Beschreibung

Verfahren für die additive Herstellung eines Bauteils und Vorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die additive Herstellung eines Bauteils sowie eine entsprechende Vorrichtung. Bei dem Verfahren kann es sich um ein Beschich- tungsverfahren als Teil eines additiven Herstellungsverfah- rens handeln.

Das Bauteil ist vorzugsweise für den Einsatz in einer Strömungsmaschine, vorzugsweise einer Gasturbine vorgesehen. Das Bauteil besteht vorzugsweise aus einer Superlegierung, insbe- sondere einer nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung.

Die Superlegierung kann ausscheidungsgehärtet oder ausscheidungshärtbar sein.

Additive Fertigungsverfahren (englisch: „additive manufactu- ring") haben sich als besonders vorteilhaft für komplexe oder kompliziert oder filigran designte Bauteile, beispielsweise labyrinthartige Strukturen, Kühlstrukturen und/oder Leichtbau-Strukturen erwiesen. Insbesondere zeichnet sich die additive Fertigung durch eine besonders kurze Kette von Prozess- schritten aus, wobei ein Herstellungs- oder Fertigungsschritt eines Bauteils direkt auf Basis von Konstruktionsdaten, wie beispielsweise einer entsprechenden CAD-Datei erfolgen kann. Weiterhin ist die additive Fertigung besonders vorteilhaft für die Entwicklung oder Herstellung von Prototypen, welche beispielsweise aus Kostengründen, mittels konventioneller subtraktiver oder spanender Verfahren oder Gusstechnologie nicht oder nicht effizient hergestellt werden können.

Ein additives Verfahren selektiven Laserschmelzens ist bei- spielsweise bekannt aus EP 2 601 006 Bl .

In der additiven Herstellung (Englisch: „additive manufactu- ring") wird - im Falle von Pulverbett-Verfahren - das Pulver vor einem Aufschmelzen oder Verfestigen beispielsweise mit- hilfe eines Schiebers oder Beschichters als dünne Schicht auf einer vorzugsweise ebenen Bauplattform aufgetragen. Dazu wird der Beschichter oder die Rakel üblicherweise linear über die Bauplattform geführt.

Zuvor muss das Bauteil auf der Bauplattform unter Berücksichtigung einer Beschichtungsrichtung angeordnet werden. Einfache Bauteile mit einer einfachen Kantengeometrie oder Kontur werden vorzugsweise in der Mitte der Bauplattform und möglicherweise mit einer Kante parallel oder senkrecht zur Beschichtungsrichtung angeordnet. Erfahrungsgemäß ist eine derartige Anordnung ungünstig, da der Beschichter die genannte Kante für alle Schichten mit der vollen Breite oder Erstre- ckung anfahren oder überstreichen würde. Dies kann insbesondere zu einem ungleichmäßigen Schichtauftrag und/oder verstärkt zu lokalem Werkzeugverschleiß führen. Da dieser Vorgang oder dieses Problem bei darauffolgenden Schichten das gleiche ist, kann so eine Fehlerfortpflanzung verursacht und damit die Schicht- oder Bauteilqualität besonders stark beeinträchtigt werden.

Eine Möglichkeit, diese Nachteile zu vermeiden sind, beispielsweise das Bauteil auf der Bauplatte so anzuordnen, dass ein Beschichter eine Kante oder Kontur des Bauteils unter einem schrägen oder schiefen Winkel von beispielsweise 45° trifft. Dies kann beispielsweise durch eine Drehung oder entsprechende Anordnung des Bauteils oder Anpassung eines entsprechenden Datenmodells an eine Ausrichtung der Bauplattform erfolgen. Bei zu fertigenden Bauteilen ist dies jedoch häufig schwierig, da eine einfache und/oder lineare Kantengeometrie oder Kontur der Bauteile selten gegeben ist und sich insbesondere die Kontur im Laufe des schichtweisen Aufbaus verändert oder variiert.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel anzugeben, mit welchen die genannten Nachteile eingeschränkt oder überwunden werden können. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren für die additive Herstellung. Das Verfahren umfasst das Erfassen einer Kantenkontur einer aus einem Pulverbett heraus additiv aufgebauten oder aufzubauenden Schicht auf der Bau- plattform. Die aufgebaute Schicht ist insbesondere eine bereits aufgeschmolzene und verfestigte Schicht für das Bauteil .

Das Erfassen der Kantenkontur bezeichnet vorzugsweise das Er- fassen einer Position der Kantenkontur relativ zu der Bauplattform oder umgekehrt.

Der Ausdruck „Kantenkontur" bezeichnet vorliegend vorzugsweise die äußeren, vorzugsweise horizontalen, Kanten der aufge- bauten oder aufzubauenden Schicht auf der Bauplattform und/oder die durch die Kanten gebildete Kontur des Bauteils auf der Bauplattform. Die Kantenkontur kann eine äußere Begrenzung des Bauteils, insbesondere der entsprechenden aufgebauten Schicht des Bauteils darstellen.

In einer Ausgestaltung wird die Kantenkontur der additiv aufgebauten oder aufzubauenden Schicht oder die Position der Kantenkontur relativ zu der Bauplattform anhand eines Datenmodells, vorzugsweise Konstruktionsdaten, wie CAD Daten, er- fasst oder ermittelt.

In einer Ausgestaltung wird die Kantenkontur oder deren Position relativ zu der Bauplattform physisch mittels eines Scanvorgangs, beispielsweise mit einem Laserscanner erfasst, in dem die aufgebaute Schicht mit einem entsprechenden Scanner untersucht wird. In einer Ausgestaltung wird die Kantenkontur entsprechend anhand eines Datenmodells oder von Herstellungsdaten und - als hilfsweise oder Qualitätssicherungsmaßnahme - mittels eines Scanners gerastert.

Das Verfahren umfasst weiterhin das Ausrichten einer

Beschichterrichtung für eine neue aufzubringende Pulverschicht relativ zu der erfassten Kantenkontur oder umgekehrt, derart dass eine Kante der additiv aufgebauten oder aufzubau- enden Schicht einen, vorzugsweise endlichen oder von Null verschiedenen, und von 90° verschiedenen Winkel mit der

Beschichterrichtung einschließt.

In einer Ausgestaltung wird das Ausrichten derart durchge- führt, dass die Kante der additiv aufgebauten oder aufzubauenden Schicht einen Winkel zwischen 10° und 80° mit der

Beschichterrichtung einschließt. Diese Ausgestaltung ist besonders zweckmäßig, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu nutzen. Insbesondere ist der genannte Winkel dafür vorzugsweise größer als 20° relativ zu der Beschichterrichtung BR.

Bevorzugt liegt der genannte Winkel zwischen 10° und 80°, besonders bevorzugt zwischen 20° und 70°, insbesondere zwischen 30° und 60°, beispielsweise 45°.

Sofern die genannte Kante nicht linear oder nicht gradlinig ist, schließen erfindungsgemäß vorzugsweise mehrere voneinander beabstandete Punkte oder alle Punkte auf der Kante bzw. deren Tangente (n) einen von 90° verschiedenen Winkel mit der Beschichterrichtung ein.

Die Beschichterrichtung ist vorzugsweise eine Richtung entlang einer Oberflächennormalen einer Beschichterfläche bzw. senkrecht zu der Beschichterfläche (siehe unten) . Die

Beschichterfläche ist vorzugsweise diejenige Fläche, welche für den Beschichtungsvorgang oder das Verteilen der neu aufzubringenden Schicht auf einer Herstellungsfläche direkt im Kontakt mit dem Pulver und/oder dem Pulverbett steht und die- jenige Fläche, welche das Pulver für einen Beschichtungsvor- gang vor sich herschiebt.

Die genannte neu aufzubringende Pulverschicht ist zweckmäßi- gerweise dafür vorgesehen, eine weitere Schicht für das Bauteil aufzubauen oder zu verfestigen.

Vorteilhafterweise wird durch das beschriebene Verfahren erreicht, dass - wie oben beschrieben - Kanten bereits additiv aufgebauter Schichten nicht entlang ihrer vollen Ausdehnung von einem Beschichter überfahren werden und somit Beschich- tungsfehler vermieden werden können.

Weiterhin können pulverbettbasierte Verfahren insgesamt da- durch deutlich robuster durchgeführt und die Qualität der gefertigten Bauteile entscheidend verbessert werden.

Insbesondere können Maß- und Formabweichungen des Bauteils (beispielsweise von einem Modell oder Ideal) durch eine ver- besserte Beschichtungsqualität reduziert werden. Diese erlaubt wiederum Kosten- oder Ressourcenersparnisse, da der Ausschuss fehlerhaft aufgebauter Bauteile ebenfalls reduziert werden kann. In einer Ausgestaltung wird die Beschichterrichtung relativ zu der erfassten Kantenkontur durch Drehen der Bauplattform, vorzugsweise zusammen mit einer etwaig darauf angeordneten Bauteilstruktur, ausgerichtet. In einer Ausgestaltung wird die Beschichterrichtung relativ zu der erfassten Kantenkontur durch Drehen einer Beschich- tungseinrichtung und/oder der Beschichterrichtung, beispielsweise um einen vorbestimmten Winkel von wenigen Grad, ausgerichtet .

In einer Ausgestaltung wird die Beschichterrichtung relativ zu der Kantenkontur durch Drehen der Bauplattform und - wie beschrieben - durch Drehen der Beschichterrichtung ausgerichtet .

In einer Ausgestaltung wird die Beschichterrichtung relativ zu der Kantenkontur über eine Änderung des Bauteildesigns ausgerichtet. Dies geschieht beispielsweise über eine Korrektur der Konstruktionsdaten, beispielsweise CAD- und/oder CAM- Daten . In einer Ausgestaltung erfolgt das Ausrichten schichtweise bzw. wird nach jeder aufgebauten Schicht wiederholt.

In einer Ausgestaltung wird das Ausrichten auf Basis von einer durch CAD- und/oder CAM-Daten oder davon abgeleiteten Da- ten für die additive Herstellung des Bauteils gestützten Berechnung durchgeführt .

In einer Ausgestaltung wird nach jeder aufgebauten oder verfestigten Schicht für das Bauteil nach dem oder durch das Er- fassen geprüft, ob die entsprechende Kante einen von 90° verschiedenen Winkel mit der Beschichterrichtung einschließt, wobei die Beschichterrichtung, verneinendenfalls , neu ausgerichtet wird. In einer Ausgestaltung ist das Verfahren ein Beschichtungs- verfahren für die additive Herstellung.

Mit anderen Worten können die Verfahrensschritte des Erfassens und/oder des Ausrichten erfindungsgemäß für jede Pulver- Schicht neu durchgeführt werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die pulverbettbasierte additive Herstellung eines Bauteils, wie oben beschrieben, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, eine Herstellungsfläche für den schichtweisen additiven Aufbau gleichmäßig entlang einer Beschichtungs- richtung mit einer neuen Pulverschicht (schichtweise) zu be- schichten, wobei eine Beschichterrichtung mit der Beschich- tungsrichtung einen von 90° verschiedenen Winkel einschließt. Die beschriebene Vorrichtung ist dementsprechend vorzugsweise ebenfalls ausgebildet, die die oben genannten Nachteile be- ziehungsweise Probleme bei der Beschichtung erfindungsgemäß zu lösen.

Bei dem Pulver handelt es sich zweckmäßigerweise um ein pul- verförmiges Basismaterial für das Bauteil.

In einer Ausgestaltung ist die Beschichterfläche (siehe oben) , beispielsweise an äußeren Rändern der Herstellungsfläche in Richtung der Beschichtungsrichtung, gebogen. Diese Ausgestaltung erlaubt vorzugsweise die genannten Probleme er- findungsgemäß zu lösen, und zwar ohne aufwendige oder komplizierte Verfahrensschritte. Insbesondere ist durch die gebogene Ausgestaltung der Vorrichtung, insbesondere des die

Beschichterfläche aufweisenden Teils der Vorrichtung gewährleistet, dass eine Kantenkontur oder Kante einer bereits ver- festigten Bauteilschicht mit der Beschichterrichtung einen von 90° verschiedenen Winkel einschließt.

In einer Ausgestaltung weist die Beschichterfläche mindestens zwei ebene zueinander gewinkelte Teilflächen auf, von denen zweckmäßigerweise zumindest eine mit der Beschichtungsrichtung einen von 90° verschiedenen Winkel einschließt. Diese Ausgestaltung ist als Alternative zu der oben beschriebenen gebogenen Ausgestaltung der Beschichterfläche vorgesehen und ermöglicht ebenfalls die erfindungsgemäßen Vorteile.

In einer Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine runde Bauplattform. Die runde Form der Bauplattform ist insbesondere auf eine Aufsicht auf die Bauplattform bezogen. Im Unterschied zu den beiden vorherig genannten Ausgestaltungen, er- laubt diese Ausführung der Vorrichtung die erfindungsgemäße Aufgabe durch Drehen der Bauplattform bzw. der Beschichterrichtung zu lösen (siehe oben) . In einer Ausgestaltung ist die Vorrichtung eine Beschich- tungsvorrichtung oder Beschichter, insbesondere ein Pulverschieber, eine Rakel oder Pulverwalze für den additiven Aufbau von komplexen, hochtemperaturbeständigen Bauteilen. Dementsprechend ist die Vorrichtung vorzugsweise ebenfalls hochtemperaturbeständig, vorzugsweise beständig oder warmfest für Temperaturen oberhalb von 1000°, vorzugsweise 1200°, ausgebildet .

Ausgestaltungen, Merkmale und/oder Vorteile, die sich vorliegend auf das Verfahren beziehen, können ferner die Vorrichtung betreffen oder umgekehrt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.

Figur 1 zeigt eine schematische Schnitt- oder Seitenansicht einer Beschichtungsvorrichtung .

Figur 2 zeigt eine schematische Aufsicht auf die Vorrichtung .

Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils auf einer Bauplattform.

Figur 4 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Bauteil aus Figur 3.

Figur 5 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils auf einer Bauplattform.

Figur 6 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Bauteil aus

Figur 5. Figur 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Bauteils . Figur 8 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Bauteil aus Figur 7.

Figur 9 zeigt eine schematische Seitenansicht eines weite- ren Bauteils auf einer Bauplattform.

Figur 10 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Bauteil aus Figur 9. Figur 11 zeigt eine schematische Seitenansicht eines weiteren Bauteils auf einer Bauplattform.

Figur 12 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Bauteil aus Figur 11.

Figur 13 zeigt eine schematische Seitenansicht eines weiteren Bauteils.

Figur 14 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Bauteil

13.

Figur 15 zeigt eine schematische Schnitt- oder Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Figur 16 zeigt eine schematische Aufsicht auf die Vorrichtung aus Figur 15.

Figur 17 ein schematisches Flussdiagramm, welches Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens an- deutet.

Figur 18 deutet zwei unterschiedliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Beschichters an. Figur 19 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein . Die Figuren 1 bis 14 beschreiben insbesondere bekannte Aspekte und Zusammenhänge in der additiven Herstellung, insbesondere der entsprechenden Beschichtungsverfahren sowie Vorrichtungen und Verfahren des Standes der Technik. Insbesondere zeigt Figur 1 eine Vorrichtung 30 in einer schematischen Schnitt- bzw. Seitenansicht. Die Vorrichtung 30 um- fasst eine Bauplattform 2. Die Bauplattform 2 ist vorzugsweise in einem Pulverbett oder Pulver 1 angeordnet. Für den Aufbau eines Bauteils durch ein entsprechendes Pulverbettverfah- ren wird vorzugsweise eine Herstellungsfläche HF der Bauplattform und/oder einer bereits aufgebauten Schicht (nicht explizit in Figur 1 gezeigt) mit Pulver beschichtet. Dafür ist ein Beschichter 32 vorgesehen, welcher an einer Aufhängung 31 geführt oder von dieser entsprechend bewegt werden kann. Der Beschichter 32 kann beispielsweise maschinengesteuert sein. Vorzugsweise wird der Beschichter für einen neuen Pulverauftrag entlang einer Bewegungs- oder Beschichtungs- richtung BUR (siehe unten) , vorliegend von links nach rechts über die Herstellungsfläche HF geführt und dabei eine neue Pulverschicht aufgetragen. Die neue Pulverschicht kann anschließend beispielsweise mittels eines Lasers oder eines Elektronenstrahls entsprechend der gewünschten Geometrie exponiert, aufgeschmolzen und verfestigt werden. Figur 2 zeigt die Vorrichtung aus Figur 1 in einer schematischen Aufsicht. Der die Beschichtungsrichtung BUR und die Beschichterrichtung BR definierende Pfeil soll vorliegend insbesondere für die Figur 1 als auch für die Figur 2 gültig sein .

In Figur 2 ist zu erkennen, dass der Beschichter 32 sich ent- lang der Herstellungsfläche HF erstreckt (vergleiche Y-

Achse) . Der Beschichter 32 kann eine Walze, eine Klinge, eine Rakel, eine Bürste oder eine andere zweckmäßige Ausgestaltung haben . Figur 3 zeigt ein Bauteil 10, welches auf einer beispielsweise konventionellen Bauplattform 2 angeordnet ist. Entsprechend des pulverbettbasierten Verfahrens wird die Bauplattform 2 üblicherweise während des additiven Aufbaus des Bauteils 10 schichtweise abgesenkt. Dies geschieht vorzugsweise über eine Absenkvorrichtung 20.

Das Bauteil umfasst weiterhin eine Kante oder Kantenkontur 11. Figur 4 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Bauteil beziehungsweise die entsprechende Bauplattform aus Figur 3. Es ist insbesondere zu erkennen, dass das Bauteil derart relativ zu der Bauplattform 2 angeordnet oder ausgerichtet ist, dass die Kanten 11 parallel zu Kanten der Bauplattform 2 orien- tiert sind. Würde gemäß dieser Anordnung, ein Beschichter 32 (vergleiche Figur 2), beispielsweise horizontal gemäß der Be- schichtungsrichtung BUR über die Herstellungsfläche HF fahren, wobei die Herstellungsfläche HF ebenfalls durch eine bereits aufgebaute Schicht definiert sein kann, um eine neue Pulverschicht aufzutragen, würde der Beschichter irgendwann mit seiner vollen Breite (vergleiche Beschichterfläche BF in Figur 2) eine Kante 11 des Bauteils 10 treffen (vergleiche gestrichelte Linie, welche die Beschichterfläche bzw. den Beschichter andeutet) . Dies kann in erheblichem Maße zu unre- gelmäßigen Beschichtungsergebnissen oder Beschichtungsfehlern führen, als sich dieser Vorgang während des Aufbaus des Bauteils Schicht für Schicht wiederholt und sich so Beschichtungsfehler fortpflanzen oder addieren können. Um dieses Problem zu lösen, kann beispielsweise das Bauteil 10 auf der Bauplattform 2 gemäß den Darstellungen der Figuren 5 und 6 angeordnet beziehungsweise ausgerichtet werden. In Figur 6 ist beispielsweise gezeigt, dass eine Kontur oder Kanten 11 des Bauteils 10 nicht parallel zur Seitenkanten der Bauplattform und demgemäß nicht parallel zu einer Beschich- tungsrichtung BUR orientiert sind. Daher würde ein

Beschichter (vergleiche wieder gestrichelte Linie in Figur 6) zunächst nur eine Ecke 13 oder vertikale Kante des Bauteils 10 treffen, wodurch jedoch die beschriebenen Beschichtungs- fehler kaum auftreten.

Figur 7 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Bauteil 10. Eine schematische Aufsicht dieses Bauteils ist in Figur 8 gezeigt.

Dieses Bauteil 10 weist insbesondere einen ersten Bereich Bl auf. Der erste Bereich Bl kann ein Grundkörper oder Basisbereich für das Bauteil 10 sein. Auf dem ersten Bereich Bl ist weiterhin ein zweiter Bereich B2 aufgebaut und abgebildet. Der zweite Bereich B2 kann beispielsweise ein funktionaler Bereich sein.

Der erste Bereich Bl und der zweite Bereich B2 sind beide quaderartig geformt. Jedoch sind die Kantenkonturen (vergleiche Bezugszeichen 11) des ersten Bereichs Bl und des zweiten Bereichs B2 entsprechend der individuellen Geometrie des Bauteils 10 gegeneinander verdreht angeordnet, so dass Seitenkanten 11 des ersten Bereichs Bl und Seitenkanten 11 des zweiten Bereichs B2 nicht parallel sind.

Um ein konkretes Beispiel zu nennen, kann das Bauteil 10 eine Turbinenschaufel sein, wobei der erste Bereich Bl einen

Schaufelfuß und der zweite Bereich B2 beispielsweise die ei- gentliche Schaufel bezeichnet. Bei solchen komplexen, insbesondere nicht quaderförmigen Bauteilen variiert die Kantenkontur entlang einer Aufbaurichtung (von unten nach oben) des Bauteils, so dass, um die vorliegend genannten Nachteile bei der Beschichtung zu vermeiden, ein Kompromiss für die Ausrichtung des Bauteils 10 auf der Bauplattform 2 gefunden werden muss (vergleiche Figuren 13 und 14 weiter unten) . Wenn das Bauteil 10 aus Figur 7 beispielsweise gemäß den Figuren 9 und 10 auf der Bauplattform 2 angeordnet wird, würde beispielsweise ein Beschichter 32, welcher die Herstellungsfläche HF von links entlang einer Beschichtungsrichtung BUR beschichtet (vergleiche Figur 10) , zunächst wieder die Ecke 13 des ersten Bereichs Bl des Bauteils 10 treffen (vergleiche gestrichelte Linie in Figur 10) . Zu einem späteren Zeitpunkt des Aufbaus, nämlich wenn der Aufbau schon bis zum zweiten Bereich B2 fortgeschritten ist, würde eine Kante 11 des zweiten Bereichs wieder mit der vollen Breite des Beschichters 32 zusammentreffen.

Falls das Bauteil gemäß den Figuren 11 und 12 ausgerichtet würde, wäre der Vorgang umgekehrt, und eine Kante 11 des ersten Bereichs Bl des Bauteils 10 würde vom Beschichter 32 an- gefahren und die entsprechenden Beschichtungsfehler verursachen, obgleich die Beschichtungsfehler für den Aufbau des zweiten Bereichs B2 ausgeräumt wären.

Figur 13 deutet die Anordnung des beschriebenen Bauteils 10 auf der Bauplattform 2 an, gemäß der die beschriebenen Beschichtungsfehler während des additiven Aufbaus zumindest weitgehend verhindert werden. Dies ist insbesondere der Fall, da weder die Kanten des ersten Bereichs noch die Kanten des zweiten Bereichs parallel zu der Beschichterfläche BF bzw. des Beschichters 32 ausgerichtet sind, wenn der Beschichter gemäß der Beschichtungsrichtung BUR über die Herstellungsfläche fährt (vergleiche gestrichelte Linie in Figur 14) .

Die in Figur 13 angedeutete Ausdehnung oder Höhe der Bereiche Bl, B2 entspricht vorzugsweise einem Vielfachen einer einzelnen verfestigten Schicht (vergleiche Bezugszeichen 12 in Figur 13), welche ebenfalls mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Einen solchen Kompromiss wie in Figur 14 dargestellt, zu finden, ist jedoch entsprechend der Formkomplexität additiv gefertigte Bauteile unabhängig von dem entsprechenden technischen Gebiet auf dem diese Bauteile eingesetzt werden, häufig schwierig oder gar nicht möglich, da die Ausrichtung der Bauteile relativ zu der Bauplattform, sobald eine einzige

Schicht auf dieser verfestigt wurde, nachträglich kaum geändert werden kann. Die Figuren 15 bis 18 beschreiben erfindungsgemäße Lösungen, die es erlauben, die Problematik der Beschichtungsfehler beispielsweise von vornherein und unabhängig von der anfänglichen Ausrichtung des jeweiligen Bauteils, zu lösen. Figur 15 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 50 in einer schematischen Seiten- oder Schnittansicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 50 umfasst ebenfalls eine Bauplattform 2. die Vorrichtung 50 umfasst weiterhin eine Aufhängung 61, an der zweckmäßigerweise ein Beschichter 60 beweglich oder verfahrbar gekoppelt ist. Entsprechend der Darstellung der

Figur 1 ist die Vorrichtung 50 vorzugsweise ausgebildet, Pulverschichten oder Pulverlagen für die additive Herstellung auf eine Herstellungsfläche HF mittels des Beschichters 60 aufzutragen. Dies geschieht vorzugsweise, wie dargestellt von links nach rechts entsprechend der Beschichtung Richtung BUR.

Die Bauplattform 2 ist vorzugsweise rund, wie in Figur 16 in der entsprechenden schematischen Aufsicht der Vorrichtung 50 dargestellt .

Erfindungsgemäß ist die Bauplattform 2 und/oder die übrigen Teile der Vorrichtung, umfassend die Beschichtungseinrichtung aus Aufhängung 61 und Beschichter 60, um eine Drehachse DA beweglich. Insbesondere sind vorzugsweise die Bauplattform 2 und die übrigen Komponenten unabhängig voneinander um die Drehachse DA beweglich oder drehbar. Diese Ausgestaltungen ermöglichen eine Anpassung der Ausrichtung des Bauteils oder einzelner für dieses aufgebauter Schichten (nicht explizit dargestellt) während der additiven Herstellung, so dass eine Beschichterfläche BF des Beschichters 60 vorzugsweise nicht entlang seiner vollen Breite (vergleiche Y-Achse in Figur 16) auf Kanten eines entsprechenden Bauteils trifft und vorzugs- weise nicht immer an derselben Stellen entlang der Kante.

Anders als in Figur 16 dargestellt, kann die Beschichtungs- einrichtung, d.h. die Aufhängung 61 und der Beschichter 60 vorzugsweise durch geeignete Mittel komplett von der Bau- plattform 2 herunter- und wieder herauf bewegbar sein, so dass eine Drehung beispielsweise der Bauplattform 2 relativ zu der Beschichtungsvorrichtung erfolgt, wenn neu aufzutragendes, pulverförmiges Basismaterial (vergleiche Bezugszeichen 1 in Figur 16) vorzugweise nicht in Kontakt mit einer Herstellungsfläche HF steht. Dies könnte ansonsten zu ungewünschten Pulverbewegungen (Strudelbewegung) führen und ebenfalls die Herstellungsqualität beeinträchtigen.

Anhand der Figuren 15, 16 und 17 wird vorliegend ein erfin- dungsgemäßes Verfahren vorgestellt und beschrieben, welches die vorliegend adressierten Beschichtungsprobleme löst.

Insbesondere zeigt Figur 17 ein schematisches Flussdiagramm. Der Verfahrensschritt a) beschreibt das Erfassen der Kanten- kontur 11 oder Kantengeometrie einer aus einem Pulverbett 1 additiv aufgebauten oder aufzubauenden Schicht 12 für das Bauteil 10 auf einer Bauplattform 2 (vergleiche Figur 13 sowie gestrichelte Linie in Figur 16, welche die Kantenkontur 11 einer entsprechenden Schicht andeutet) .

Beispielsweise wird die Kantenkontur oder deren Position relativ zu der Bauplattform anhand eines Datenmodells, vorzugsweise anhand von Konstruktionsdaten und/oder CAD-Daten, er- fasst .

Alternativ oder zusätzlich wird die Kantenkontur 11 oder deren Position oder Verlauf relativ zu der Bauplattform 2 physisch mittels eines Scanvorgangs, beispielsweise mit einem Laserscanner erfasst, in dem die aufgebaute Schicht mit einem entsprechenden Scanner untersucht wird.

Der Verfahrensschritt b) beschreibt das Ausrichten einer Beschichterrichtung BR für eine neu aufzubringende Pulverschicht relativ zu der erfassten Kantenkontur 11 derart, dass eine Kante 11 der additiv aufgebauten oder aufzubauenden Schicht 12 einen von 90° verschiedenen Winkel mit der

Beschichterrichtung BR einschließt. Entsprechend ist in Figur 16 ein Winkel gezeigt, welcher vorzugsweise von 0 und 90° verschieden ist, insbesondere beispielsweise größer als 20° ist und eine relative Drehung zwischen der Kantenkontur 11 der Schicht 12 und der Beschichtungsrichtung BUR andeutet. Die Beschichterrichtung BR kann mit der beschriebenen Be- schichtungsrichtung BUR übereinstimmen (vergleiche die Figuren 1 bis 16) .

Die genannte Ausrichtung kann derart erfolgen, dass insbesondere die Beschichterrichtung BR durch Drehen des Beschichters und/oder der Beschichtungsvorrichtung relativ zu der Kantenkontur 11 bzw. dem Bauteil 10 verändert wird.

Alternativ oder zusätzlich kann für die Veränderung einer für das Beschichtungsergebnis ungünstigen Ausrichtung von Bauteil und Beschichterrichtung, die Bauplattform vorzugsweise mit einer gegebenenfalls darauf angeordneten Bauteilstruktur relativ zu der Beschichterrichtung, gedreht werden.

Eine entsprechende Ausrichtung kann ebenfalls dadurch erfol- gen, dass, insbesondere für eine neu aufzubringende und anschließend zu verfestigende Schicht, eine Änderung des Bauteildesigns vorgenommen wird.

Das Ausrichten erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise schicht- weise und auf Basis von einer durch CAD und/oder CAM-Daten oder davon abgeleiteten Daten für die additive Herstellung des Bauteils gestützten Berechnung. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß nach jeder aufgebauten Schicht 12 für das Bauteil 10 nach dem oder durch das Erfassen geprüft wird, ob die Kante 11 einen von 90° verschiedenen Winkel (vgl. ) mit der Beschichterrichtung BR einschließt, und, wobei die Beschichterrichtung BR, verneinendenfalls , neu ausgerichtet wird.

Unter Umständen ist es nicht immer oder für alle Kantenbereiche oder Kantenpunkte möglich, insbesondere bei runden Kontu- ren, dass alle Punkte einer Kante bzw. deren Tangente (n) einen von 90° verschiedenen Winkel mit der Beschichterrichtung BR einschließen.

Das erfindungsgemäße Problem kann jedoch auch dann gelöst werden, wenn viele der Punkte oder die entsprechende Kante zu einem möglichst großen Anteil entsprechend einen (endlichen) von 90° verschiedenen Winkel mit der Beschichterrichtung BR einschließen . Im Fall von runden oder ovalen Kantenkonturen wird die

Beschichterrichtung BR vorzugsweise derart schichtweise, d. h. pro aufgebauter Schicht, während des additiven Aufbauens des Bauteils verändert oder „weitergedreht", dass entlang der Kantenkontur immer andere bzw. nacheinander verschiedene Punkte auf der Kontur bzw. der Kante „ungünstig" angeordnet sind, d.h., dass an den letztgenannten Punkten oder Positionen auf der Kante noch die erfindungsgemäß zu lösenden Probleme auftreten. In den Figuren 18 und 19 werden insbesondere alternative Lösungen zu den beschriebenen Verfahren vorgestellt, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und die in Figur 18 dargestellten Beschichter gelöst werden. In den Darstellungen der Figuren 18 und 19 weicht - durch die Ausgestaltung der Beschichter bzw. Beschichtungsvorrichtung ein - die Beschichterrichtung BR wie angedeutet von der beschriebenen Beschichtungsrichtung BUR ab. In der links dargestellten Aufsicht von Figur 18 ist ein erfindungsgemäßer Beschichter 60 dargestellt. Bei dem Beschichter kann es sich insbesondere um eine Rakel, einen Schieber, eine Bürste oder eine Walze, geeignet zur Beschichtung einer beliebigen Herstellungsfläche für den additiven Aufbau eines Bauteils handeln. Der links in Figur 18 gezeigte Beschichter 60 weist eine Beschichterfläche BF auf oder definiert diese (siehe oben) . Es ist weiterhin gezeigt, dass dieser

Beschichter gewinkelt ist bzw. seine Beschichterfläche BF in zwei zueinander gewinkelte Teilflächen 70 unterteilt ist. Der genannte Beschichter ist insbesondere derart ausgebildet, dass sowohl eine Beschichterrichtung BR 1 als auch eine

Beschichterrichtung BR 2 der entsprechenden Teilflächen bei einer Beschichtungsrichtung BUR von links nach rechts, eine Kantenkontur eines Bauteils (in Figuren 18 bis 19 nicht explizit dargestellt) unter einem von 90° verschiedenen Winkel treffen und damit die erfindungsgemäßen Vorteile bieten.

Dies gilt insbesondere auch für den in der rechten Ansicht von Figur 18 gezeigten Beschichter, welche eine gebogene

Beschichterfläche BF aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird eine Kantenkontur eines Bauteils, sofern es sich um lineare oder geradlinige Kanten handelt automatisch unter einem bestimmten Winkel angefahren oder „getroffen", wenn der

Beschichter, beispielsweise von einer Aufhängung oder Abführungseinrichtung 61 (vergleiche Figur 15) in Richtung der Beschichtungsrichtung BUR (vergleiche Figur 18) bewegt wird.

Der beschriebene Beschichter 60 mit der gebogenen

Beschichterfläche BF beschreibt eine besonders bevorzugte Ausführungsform, welche die erfindungsgemäße Vorteile fast immer ermöglicht; nämlich immer dann, wenn beispielsweise eine Kantenkontur eines Bauteils in Form und Orientierung von der Geometrie der gebogenen Beschichterfläche BF abweicht.

Figur 19 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 50, welche ebenfalls einen Beschichter 60 aufweist. Der Beschichter 60 weist analog zu den Darstellun- gen der Figuren 1 bis 16 vorzugsweise eine ebene und lineare Beschichterfläche BF auf. Jedoch ist, im Unterschied zu den bisher gezeigten Darstellungen, eine Beschichterrichtung BR (vergleiche gestrichelte Linie in Figur 19 unter einem Winkel zu einer Beschichtungsrichtung BUR „angestellt". Gemäß dieser Ausgestaltung kann ein Bauteil, beispielsweise wie anhand von den Figuren 3 und 4 dargestellt, mit seinen Kanten parallel zu den Kanten der Bauplattform 2 ausgerichtet werden, ohne dass die oben beschriebenen Beschichtungsfehler auftreten werden.

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 Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.