiche Bezugszeichen WB in Figur 10) . Die se Situation, welche anhand der gradierten Füllung des De fektbereichs DB in Figur 5 gekennzeichnet ist, ist technisch vorteilhaft, da auch eine graduelle Variation der eingebrach- ten Energie in die Struktur 10 anhand einer geschlossenen Schleife ermöglicht wird. Dies führt vorteilhafterweise ei- nerseits dazu, dass das Risiko, Sekundärdefekte oder Risse zu generieren gering ist. Andererseits kann entsprechend der Ge ometrie der vorbestimmten und vorzugsweise geschlossenen Trajektorie T der Energieeintrag, beispielsweise entsprechend dem detektieren Defekt maßgeschneidert werden (siehe unten) .

Die erfindungsgemäße Bestrahlungstraj ektorie bzw. -Strategie und entsprechende Prozessführung während der additiven Her stellung bzw. zwischen dem Aufbau einzelner Schichten redu zieren vorteilhafterweise mechanische Spannungen und/oder auch entstehende Temperaturgradienten zwischen erneut aufge schmolzenen Zonen und bereits verfestigtem Material der

Struktur 10.

Figur 6 zeigt zusätzlich zur Figur 5 explizit den Strukturde fekt 11. Der Strukturdefekt 11 ist in der schematischen Dar stellung der Figur 6 in oder umfassend den Mittelpunkt M des Defektbereichs angeordnet gekennzeichnet. Diese Ausführung erlaubt bevorzugt, wie zuvor beschrieben, eine einfache Im plementierung oder Steuerung der Bestrahlung und gleichzeitig die Gradierung des Energieeintrags. Obwohl der Strukturdefekt 11, beispielsweise ein Riss, ein Anbindungsfehler eine Fehl stelle, ein „Stapelfehler" oder beispielsweise jede andere strukturelle Abweichung beispielsweise von einer idealen und/oder erwarteten kristallinen Ordnung der Struktur 10 im Realfall (wie auch dargestellt) nicht exakt radialsymmetrisch ist, kann eine radialsymmetrische Trajektorie T zweckmäßig und vorteilhaft sein, insbesondere dann, wenn eine Abmessung des Defektbereichs c größer, beispielsweise doppelt so groß, wie eine Abmessung d des Defekts 11 ist.

Es ist in Figur 6 weiterhin gekennzeichnet, dass ein Bogenra dius einzelner Bögen oder Teilschleifen mit r, ein Durchmes ser oder eine Abmessung des Defektbereichs bzw. einer Teil schleife mit c, ein maximaler Abstand benachbarter Teil schleifen oder Bögen mit a und eine maximale Abmessung oder ein Durchmesser des Defekts 11 mit d bezeichnet ist. Demgemäß entspricht c vorzugsweise einem natürlichen Vielfa chen (entspricht einer natürlichen Zahl größer 1) von d. Bei spielsweise kann n gleich 2,3 oder 4 sein.

Der Abstand a benachbarter Teilschleifen oder Blütenelemente kann - beispielsweise abhängig von der Art des detektierten Defekts 11 als auch der individuell gewählten Trajektorie T - sowohl positive als auch negative Werte annehmen. Bei negati vem Abstand a können einzelne Bögen BO bzw. Teilschleifen TS überlappen. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl der Elemente, Teilschleifen TS oder Bögen BO derart definiert werden, dass sich ein bestimmter Abstand a ergibt. Der Radius r kann weiterhin von einem Benutzer des Verfahrens oder Tech niker einer entsprechenden additiven Herstellungsanlage, bei spielsweise über eine Benutzerschnittstelle (nicht explizit gekennzeichnet) gewählt werden.

Figur 7 deutet übersichtlich von links nach rechts den suk zessiven Fortschritt einer beispielhaften Bestrahlungstraj ek- torie T an (vergleiche ebenfalls Figur 5) . Links im Bild ist die Bestrahlung einer Schicht (vergleiche Bezugszeichen 13) gemäß einem einzigen kegelförmigen Bogen BO ausgehend von dem Mittelpunkt M des entsprechenden Defektbereichs DB gekenn zeichnet. In der nächsten Situation (weiter rechts) ist ge zeigt, dass der erste (obere) Bogen BO weiterhin durch den Mittelpunkt M zurückgeführt wird und verläuft und anschlie ßend ein gegenüberliegender zweiter Bogen einer ersten Teil schleife TS1 gebildet wird, um daraufhin wieder durch den Mittelpunkt M zu verlaufen.

Anschließend beginnt entsprechend dem Verlauf der Trajektorie T und sukzessive entgegen dem Uhrzeigersinn eine zweite Teil schleife TS2. Diese Teilschleife TS2 wird in dem Teil der Ab bildung ganz rechts in Figur 7 analog zur Teilschleife TS1 vervollständigt .

Gemäß dieser Ausgestaltung und gemäß der übrigen gezeigten Ausgestaltungen kann der Energieeintrag (vergleiche weiterhin Figur 8) variiert werden, indem beispielsweise eine Strahl leistung im Zentrum des Defektbereichs DB oder mittelpunkts nah (vergleiche Bezugszeichen SB in Figur 10) erhöht und am Rand (vergleiche Bezugszeichen WB in Figur 10) reduziert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Bestrahlungsge schwindigkeit in dem Randbereich beispielsweise erhöht und im Zentrum reduziert werden, um bei konstanter Laserleistung den Energieeintrag anzupassen.

Figur 8 deutet beispielhaft und schematisch weitere Aspekte des erfindungsgemäßen Bestrahlungs- oder Reparaturverfahrens für Strukturdefekte anhand einer einzelnen Teilschleife TS, umfassend zwei gegenüberliegende Bögen BO, an. Diese Teil schleife TS wird sukzessive in die geometrischen Abschnitte A, B, C, D und E unterteilt, bevor diese Teilschleife fertig bestrahlt ist. Im rechten Teil der Darstellung ist analog da zu ein möglicher eingebrachter Energieeintrag qualitativ über der zurückgelegten Wegstrecke s aufgetragen. Darin ist zu er kennen, dass im Mittelpunkt M bzw. C der Energieeintrag EE, welchen die Schicht erfährt, am größten ist. Dahingegen ist der Energieeintrag EE in den Bereichen A-B, und D-E am nied rigsten, welche die Randbereiche der Trajektorie bezeichnen. Durch diese Ausgestaltung ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile. Weiterhin ist zu erkennen, dass der Energieeintrag EE in den Bereichen B-C und E-C bzw. C-D und C-A (wie oben beschrieben) graduell verläuft, und zwar jeweils zunehmend und abnehmend.

Figur 9 deutet weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des be schriebenen Verfahrens an, insbesondere die Möglichkeit, die eingebrachte Energie so anzupassen, dass nur im Bereich des detektierten Defekts (Mittelpunktbereich oder Kern des De fektbereichs DB) das Material P für das Bauteil 10 tatsäch lich umgeschmolzen wird. Weiter außen, beziehungsweise in ei nem Randbereich, wird das Material vorzugsweise lediglich er wärmt, was ebenfalls zu einer Ausheilung von Defekten und im Übrigen sogar zu einer Ausbildung von Phasenausscheidungen führen kann. Vorzugsweise wird das Material in diesem Bereich aber nicht auf- bzw. umgeschmolzen; mit anderen Worten der Schmelzpunkt lokal nicht überschritten. Dies ist anhand des schematischen Diagramms der Figur 9 gekennzeichnet. Im Be reich der Energiespitzen um den Punkt C beziehungsweise den Mittelpunkt herum wird also durch die Bestrahlung mittels des Energiestrahls 20 ein Schmelzbad selektiv ausgebildet (ver gleiche schraffierter Bereich im Diagramm) , wohingegen bei spielsweise in den Randbereichen lediglich ein erwärmter Be reich WB entsteht.

Figur 10 verdeutlicht diesen Zusammenhang weiterhin in einer schematischen Aufsicht auf den Defektbereich DB. Der schraf fierte Kernbereich des Bereichs DB, welcher den Defekt 11 vorzugsweise vollständig enthält, definiert vorzugsweise den Bereich eines Schmelzbades SB. Wenn der Defekt 11 beispiels weise also demgemäß vollständig umgeschmolzen wird, kann der Defekt 11 auch zweckmäßig ausgeheilt werden und beispielswei se weitere Defektbildung verhindert werden.

Der Bereich des Schmelzbades SB bezeichnet vorzugsweise einen radial inneren Teil des Defektbereichs DB, wohingegen der er wärmte Bereich WB einen radial äußeren, an den Bereich des Schmelzbades SB angrenzenden Bereich definiert. Der Radius (nicht explizit eingezeichnet) des Bereichs des Schmelzbades SB kann beispielsweise ein bis zwei Drittel eines Radius '

(vgl. c/2) des Defektbereichs DB betragen.

Figur 11 deutet in einer schematischen Schnittansicht Aspekte der Bestrahlung gemäß den Bestrahlungstraj ektorien aus Figur 10 an. Es ist das Profil des Schmelzbades SB zu erkennen, welches in der Schnittansicht ebenfalls den Strukturdefekt 11 enthält bzw. diesen vorteilhafterweise umschließt. Weiterhin ist eine Schicht bzw. Schichtdicke 13 eingezeichnet, welche beispielhaft in z-Richtung (Aufbaurichtung) weiter ausgedehnt ist als der Defekt 11, jedoch weniger als das Schmelzbad SB. Durch diese Ausgestaltung kann das Schmelzbad SB vorteilhaf terweise auch vollständig den Defekt 11 erreichen und zweck mäßig ausheilen. Figur 12 zeigt von rechts nach links den sukzessiven Fort schritt einer zu der Ausgestaltung der Figur 7 alternativen Bestrahlungstraj ektorie T. Links im Bild wird ein Bogen BO ähnlich zu der Darstellung der Figur 7 ab gerastert. Weiter rechts ist dargestellt, dass nach dem Bogen BO, welcher für eine erste Teilschleife TS 1 vorgesehen ist und diese dar stellt, ein zweiter Bogen für oder darstellend eine zweite Teilschleife TS2 bestrahlt wird. Im Uhrzeigersinn darauffol gend ist weiter rechts gekennzeichnet, dass ein weiterer Bo gen für oder darstellend eine dritte Teilschleife TS 3 be strahlt wird; ganz rechts wiederum ein weiterer (nicht expli zit gekennzeichneter) Bogen einer weiteren Teilschleife bzw. eines weiteren Bogens.

Häufig tritt automatisch im Umkehrpunkt der Bögen, Schleifen oder der Trajektorie ein erhöhter Wärmeeintrag (Überhitzung) dadurch auf, dass eine Strahlführungsoptik, beispielsweise umfassend Umlenkspiegel, der entsprechenden Herstellungsanla ge inhärent mit einer gewissen Trägheit arbeitet. Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, mit konstanter Bestrahlungs oder Strahlleistung, beispielsweise Soll-Laserleistung, und einer konstanten Soll-Bestrahlungsgeschwindigkeit zu bestrah len, d.h. die Trajektorie abzufahren, wobei ebenfalls die er finderischen Vorteile genutzt werden können, ohne die genann ten Strahlparameter zu variieren, beispielsweise die Bestrah lungsleistung zu erhöhen.

Auch auf diese Art wird also das zugrunde liegende Problem gelöst und ein im Vergleich zu den oben beschriebenen Ausfüh rungsformen im Zentrum erhöhter Energieeintrag und damit er höhter Grad der Umschmelzung (zeitlich oder räumlich) er reicht. Mit anderen Worten wird die Möglichkeit gegeben, ei nen Energieeintrag über die Wahl der entsprechenden Trajekto rie, Teilschleifen oder Bögen allein zu variieren. Alternativ oder zusätzlich kann der Energieeintrag, insbesondere zur Vermeidung von destruktiven Temperaturgradienten während des schichtweisen Aufbaus der Struktur 10 zusätzlich auch über Strahlparameter erfolgen.

Figur 13 zeigt im Gegensatz zu den vorherigen Ausgestaltungen der Trajektorie T eine elliptische Form der Teilschleifen o- der Bögen BOI, B02, und B03. Weiterhin überlappen die einzel nen Bögen und schneiden sich in einem Schnittpunkt (nicht ex plizit gekennzeichnet) sowie möglicherweise im Mittelpunkt des Defektbereichs DB.

Bei den elliptischen Teilschleifen, Elementen oder Bögen kann neben dem Gesamtdurchmesser (vergleiche c/2 oben), ein Radius r, der Überlapp oder Abstand a als auch eine Breite (nicht explizit gekennzeichnet) der Bögen von einem Benutzer bei spielsweise über eine Benutzerschnittstelle an eine Steuerung (vergleiche Bezugszeichen CPP weiter unten) übergeben oder editiert werden.

Obwohl dies in den Figuren nicht explizit dargestellt ist, können einzelne Teilschleifen gemäß dieser Ausgestaltung auch mit gegenüberliegenden Bögen bestrahlt werden, beispielsweise analog zu der in Figur 7 beschriebenen Ausführungsform.

Die Trajektorie T kann insgesamt beispielsweise auch wie in Figur 14 dargestellt, ausgebildet werden, wobei die einge zeichneten Abstände e und f sowie dl weitere Parameter oder Kenngrößen für die ausgewählte Bestrahlungstraj ektorie dar stellen. Ein Benutzer oder Anwender des beschriebenen Verfah rens bzw. der entsprechenden additiven Herstellungsanlage kann beispielsweise über diese Parameter definieren, welche Werte konstant gehalten werden sollen. Zum Beispiel könnten der Radius r und der Abstand a der Elemente konstant bleiben, während sich der Abstand zum Zentrum verringert.

Figur 15 zeigt eine Situation, wobei eine entsprechende

Schicht an einer Struktur- oder Bauteilkante K zum Zwecke der Defektheilung bestrahlt wird. An der genannten Kante K ist die Trajektorie T bzw. Bestrahlungsgeometrie vorzugsweise verzerrt oder weicht von einer radialen Symmetrie ab wie in Figur 15 dargestellt. Der eingezeichnete Abstand zur Bauteil kante b kann beispielsweise definiert sein und sollte vor zugsweise größer null und kleiner 1 mm sein, beispielsweise zwischen, 1 und 0,5 mm, insbesondere 0,2 mm betragen.

Auch die Strahlleistung oder Laserleistung kann gemäß dieser Ausgestaltung beispielsweise durch einen Computer oder durch den Benutzer (über eine Benutzerschnittstelle mit dem Compu ter) automatisch so angepasst werden, dass der umgeschmolzene Bereich nicht mehr symmetrisch ist. Allerdings muss dann der gesamte Defekt mit einem definierten oder vorbestimmten Ab stand abgedeckt werden, wobei ausreichend Energie zum Um schmelzen bereitgestellt werden muss. Mit anderen Worten muss der Defektbereich weiterhin dementsprechend dimensioniert werden .

Eine solche Situation ist in Figur 16 dargestellt, welche ein Schmelzbad SB zeigt (vergleiche Schraffur) , welches den ge samten Defekt 11 innerhalb des Defektbereichs DB umschließt. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, einen Strukturdefekt an einer Bauteilecke (nicht explizit gekennzeichnet) gemäß dem beschriebenen Verfahren zu bestrahlen, wobei die Trajektorie T entsprechend an mehreren Seiten verzerrt sein kann.

Weiterhin wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Com puterprogrammprodukt bzw. ein Computerprogramm angegeben, welches beispielsweise in eine Steuerungssoftware für die ad ditiven fertigungsvorbereitenden Prozesse, beispielsweise CAM-Verfahren, implementiert sein kann oder umfassen kann. Demgemäß sind die vorgestellten Trajektorien T ebenfalls mit dem Bezugszeichen CPP für Computerprogrammprodukt indiziert, da die eigentliche Bestrahlung erst durch das Computerpro gramm bzw. Computerprogrammprodukt als Resultat des Computer programms ermöglicht wird. Möglicherweise ist eine Berück sichtigung aller notwendigen geometrischen Parameter, Be strahlungsparameter, als auch Strahlparameter auf manuellem Wege nicht möglich, sodass die beschriebene Erfindung alter- nativ oder vorzugsweise durch das Computerprogrammprodukt CPP definiert werden kann.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen. Dies beinhaltet insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombi nation selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.