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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A JETTING SYSTEM FOR PRODUCING WORKPIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/153573
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a jetting system (20), the jetting system (20) being used in a device (10) for the additive manufacturing of three-dimensional workpieces and comprising at least three jetting units (22a-d, 50), the method comprising the following steps: a) defining a jetting region (30a-d) for each of the jetting units (22a-d, 50), the jetting regions (30a-d) each comprising a portion of a jetting plane (28) which extends parallel to a support (16) of the device (10), and the jetting regions (30a-d) being defined such that they overlap in a common overlap region (34); b) jetting a raw material powder layer on the support (16) to produce a workpiece layer; c) arranging a further raw material powder layer on the already jetted raw material powder layer to produce a further workpiece layer. d) The invention also relates to a device for performing this method.

Inventors:
WIESNER ANDREAS (DE)
WILKES JAN (DE)
THIEL CHRISTIANE (DE)
ROESGEN LUKAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/050843
Publication Date:
August 30, 2018
Filing Date:
January 15, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SLM SOLUTIONS GROUP AG (DE)
International Classes:
B22F3/105; B29C64/153; B29C64/277; B33Y50/02
Foreign References:
EP2862651A12015-04-22
EP2875897A12015-05-27
EP2926979A12015-10-07
US20140348691A12014-11-27
EP2875897A12015-05-27
EP2818305A12014-12-31
EP2875897A12015-05-27
Attorney, Agent or Firm:
SCHICKER, Silvia (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines Bestrahlungssystems (20), wobei das

Bestrahlungssystem (20) in einer Vorrichtung (10) zum generativen Herstellen dreidimensionaler Werkstücke verwendet wird und wenigstens drei

Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Definieren eines Bestrahlungsbereichs (30a-d) für jede der

Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50), wobei die Bestrahlungsbereiche (30a-d) jeweils einen Anteil an einer Bestrahlungsebene (28) umfassen, die sich parallel zu einem Träger (16) der Vorrichtung (10) erstreckt, und wobei die

Bestrahlungsbereiche (30a-d) derart definiert werden, dass sie sich in einem gemeinsamen Überlappungsbereich (34) überlappen;

b) Bestrahlen einer auf dem Träger (16) angeordneten Rohstoffpulverschicht zum Herstellen einer Werkstückschicht;

c) Anordnen einer weiteren Rohstoffpulverschicht auf der bereits bestrahlten Rohstoffpulverschicht zum Herstellen einer weiteren Werkstückschicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

wobei die Anteile der Bestrahlungsbereiche (30a-d) an der Bestrahlungsebene (28) jeweils zwischen 0 % und bis zu einschließlich 100 % betragen; und/oder

wobei der Anteil des Überlappungsbereichs (34) an der Bestrahlungsebene (28) zwischen 0 % und bis zu einschließlich 100 % beträgt.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei die Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) und/oder die jeweiligen Zentren der Bestrahlungsbereiche (30a-d) ein Vieleck aufspannen.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

ferner umfassend den Schritt:

- Auswählen wenigstens einer für das Bestrahlen des Überlappungsbereichs zu verwendenden Bestrahlungseinheit (22a-d, 50).

5. Verfahren nach Anspruch 4,

wobei der Schritt des Auswählens vor dem Bestrahlen der weiteren Werkstückschicht erneut ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,

wobei die Auswahl der für den Überlappungsbereich (34) zu verwendenden

Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden

Rohstoffpulverschichten voneinander unterscheidet.

7. Verfahren nach einem Ansprüche 4 bis 6,

wobei eine Mehrzahl von Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) für das Bestrahlen des Überlappungsbereichs (34) ausgewählt wird, um den Überlappungsbereich (34) parallel oder aufeinanderfolgend zu bestrahlen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,

wobei zum Auswählen der Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) für den

Überlappungsbereich (34) folgender Schritt ausgeführt wird:

- Auswählen von Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) zum Bestrahlen des Überlappungsbereichs (34), in deren Bestrahlungsbereichen (30a-d) sich die herzustellende Werkstückschicht auch außerhalb des

Überlappungsbereichs (34) erstreckt; oder

- Auswählen von Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) zum Bestrahlen des Überlappungsbereichs (34), in deren Bestrahlungsbereichen (30a-d) sich die herzustellende Werkstückschicht nicht außerhalb des

Überlappungsbereichs (34) erstreckt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei das Definieren der Bestrahlungsbereiche (30a-d) derart ausgeführt wird, dass sich die Anordnung des Überlappungsbereiches (34) innerhalb der

Bestrahlungsebene (28) zwischen zwei aufeinanderfolgenden

Rohstoffpulverschichten ändert.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

ferner umfassend die folgenden Schritte: - Unterteilen des Überlappungsbereichs (34) in eine Mehrzahl von Teilungsbereichen (T1-T4), die jeweils wenigstens einer der

Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) zugeordnet sind; und

- Ändern der Teilungsbereichsgrenzen, sodass sich die Teilungsbereiche (T1-T4) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschichten voneinander unterscheiden.

11. Verfahren nach Anspruch 10,

wobei das Ändern der Teilungsbereichsgrenzen durch Verschieben eines

Schnittpunktes (P) der Teilungsbereichsgrenzen erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

wobei das Verschieben des Schnittpunktes (P) zufällig oder nach einem

vorbestimmten Muster erfolgt.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei das Bestrahlungssystem (20) zumindest eine Gruppe von wenigstens drei Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) umfasst, umfassend die Schritte:

- Anordnen der Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) derart, dass die

Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) gemeinsam ein Vieleck aufspannen; und

- Definieren der Bestrahlungsbereiche (30a-d) je Bestrahlungseinheit (22a-d, 50) derart, dass deren gemeinsamer Überlappungsbereich (34) zumindest teilweise innerhalb des Vielecks angeordnet ist.

14. Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen dreidimensionaler Werkstücke, umfassend:

- ein Bestrahlungssystem (20) mit wenigstens drei Bestrahlungseinheiten (22a- d, 50);

- einen Träger (16), der dazu eingerichtet ist, eine Rohstoffpulverschicht

aufzunehmen, die zum Herstellen einer Werkstückschicht durch das

Bestrahlungssystem (20) bestrahlbar ist;

- eine Steuereinheit (26), die dazu eingerichtet ist, einen Bestrahlungsbereich (30a-d) für jede der Bestrahlungseinheiten (22a-d, 50) zu definieren, wobei die Bestrahlungsbereiche (30a-d) jeweils einen Anteil an einer

Bestrahlungsebene (28) umfassen, welche sich parallel zu dem Träger (16) erstreckt, und wobei die Steuereinheit (26) ferner dazu eingerichtet ist, die Bestrahlungsbereiche (30a-d) derart zu definieren, dass diese sich in einem gemeinsamen Überlappungsbereich (34) überlappen;

wobei die Steuereinheit (26) ferner dazu eingerichtet ist, die Vorrichtung (10) derart zu steuern, dass aufeinanderfolgend auf dem Träger (16) angeordnete

Rohstoffpulverschichten zum Herstellen aufeinanderfolgender Werkstückschichten bestrahl bar sind.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines

Bestrahlungssystems zur Werkstückherstellung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines

Bestrahlungssystems, wobei das Bestrahlungssystem zum generativen Herstellen dreidimensionaler Werkstücke verwendet wird. Dabei umfasst das

Bestrahlungssystem wenigstens drei Bestrahlungseinheiten mit sich gegenseitig überlappenden Bestrahlungsbereichen.

Bei generativen Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Werkstücke und insbesondere bei generativen Schichtbauverfahren ist es bekannt, eine zunächst formlose oder formneutrale Formmasse (zum Beispiel ein Rohstoffpulver) durch ortsspezifisches Bestrahlen zu verfestigen und dadurch in eine gewünschte Form zu bringen. Das Bestrahlen kann mittels elektromagnetischer Strahlung erfolgen, beispielsweise in Form von Laserstrahlung. In einem Ausgangszustand kann die Formmasse zunächst als Granulat, als Pulver oder als flüssige Formmasse vorliegen und infolge der Bestrahlung selektiv oder, anders ausgedrückt, ortsspezifisch verfestigt werden. Die Formmasse kann zum Beispiel Keramik-, Metall- oder

Kunststoffmaterialien umfassen und auch Materialgemische hieraus. Eine Variante von generativen Schichtbauverfahren betrifft das sogenannte Pulverbettschmelzen, bei dem insbesondere metallische und/oder keramische Rohstoffpulvermaterialien zu dreidimensionalen Werkstücken verfestigt werden.

Zum Herstellen einzelner Werkstückschichten ist es ferner bekannt, dass

Rohstoff pulvermaterial in Form einer Rohstoffpulverschicht auf einen Träger aufzubringen und selektiv sowie nach Maßgabe der Geometrie der aktuell herzustellenden Werkstückschicht zu bestrahlen. Die Laserstrahlung dringt in das Rohstoffpulvermaterial ein und verfestigt dieses, beispielsweise in Folge eines Erhitzens, was ein Schmelzen oder Sintern verursacht. Ist eine Werkstückschicht verfestigt, wird eine neue Schicht von unverarbeitetem Rohstoffpulvermaterial auf die bereits hergestellte Werkstückschicht aufgebracht. Hierzu können bekannte Beschichteranordnungen verwendet werden. Anschließend erfolgt eine erneute Bestrahlung der nun obersten und noch unverarbeiteten Rohstoffpulverschicht. Folglich wird das Werkstück sukzessive Schicht für Schicht aufgebaut, wobei jede Schicht eine Querschnittsfläche und/oder eine Kontur des Werkstücks definiert. In diesem Zusammenhang ist es ferner bekannt, auf CAD- oder vergleichbare Werkstückdaten zurückzugreifen, um die Werkstücke im Wesentlichen automatisch herzustellen.

Weiterhin sind Lösungen bekannt, bei der das Bestrahlen des Rohstoffpulvermaterials durch ein Bestrahlungssystem ausgeführt wird, dass mehrere Bestrahlungseinheiten umfasst. Diese können eine einzelne Rohstoffpulverschicht gemeinsam Bestrahlen und dabei parallel oder zeitlich versetzt zueinander agieren.

Es versteht sich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung sämtliche der vorstehend erläuterten Aspekte ebenfalls vorgesehen sein können.

Ein Beispiel für eine Lösung, bei der mehrere Bestrahlungseinheiten gemeinsam eine einzelne Rohstoffpulverschicht bestrahlen, findet sich in der EP 2 875 897 AI. Dort sind zwei Bestrahlungseinheiten gezeigt, deren Bestrahlungsbereiche einander in einem gemeinsamen Überlappungsbereich überlappen. Eine herzustellende

Werkstückschicht wird zunächst dahingehend bewertet, welche herzustellenden Anteile dieser Werkstückschicht sich in die Bestrahlungsbereiche der einzelnen Bestrahlungseinheiten hinein erstrecken sowie welcher Anteil sich in den

gemeinsamen Überlappungsbereich erstreckt. Anschließend werden diese

herzustellenden Anteile den jeweiligen Bestrahlungseinheiten zugeordnet, wobei der herzustellende Anteil in dem gemeinsamen Überlappungsbereich noch zusätzlich unterteilt werden kann.

Das Verwenden unterschiedlicher Bestrahlungseinheiten zum gemeinsamen

Bestrahlen einer Rohstoffpulverschicht, was gleichbedeutend mit dem gemeinsamen Herstellen einer Werkstückschicht durch unterschiedliche Bestrahlungseinheiten ist, kann im Vergleich zum Verwenden lediglich einer Bestrahlungseinheit zu einer Verkürzung der Herstelldauer führen.

Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass das Bestrahlen mittels unterschiedlicher Bestrahlungseinheiten zu Inhomogenitäten des hergestellten Werkstücks führen kann. Dies kann vor allem das Werkstoffgefüge betreffen und in wesentlichen Qualitätsmängeln des hergestellten Werkstücks resultieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum generativen Herstellen dreidimensionaler Werkstücke bereitzustellen, die eine vergleichsweise kurze Herstelldauer bei einer hohen Werkstückqualität ermöglichen. Hierzu wird ein Verfahren zum Steuern eines Bestrahlungssystems bereitgestellt, wobei das Bestrahlungssystem in einer Vorrichtung zum generativen Herstellen dreidimensionaler Werkstücke verwendet wird und wenigstens drei

Bestrahlungseinheiten umfasst. Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das dreidimensionale Werkstück nach Art eines selektiven Lasersinterns herzustellen. Die Bestrahlungseinheiten können dazu ausgebildet sein, einen elektromagnetischen Bearbeitungsstrahl zum Beispiel in Form eines Laserstrahls zu emittieren. Hierzu können Sie geeignete Bearbeitungsoptiken und/oder Strahlquellen umfassen oder an derartige Einheiten anschließbar sein. Gemäß einer Ausführungsform sind wenigstens zwei der Bestrahlungseinheiten an eine gemeinsame Strahlquelle angeschlossen. Dabei kann der von der Strahlquelle erzeugte Bearbeitungsstrahl durch geeignete Mittel aufgeteilt und/oder abgelenkt werden, um zu den einzelnen

Bestrahlungseinheiten geführt zu werden. Als hierfür geeignete Mittel kommen Strahlteiler und/oder Spiegel in Frage.

Die Bearbeitungsoptiken können wenigstens einen Bearbeitungsstrahl führen und/oder hiermit in gewünschter Weise wechselwirken. Hierfür können sie

Objektivlinsen umfassen, insbesondere eine f-Theta-Linse.

Die Bestrahlungseinheiten können ferner Ablenkvorrichtungen umfassen, um die emittierten Bearbeitungsstrahlen auf vorbestimmte Bereiche innerhalb einer

Bestrahlungsebene und somit auf vorbestimmte Bereiche einer zu bestrahlende Rohstoffpulverschicht zu richten. Die Ablenkvorrichtungen können sogenannte Scannereinheiten umfassen, welche vorzugsweise um wenigstens zwei Achsen verstellbar sind. Zusätzlich oder alternativ können die Bestrahlungseinheiten oder zumindest deren Strahlen emittierende Bereiche im Raum bewegbar sein. Dies kann insbesondere ein Relativbewegen zu einer Bestrahlungsebene einschließen, sodass die Bestrahlungseinheiten unterschiedlichen Bereichen der Bestrahlungsebene gegenüberliegen können.

Das Verfahren umfasst den Schritt a) des Definierens eines Bestrahlungsbereichs für jede der Bestrahlungseinheiten, wobei die BeStrahlungsbereiche jeweils einen Anteil an einer Bestrahlungsebene umfassen, die sich parallel zu einem Träger der

Vorrichtung erstreckt, und wobei die Bestrahlungsbereiche derart definiert werden, dass sie sich in einem gemeinsamen Überlappungsbereich überlappen. Bei der Bestrahlungsebene kann es sich um eine zweidimensionale planare Ebene handeln. Die Bestrahlungsebene kann jeweils eine aktuell zu bestrahlende

Rohstoffpulverschicht umfassen. Somit kann sich ihre Position relativ zu dem Träger je nach zu bestrahlender Rohstoffpulverschicht ändern. Insbesondere kann sich ein Abstand zu dem Träger mit fortschreitender Herstelldauer und Schichtanzahl des Werkstücks vergrößern. Die Bestrahlungsebene kann ferner gegenüberliegend zu dem Träger angeordnet und vorzugsweise kongruent zu einer von dem Träger definierten Baufläche sein. Bei der Baufläche kann es sich um eine Fläche handeln, innerhalb derer ein Werkstück herstellbar ist. Genauer gesagt kann die Baufläche eine maximal herstellbare Querschnittsfläche des Werkstücks definieren.

Die Bestrahlungsbereiche können einen Flächenanteil an der Bestrahlungsebene umfassen, wobei sich diese Flächenanteile auch überlappen können. Anders ausgedrückt ist vorgesehen, dass sämtliche Bestrahlungsbereiche zumindest in dem gemeinsamen Überlappungsbereich einander überlappen oder, mit anderen Worten, dass sich in dem Überlappungsbereich sämtliche Bestrahlungsbereiche gegenseitig überschneiden. Der Überlappungsbereich kann somit einen Flächenanteil der Bestrahlungsebene definieren, in den sämtliche Bestrahlungsbereiche hineinreichen. Zusätzlich können auch weitere Überlappungsbereiche existieren, in denen sich lediglich zwei der Bestrahlungsbereiche überlappen (im Folgenden auch:

Nebenüberlappungsbereich)

Das Definieren der Bestrahlungsbereiche kann über ein Festlegen des

Ablenkspektrums der Ablenkeinheiten der Bestrahlungseinheiten und/oder das Festlegen eines etwaigen Bewegungsspektrums der Bestrahlungseinheiten erfolgen. Dies kann durch Definieren geeigneter Wertebereiche in einer Steuereinheit der Vorrichtung erfolgen.

Außerhalb des Überlappungsbereichs kann somit vorgesehen sein, dass ein

Bestrahlen der Rohstoffpulverschicht innerhalb eines jeweiligen Bestrahlungsbereichs nur durch die jeweils zugeordnete Bestrahlungseinheit erfolgt. Gemäß einer Variante ist vorgesehen, dass einer ersten Bestrahlungseinheit ein erster Bestrahlungsbereich zugeordnet wird, einer zweiten Bestrahlungseinheit ein zweiter Bestrahlungsbereich und einer dritten Bestrahlungseinheit ein dritter Bestrahlungsbereich. Etwaigen weiteren Bestrahlungseinheiten kann ferner ein jeweils weiterer Bestrahlungsbereich zugeordnet sein. Die ersten bis dritten Bestrahlungsbereiche überlappen sich gegenseitig in dem Überlappungsbereich. Außerhalb des Überlappungsbereichs ist bei dieser Variante jedoch vorgesehen, dass der verbleibende Anteil des ersten Bestrahlungsbereichs lediglich durch die erste Bestrahlungseinheit bestrahlbar ist, der verbleibende Anteil des zweiten Bestrahlungsbereichs lediglich durch die zweite Bestrahlungseinheit bestrahlbar ist, der verbleibende Anteil des dritten

Bestrahlungsbereichs lediglich durch die dritte Bestrahlungseinheit bestrahlbar ist und der verbleibende Anteil von etwaigen weiteren Bestrahlungsbereichen lediglich durch die jeweils zugeordneten weiteren Bestrahlungseinheiten bestrahlbar ist.

Das Verfahren sieht ferner den Schritt b) des Bestrahlens einer auf dem Träger angeordneten Rohstoffpulverschicht zum Herstellen einer Werkstückschicht vor. Das Bestrahlen kann über die Bestrahlungseinheiten des Bestrahlungssystems erfolgen, wobei sie je nach Definition der Bestrahlungsbereiche unterschiedliche aber zum Beispiel im Überlappungsbereich auch gemeinsame Anteile der Rohstoffpulverschicht bestrahlen können.

Der Träger kann in einer Prozesskammer der Vorrichtung bereitgestellt sein. Dabei kann es sich um einen allgemein feststehenden Träger oder aber einen

verlagerbaren Träger handeln, der insbesondere in der vertikalen Richtung

verlagerbar ist. Gemäß einer Variante wird der Träger mit zunehmender Anzahl der hergestellten Werkstückschichten und vorzugsweise in Abhängigkeit dieser Anzahl in der vertikalen Richtung abgesenkt. Die Prozesskammer kann gegen die

Umgebungsatmosphäre abdichtbar sein, um eine kontrollierte Atmosphäre darin einzustellen, insbesondere eine Inertatmosphäre. Die Rohstoffpulverschicht kann sämtliche der vorstehend erläuterten Rohstoffpulvermaterialien und insbesondere ein Pulver aus einer metallischen Legierung umfassen. Das Pulver kann jegliche geeignete Partikelgröße oder Partikelgrößenverteilung aufweisen. Bevorzugt wird eine Partikelgröße des Pulvers von <100 pm.

Das Auftragen des Rohstoffpulverschicht auf dem Träger und/oder auf einer darauf angeordneten und bereits bestrahlten Rohstoffpulverschicht kann über bekannte Beschichtereinheiten oder Pulverauftragsvorrichtung erfolgen. Ein Beispiel hierzu findet sich in der EP 2 818 305 AI.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung kann der Begriff„Werkstückschicht" allgemein eine aus einer einzelnen Rohstoffpulverschicht herzustellende

Werkstückschicht betreffen, also insbesondere einen herzustellenden Querschnitt des Werkstücks. Ferner kann die Werkstückschicht eine Kontur umfassen, zum Beispiel in Form einer Außenkontur oder eines Umrisses des herzustellenden Querschnitts. Zusätzlich oder alternativ kann die Werkstückschicht eine zumindest teilweise ausgefüllte Fläche umfassen, zum Beispiel um eine ausgefüllte oder massive

Querschnittsfläche des Werkstücks herzustellen. Hierzu kann ein vorbestimmtes Scan- oder Bestrahlungsmuster verwendet werden, bei dem eine Mehrzahl von Scanvektoren in bekannter Weise innerhalb der Bestrahlungsebene definiert sind, um eine im Wesentlichen flächige Verfestigung zu ermöglichen.

Für das Bestrahlen kann vorab analysiert werden, welche Anteile der herzustellenden Werkstückschicht sich in die einzelnen Bestrahlungsbereiche erstrecken sowie in den gemeinsamen Überlappungsbereich. Diejenigen Anteile außerhalb des

Überlappungsbereichs können von den Bestrahlungseinheiten bestrahlt werden, die den jeweiligen Bestrahlungsbereichen zugeordnet sind. Innerhalb des

Überlappungsbereichs steht jedoch die Mehrzahl der Bestrahlungseinheiten für ein Bestrahlen zur Verfügung. Insgesamt kann so die herzustellende Werkstückschicht aus den von den Bestrahlungseinheiten jeweils bestrahlten Anteilen

zusammengesetzt werden. Weitere Details zu diesem Vorgehen, welche

insbesondere das Aufteilen einer herzustellenden Werkstückkontur und/oder eines Scan- oder Bestrahlungsmusters zwischen verschiedenen Bestrahlungseinheiten betreffen, finden sich in der eingangs erwähnten EP 2 875 897 AI.

Das Verfahren sieht ferner den Schritt c) des Anordnens einer weiteren

Rohstoffpulverschicht auf der bereits bestrahlten Rohstoffpulverschicht zum

Herstellen einer weiteren Werkstückschicht vor. Hierdurch kann das beschriebene zyklische Schicht-für-Schicht Herstellen des Werkstücks ermöglicht werden, bei dem fortlaufend neue Rohstoffpulverschichten auf bereits bestrahlte

Rohstoffpulverschichten aufgetragen, bestrahlt und ortsspezifisch verfestigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich zunächst dadurch aus, dass wenigstens drei Bestrahlungseinheiten bereitgestellt sind. In dem gemeinsamen Überlappungsbereich steht somit eine Vielzahl von Bestrahlungseinheiten zur Verfügung, aus denen flexibel ausgewählt werden kann.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Anteile der

Bestrahlungsbereiche an der Bestrahlungsebene jeweils zwischen 0 % und bis zu einschließlich 100 % betragen; und/oder dass der Anteil des Überlappungsbereichs an der Bestrahlungsebene zwischen 0 % und bis zu einschließlich 100 % beträgt. Mit anderen Worten kann auch eine Vollfeldabdeckung vorgesehen sein, bei denen die Bestrahlungsbereiche jeweils bis zu ca. 100 % der Bestrahlungsebene abdecken. Folglich kann jeder Bereich der Bestrahlungsebene von jeder der

Bestrahlungseinheiten bestrahlt werden. Ferner nimmt der Überlappungsbereich in diesem Fall ebenfalls einen Anteil von ca. 100 % der Bestrahlungsebene ein.

Alternativ ist es aber ebenso denkbar, dass der Überlappungsbereich und/oder dass die Bestrahlungsbereiche nicht mehr als ca. 50 % oder nicht mehr ca. 20 % der Bestrahlungsebene einnehmen.

Gemäß einer Weiterbildung spannen die Bestrahlungseinheiten und/oder die Zentren der jeweiligen Bestrahlungsbereiche ein Vieleck auf. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass die Bestrahlungseinheiten und/oder die Zentren der jeweiligen Bestrahlungsbereiche nicht auf einer gemeinsamen Linie liegen. Beispielsweise können die wenigstens drei Bestrahlungseinheiten ein Dreieck aufspannen, sowie bei dem Vorsehen einer vierten Bestrahlungseinheit ein Viereck. Ebenso kann

vorgesehen sein, dass das Bestrahlungssystem mehrere Gruppen umfasst, die jeweils eine bestimmte Anzahl von Bestrahlungseinheiten umfassen, welche ein entsprechendes Vieleck (bzw. ein Polygon) definieren. Diese Gruppen können derart zueinander angeordnet sein, dass sich insgesamt ein vorbestimmtes Muster an Bestrahlungseinheiten ergibt. Zusätzlich oder alternativ können die

Bestrahlungseinheiten in Reihen angeordnet sein, wobei unmittelbar benachbarte Reihen in wenigstens zwei Richtungen zueinander versetzt sind (zum Beispiel entlang orthogonal zueinander verlaufender X-und Y-Achsen der Bestrahlungsebene).

Unter den Zentren der Bestrahlungsbereiche kann ein jeweiliges geometrisches Zentrum oder, anders ausgedrückt, ein geometrischer Mittelpunkt verstanden werden. Die Form der Bestrahlungsbereiche kann allgemein beliebig sein und zum Beispiel eine vier-, fünf-, sechs-, sieben- oder achteckige Form aufweisen. Das Zentrum kann dabei durch den Diagonalenschnittpunkt zwischen

gegenüberliegenden Eckpunkten dieser Form gebildet werden. Auch eine runde Form der Bestrahlungsbereiche ist denkbar. Gemäß einer Variante weisen sämtliche Bestrahlungsbereiche dieselbe Form auf, zum Beispiel eine viereckige oder eine sechseckige Form, und/oder haben dieselbe Größe.

Auch bei einer Vielzahl an Gruppen von Bestrahlungseinheiten kann vorgesehen sein, dass sich die Bestrahlungsbereiche von jeweils wenigstens drei

Bestrahlungseinheiten in einem gemeinsamen Überlappungsbereich überschneiden. Zusätzlich können auch Überlappungsbereiche existieren, in denen sich die

Bestrahlungsbereiche von lediglich zwei Bearbeitungseinheiten überschneiden.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der Bestrahlungsbereich einer einzelnen

Bestrahlungseinheit mehrere Überlappungsbereiche zu benachbarten

Bestrahlungseinheiten aufweist und insbesondere mehrere Überlappungsbereiche mit zwei weiteren Bestrahlungseinheiten. Übergeordnet können zumindest die Hälfte oder sämtliche der Überlappungsbereiche durch nicht mehr als drei verschiedene Bestrahlungsbereiche gebildet wird, zum Beispiel um ungenaue Übergänge innerhalb des in diesem Bereich hergestellten Werkstückgefüges zu vermeiden.

Vorzugsweise sieht das Verfahren ferner einen Schritt des Auswählens wenigstens einer für das Bestrahlen des Überlappungsbereichs zu verwendenden

Bestrahlungseinheit vor. Prinzipiell stehen in dem Überlappungsbereich sämtliche der wenigstens drei Bestrahlungseinheiten zur Verfügung, um ein Bestrahlen des dortigen Anteils der Rohstoffpulverschicht vorzunehmen. Gemäß der vorliegenden Weiterbildung können wenigstens eine, wenigstens zwei oder allgemein bis zu n-1 Bestrahlungseinheiten aus der Gesamtheit der Bestrahlungseinheiten ausgewählt werden, wobei n die Gesamtzahl der Bestrahlungseinheiten angibt. Prinzipiell ist es aber auch denkbar, dass zumindest zum Bestrahlen ausgewählter

Rohstoff pulverschichten sämtliche Bestrahlungseinheiten zum Bestrahlen des

Überlappungsbereichs ausgewählt werden.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Schritt des Auswählens vor dem Bestrahlen der weiteren Werkstückschicht erneut ausgeführt wird, also zum Beispiel vor dem Bestrahlen der weiteren Werkstückschicht gemäß dem Verfahrensschritt c).

Entsprechend kann vorgesehen sein, dass der Schritt des Auswählens der für den Überlappungsbereich zu verwendenden Bestrahlungseinheiten schichtweise wiederholt wird. Das Auswählen der Bestrahlungseinheiten kann allgemein nach Maßgabe der Kontur, des Bestrahlungsmusters oder anderer Charakteristiken der aktuell herzustellenden Werkstückschicht erfolgen und somit auch schichtweise individuell angepasst werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Auswählen nach einem der nachstehend erläuterten Kriterien erfolgen, wobei sämtliche

Auswahlkriterien zueinander gewichtet, priorisiert und/oder hierarchisch aufeinander aufbauen können, um die in dem Überlappungsbereich zum Einsatz kommenden Bestrahlungseinheiten in bevorzugter Weise auszuwählen. Das Verfahren kann ferner vorsehen, dass die Auswahl der für den

Überlappungsbereich zu verwendenden Bestrahlungseinheiten sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschichten voneinander unterscheidet. Mit anderen Worten sieht diese Variante vor, dass sich die durch das Auswählen definierten Gruppen von Bestrahlungseinheiten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschichten voneinander unterscheiden, wobei diese Gruppen auch lediglich eine Bestrahlungseinheit umfassen können. Anders ausgedrückt kann bezogen auf aufeinanderfolgende Rohstoffpulverschichten zwischen den

ausgewählten und somit verwendbaren Bestrahlungseinheiten schichtweise

gewechselt werden.

Zum Beispiel können zum Bestrahlen einer ersten Rohstoffpulverschicht im

Überlappungsbereich eine erste und eine zweite Bestrahlungseinheit ausgewählt werden. Zum Bestrahlen einer darauffolgenden zweiten Rohstoffpulverschicht im Überlappungsbereich kann dann hingegen ausschließlich die erste, ausschließlich die zweite oder ausschließlich die dritte Bestrahlungseinheit ausgewählt werden sowie alternativ die zweite und die dritte Bestrahlungseinheit oder die erste und die dritte Bestrahlungseinheit. Die erste und die zweite Bestrahlungseinheit können zum

Bestrahlen des Überlappungsbereichs dieser weiteren Rohstoffpulverschicht hingegen nicht erneut verwendet werden.

Durch Auswählen verschiedener verwendbarer Gruppen von Bestrahlungseinheiten für aufeinanderfolgende Rohstoffpulverschichten (d. h., durch Treffen verschiedener Auswahlen) wird der Überlappungsbereich schichtweise von verschiedenen

Bestrahlungseinheiten bestrahlt. Mit anderen Worten können die verwendbaren Bestrahlungseinheiten vor jeder zu bestrahlenden Rohstoffpulverschicht gewechselt werden, so dass sich individuelle Einflüsse einzelner Bestrahlungseinheiten auf das Werkstückgefüge zumindest in dem Überlappungsbereich weniger deutlich

bemerkbar machen können. Somit kann die Homogenität des Werkstückgefüges und die Qualität des Werkstücks verbessert werden.

Man beachte, dass dies auch auf eine Mehrzahl von zum Beispiel 100

Rohstoffpulverschichten angewandt werden kann, wobei vor jedem Bestrahlen einer dieser Rohstoffpulverschichten eine erneute Auswahl und somit ein erneuter Wechsel von den im Überlappungsbereich verwendbaren Bestrahlungseinheiten stattfinden kann. Es versteht sich ferner, dass erfindungsgemäß auch vorgesehen sein kann, einen derartigen Wechsel der ausgewählten Bestrahlungseinheiten nicht zwischen jeder der zu bestrahlenden Rohstoffpulverschichten auszuführen. Stattdessen kann diese Auswahl zum Beispiel auch über eine vorbestimmte Anzahl

aufeinanderfolgender Rohstoffpulverschichten konstant aufrechterhalten werden.

Allgemein kann vorgesehen sein, dass das Verfahren auf wenigstens zwei

aufeinanderfolgende zu bestrahlende Rohstoffpulverschicht angewandt wird. Die Anzahl der aufeinanderfolgenden zu bestrahlenden Rohstoffpulverschichten kann ebenso wenigstens 10, wenigstens 50, wenigstens 200 oder wenigstens 500 umfassen. Ebenso kann vorgesehen sein, dass bezüglich eines

Herstellungsvorganges eines einzelnen Werkstücks mehrere Gruppen von

aufeinanderfolgenden zu bestrahlender Rohstoffpulverschichten definiert werden, innerhalb derer das vorliegende Verfahren angewandt wird, nicht jedoch zwischen diesen Gruppen. Übergeordnet kann das vorliegende Verfahren auf wenigstens 20 %, wenigstens 50 %, wenigstens 80 % oder ca. 100 % der Rohstoffpulverschichten angewandt werden, die im Rahmen eines Herstellungsvorganges eines einzelnen Werkstücks zu bestrahlen sind.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine Mehrzahl von Bestrahlungseinheiten für das Bestrahlen des Überlappungsbereichs ausgewählt wird, um den Überlappungsbereich parallel oder aufeinanderfolgend zu bestrahlen. Durch Parallelisierung der

Bestrahlung des Überlappungsbereichs kann die Herstelldauer der entsprechenden Werkstückschicht reduziert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zum Auswählen der Bestrahlungseinheiten für den Überlappungsbereich folgender Schritt ausgeführt wird:

- Auswählen von Bestrahlungseinheiten zum Bestrahlen des

Überlappungsbereichs, in deren Bestrahlungsbereichen sich die herzustellende Werkstückschicht auch außerhalb des

Überlappungsbereichs erstreckt.

Insbesondere können ausschließlich derartige Bestrahlungseinheiten zum Bestrahlen des Überlappungsbereichs ausgewählt werden. Anders ausgedrückt kann vorgesehen sein, für das Bestrahlen des Überlappungsbereichs keine Bestrahlungseinheit auszuwählen, die außerhalb des Überlappungsbereichs nicht weiter zum Herstellen der aktuellen Werkstückschicht verwendet wird. Hierfür kann in einem vorgelagerten Schritt zunächst festgestellt werden, in welchen Bearbeitungsbereichen sich eine aktuell herzustellende Werkstückschicht auch außerhalb des Überlappungsbereichs hinein erstreckt. Somit kann ein besserer Übergang im Werkstückgefüge zwischen dem Überlappungsbereich und den angrenzenden Anteilen der Werkstückschicht erreicht werden, da hierfür eine geringstmögliche Anzahl von Bestrahlungseinheiten verwendet werden. In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass überwiegend oder ausschließlich solche Bestrahlungseinheiten ausgewählt werden, die Anteile der Werkstückschicht herstellen, die unmittelbar an den

Überlappungsbereich anknüpfen. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass beurteilt wird, in welche Bestrahlungsbereiche sich die herzustellende

Werkstückschicht ausgehend von dem Überlappungsbereich unmittelbar hinein erstreckt. Anschließend können dann überwiegend oder ausschließlich solche Bestrahlungseinheiten ausgewählt werden, die diesen Bestrahlungsbereichen zugeordnet sind. Folglich kann für das Bestrahlen des Überlappungsbereichs auch vorgesehen sein, nicht jegliche Bestrahlungseinheiten auszuwählen, die an einer beliebigen Stelle außerhalb des Überlappungsbereichs Anteile an der herzustellenden Werkstückschicht herstellen. Stattdessen können solche Bestrahlungseinheiten ausgewählt werden, die in unmittelbarer Nähe beziehungsweise am Übergang zu dem Überlappungsbereich arbeiten.

Ist gleichzeitig die vorstehend erläuterte Variante vorgesehen, wonach die Auswahl von Bestrahlungseinheiten zur Bestrahlung des Überlappungsbereichs möglichst schichtweise gewechselt werden soll, kann auch eine Priorisierung zwischen diesen Auswahlkriterien vorgenommen werden. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass zunächst eine Auswahl möglicher Bestrahlungseinheiten unter Berücksichtigung der außerhalb des Überlappungsbereichs herzustellenden Anteile der Werkstückschicht stattfindet, woraufhin dann überprüft wird, ob diese Bestrahlungseinheiten den schichtweisen Wechsel der im Überlappungsbereich verwenbaren

Bestrahlungseinheiten ermöglichen. Wenn dies nicht der Fall ist, kann je nach Priorisierung trotzdem mit den zunächst ausgewählten Bestrahlungseinheiten fortgefahren werden oder diese Auswahl wird verworfen und die

Bestrahlungseinheiten werden allein zum Erzielen des gewünschten schichtweisen Wechsels der verwendeten Bestrahlungseinheiten ausgewählt.

Alternativ hierzu kann auch ein Auswählen von Bestrahlungseinheiten zum

Bestrahlen des Überlappungsbereichs vorgesehen sein, in deren

Bestrahlungsbereichen sich die herzustellende Werkstückschicht nicht außerhalb des Überlappungsbereichs erstreckt. Dies ermöglicht einen verbesserten

Ausnutzungsgrad der Bestrahlungseinheiten und/oder einen Zeitgewinn bei der Herstellung einer einzelnen Werkstückschicht, da der Überlappungsbereich durch anderweitig nicht benötigte Bestrahlungseinheiten bestrahlbar ist. Außerhalb des Bestrahlungsbereichs können hingegen diejenigen Bestrahlungseinheiten verwendet werden, die in jedem Fall zum Herstellen einer aktuellen Werkstückschicht benötigt werden, da sich die herzustellende Werkstückschicht auch außerhalb des

Überlappungsbereichs in deren Bestrahlungsbereiche erstreckt. Bildlich gesprochen können die Bestrahlungseinheiten, die außerhalb des Überlappungsbereichs ohnehin ein Bestrahlen vornehmen, somit entlastet werden, da innerhalb des

Überlappungsbereichs andere Bestrahlungseinheiten verwendet werden, die ansonsten nicht benötigt werden würden. Somit können die Anteile an der insgesamt herzustellende Werkstückschicht gleichmäßiger zwischen den Bestrahlungseinheiten verteilt werden. Insbesondere kann damit die Fertigungszeit einer einzelnen

Werkstückschicht reduziert werden, da ein höherer Grad der Parallelisierung bei dem Bestrahlen der Rohstoffpulverschicht erreichbar ist.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Definieren der Bestrahlungs- bereiche derart ausgeführt wird, dass sich die Anordnung des Überlappungsbereiches innerhalb der Bestrahlungsebene zwischen zwei aufeinanderfolgenden

Rohstoffpulverschichten ändert. Zum Beispiel kann der Überlappungsbereich zum Bestrahlen einer ersten Rohstoffpulverschicht in einer ersten Position innerhalb der Bestrahlungsebene angeordnet sein und zum Bestrahlen einer zweiten

Rohstoffpulverschicht in einer zweiten Position, die sich von der ersten Position unterscheidet.

Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass der Überlappungsbereich nicht in einer konstanten Position oder Anordnung innerhalb der Bestrahlungsebene verbleibt. Stattdessen kann dieser für das Bestrahlen einer folgenden oder auch allgemein vor jeder neu zu bestrahlenden Rohstoffpulverschicht neu positioniert werden. Somit kann erreicht werden, dass der Überlappungsbereich bezogen auf das hergestellte Werkstück keine lokal konstante Position beibehält, sondern zumindest zwischen ausgewählten oder aber in sämtlichen Werkstückschichten seine Position ändern kann. Etwaige mit dem Bestrahlen des Überlappungsbereichs einhergehende Inhomogenitäten, wie beispielsweise ungenaue Übergänge in dem Werkstückgefüge zwischen dem Überlappungsbereich und den angrenzenden Bestrahlungsbereichen, können somit reduziert und/oder gleichmäßiger über das gesamte Werkstück verteilt werden. Die Bestrahlungsbereiche können in diesem Zusammenhang vor oder parallel zu dem Bestrahlen einer neuen Rohstoffpulverschicht neu definiert werden, wodurch auch eine Neupositionierung des Überlappungsbereichs erreicht werden kann. Dies kann zum Beispiel durch eine geeignete Berechnung einer neuen Position und Erstreckung der Bestrahlungsbereiche und/oder durch Auslesen geeigneter vorab gespeicherter Positionen aus einem Speicher erfolgen.

Übergeordnet kann der Überlappungsbereich somit vorzugsweise je Schicht innerhalb der Bestrahlungsebene in wenigstens zwei zueinander im Winkel stehenden

Richtungen verschoben werden, zum Beispiel entlang zueinander orthogonaler Achsen. Dabei kann es sich um eine herkömmliche X- und Y-Achse der

Bestrahlungsebene oder der Trägerbaufläche handeln. Das Verschieben kann zufällig oder nach einem vorbestimmten Muster erfolgen. Zum Beispiel kann der

Überlappungsbereich über mehrere aufeinanderfolgende Rohstoffpulverschichten betrachtet spiralförmig innerhalb der Bestrahlungsebene verschoben werden.

Das Verfahren kann ferner Verfahren die folgenden Schritte umfassen:

- Unterteilen des Überlappungsbereichs in eine Mehrzahl von

Teilungsbereichen, die jeweils wenigstens einer der

Bestrahlungseinheiten zugeordnet sind; und

- Ändern der Teilungsbereichsgrenzen, sodass sich die Teilungsbereiche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschichten

voneinander unterscheiden.

Diese Weiterbildung kann helfen, ortsfeste oder lokal konstante Inhomogenitäten in dem Werkstückgefüge durch Variieren der Bestrahlungsbedingungen innerhalb des Überlappungsbereichs zu vermeiden. Zusätzlich oder alternativ kann der

Überlappungsbereich aber auch an sich in der vorstehend beschriebenen Weise innerhalb der Bestrahlungsebene variabel positioniert werden und/oder die Auswahl der verwendbaren Bestrahlungseinheiten kann gezielt variiert werden.

Die Teilungsbereiche können, ähnlich wie die Bestrahlungsbereiche, der

Überlappungsbereich und die Bestrahlungsebene, virtuelle Bereiche festlegen, innerhalb derer die Bestrahlungseinheiten zum Einsatz kommen können. Beim

Verwenden von drei Bestrahlungseinheiten kann zum Beispiel ein dreieckig geformter Überlappungsbereich wiederum in einzelne Dreiecke unterteilt werden, die entsprechende Teilungsbereiche bilden und jeweils einer der Bestrahlungseinheiten zugeordnet sind. Im gleichen Sinne kann bei einem Verwenden von vier

Bestrahlungseinheiten ein viereckiger Überlappungsbereich definiert sein, der durch entsprechende Teilungsbereiche wiederum in einzelne Vierecke unterteilt sein kann. Die Position, die Größe, die Anzahl und/oder die Form der Teilungsbereiche kann durch das Ändern der Teilungsbereichsgrenzen dabei zwischen aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschicht gezielt variiert werden.

Folglich kann ein Anteil an dem Überlappungsbereich, der einer jeden der

Bestrahlungseinheiten zugeordnet ist, zwischen den aufeinanderfolgenden

Rohstoffpulverschicht variieren. Als Resultat können die Bestrahlungseinheiten selbst bei einer gleichbleibenden herzustellenden Werkstückschicht unterschiedliche Bestrahlungsvorgänge in dem Überlappungsbereich ausführen, da ihnen schichtweise unterschiedliche Teilungsbereiche zugeordnet werden.

Allgemein können die Teilungsbereichsgrenzen vorbestimmte Bereiche definieren, in denen unmittelbar eine Übergabe zwischen den Bestrahlungseinheiten stattfindet. Mit anderen Worten kann eine Bestrahlung gemäß einem vorbestimmten

Bestrahlungsvektor oder entlang einer herzustellenden Werkstückkontur bis zum Erreichen einer Teilungsbereichsgrenze von einer ersten Bestrahlungseinheit ausgeführt werden. Bei Überschreiten dieser Grenze wird die Bestrahlung durch eine zweite Bestrahlungseinheit fortgesetzt. Ebenso ist es aber denkbar, dass die

Teilungsbereiche keinen engen Bereich definieren, an denen unmittelbar eine derartige Übergabe stattfindet. Stattdessen kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass eine Bestrahlungseinheit ein Bestrahlen entlang eines vorbestimmten

Bestrahlungsvektors auch über eine Teilungsbereichsgrenze hinaus fortsetzt, also nicht unmittelbar bei Erreichen der Teilungsbereichs das Bestrahlen abbricht.

Allerdings kann dabei vorgesehen sein, dass diese Bestrahlungseinheit ein Bestrahlen entlang weiterer Vektoren, die aus Sicht der Bestrahlungseinheit erst hinter der Teilungsbereichsgrenze neu beginnen, nicht aufnimmt. Mit anderen Worten kann die Teilungsbereichsgrenze einen Bereich festlegen, ab dem keine neuen Bestrahlungen durch die Bestrahlungseinheiten aufgenommen werden können. Dies ist

insbesondere dann relevant, wenn zum Herstellen ausgefüllter Werkstückschichten ein Bestrahlen entlang mehrerer paralleler Bestrahlungsvektoren mit vorbestimmten Längen ausgeführt werden sollen. Weitere Details zu diesem Vorgehen und zum Wechselwirken der

Teilungsbereichsgrenzen mit der gewählten Bestrahlungsstrategie finden sich in der EP 2875897. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird dabei explizit auf die Diskussion der Figuren 4 und 5 der der EP 2875897 Bezug genommen.

In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass das Ändern der Teilungsbereichsgrenzen ein Verschieben eines Schnittpunktes der

Teilungsbereichsgrenzen umfasst. Wenn beispielsweise vier Bestrahlungseinheiten verwendet werden, denen jeweils ein viereckiger Teilungsbereich des

Überlappungsbereichs zugeordnet ist, können sich die Teilungsbereichsgrenzen in einem gemeinsamen Punkt schneiden, der bei gleicher Größe der Teilungsbereiche einem geometrischen Mittelpunkt des Überlappungsbereichs entspricht. Das

Verschieben eines derartigen Schnittpunktes kann allgemein innerhalb der

Bestrahlungsebene und vorzugsweise in wenigstens einer von zwei in einem Winkel zueinander verlaufenden Richtungen erfolgen. Bei den Richtungen kann es sich analog zu dem Verschieben des gesamten Überlappungsbereichs um zueinander orthogonale Achsen handeln, zum Beispiel um die X- und Y-Achsen der

Bestrahlungsebene oder der Trägerbaufläche. Es versteht sich, dass bei dem

Verschieben des Schnittpunkts die Teilungsbereichsgrenzen automatisch angepasst werden können und die Größenverhältnisse der Teilungsbereiche sich entsprechend automatisch ändern.

Das Verschieben des Schnittpunktes kann zufällig oder nach einem vorbestimmten Muster erfolgen, wobei erneut ein spiralförmiges Verschieben über

aufeinanderfolgende Rohstoffpulverschichten betrachtet als ein geeignetes Beispiel genannt sei.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Bestrahlungssystem zumindest eine Gruppe von wenigstens drei Bestrahlungseinheiten umfasst, und das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:

- Anordnen der Bestrahlungseinheiten derart, dass die Bestrahlungseinheiten gemeinsam ein Vieleck aufspannen; und

- Definieren der Bestrahlungsbereiche je Bestrahlungseinheit derart, dass deren gemeinsamer Überlappungsbereich zumindest teilweise innerhalb des Vielecks angeordnet ist. Wie vorstehend erläutert, kann bei einer Gruppe von zum Beispiel drei Bestrahlungseinheiten ein gemeinsames Dreieck aufgespannt werden. Darin kann der Überlappungsbereich zumindest teilweise positioniert sein (zum Beispiel mittig). Jede Bestrahlungseinheit kann dabei einen rechteckigen oder quadratischen

Bestrahlungsbereich aufweisen. Als weiteres Beispiel sei wenigstens eine Gruppe von drei Bestrahlungseinheiten genannt, die jeweils einen sechseckigen

Bestrahlungsbereich aufweisen. Allgemein kann jede Bestrahlungseinheit aus einer solchen Gruppe einen Bestrahlungsbereich aufweisen, der sich auch mit wenigstens einem Bestrahlungsbereich einer weiteren Bestrahlungseinheit aus einer

benachbarten Gruppe überschneidet.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen

dreidimensionaler Werkstücke, umfassend:

- ein Bestrahlungssystem mit wenigstens drei Bestrahlungseinheiten;

- einen Träger, der dazu eingerichtet ist, eine Rohstoffpulverschicht

aufzunehmen, die zum Herstellen einer Werkstückschicht durch das

Bestrahlungssystem bestrahlbar ist;

- eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Bestrahlungsbereich für jede der Bestrahlungseinheiten zu definieren, wobei die Bestrahlungsbereiche jeweils einen Anteil an einer Bestrahlungsebene umfassen, welche sich parallel zu dem Träger erstreckt, und wobei die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet ist, die Bestrahlungsbereiche derart zu definieren, dass diese sich in einem gemeinsamen Überlappungsbereich überlappen;

wobei die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet ist, die Vorrichtung derart zu steuern, dass aufeinanderfolgend auf dem Träger angeordnete

Rohstoffpulverschichten zum Herstellen aufeinanderfolgender Werkstückschichten durch das Bestrahlungssystem bestrahlbar sind.

Die Vorrichtung kann allgemein jegliche weiteren Merkmale und Komponenten umfassen, um sämtliche der vorstehend erläuterten Schritte ausführen und sämtliche der vorstehend erläuterten Wirkungen erreichen zu können. Insbesondere kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, sämtliche Varianten bezüglich der Auswahl der im Überlappungsbereich zu verwendenden Bestrahlungseinheiten, dem Variieren der Position des Überlappungsbereichs in der Bestrahlungsebene und dem Definieren und/oder Ändern etwaiger Teilungsbereiche auszuführen. Gemäß einer weiteren Variante umfasst die Vorrichtung wenigstens vier Bestrahlungseinheiten und die Bestrahlungsbereiche werden derart definiert, dass sich sämtliche Bestrahlungsbereiche der Bestrahlungseinheiten in einem

gemeinsamen Überlappungsbereich überlappen. Dieser liegt vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb eines von den Bestrahlungseinheiten aufgespannten Vierecks.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es stellen dar:

Figur 1: eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ein

erfindungsgemäßes Verfahren ausführt;

Figur 2: eine Darstellung der Bestrahlungsbereiche der Vorrichtung aus Figur 1;

Figur 3: eine Darstellung möglicher Teilungsbereiche der Vorrichtung aus Figur

1; und

Figuren 4, 5: Möglichkeiten zum Anordnen der Bestrahlungseinheiten bei der

Vorrichtung aus Figur 1.

In Figur 1 ist eine Vorrichtung 10 gezeigt, die dazu ausgebildet ist, ein

erfindungsgemäßes Verfahren zum generativen Herstellen dreidimensionaler

Werkstücke aus einem metallischen Pulverbett auszuführen. Genauer gesagt betrifft das Verfahren einen Herstellungsprozess nach Art eines sogenannten selektiven Laserschmelzens (SLM). Die Vorrichtung 10 umfasst eine Prozesskammer 12. Die Prozesskammer 12 ist gegen die Umgebungsatmosphäre abdichtbar, sodass darin eine Inertgasatmosphäre eingestellt werden kann. Eine Pulverauftragsvorrichtung 14, die in der Prozesskammer 12 angeordnet ist, trägt Rohstoffpulverschichten auf einen Träger 16 auf. Wie in Figur 1 durch einen Pfeil A gezeigt, ist der Träger 16 dazu eingerichtet, in eine vertikale Richtung verlagerbar zu sein. Somit kann der Träger bei einer zunehmenden Bauhöhe des Werkstücks, wenn dieses schichtweise aus den selektiv verfestigten Rohstoffpulverschichten aufgebaut wird, in die vertikale

Richtung abgesenkt werden.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Bestrahlungssystem 20, um selektiv und ortsspezifisch mehrere Laserstrahlen 24a,b auf die Rohstoffpulverschichten auf dem Träger 16 zu richten. Genauer gesagt kann das Rohstoffpulvermaterial mittels dem Bestrahlungssystem 20 nach Maßgabe einer Geometrie einer herzustellenden

Werkstückschicht einer Laserstrahlung ausgesetzt und somit lokal aufgeschmolzenen und verfestigt werden.

Das Bestrahlungssystem umfasst vier Bestrahlungseinheiten 22a-d, von denen in Figur 1 nur die vorderen beiden Bestrahlungseinheiten 22a-b zu erkennen sind. Die weiteren Bestrahlungseinheiten 22c-d sind hingegen in die Blattebene hinein versetzt und somit hinter den in Figur 1 erkennbaren Bestrahlungseinheiten 22a-b

angeordnet.

Jede der Bestrahlungseinheiten 22a-d ist an eine gemeinsame Laserstrahlquelle gekoppelt. Der von dieser Laserstrahlquelle emittierte Laserstrahl kann durch geeignete Mittel, wie zum Beispiel Strahlteiler und/oder Spiegel, aufgeteilt und/oder abgelenkt werden, um den Laserstrahl zu den einzelnen Bestrahlungseinheiten 22a-d zu führen. Alternativ wäre es denkbar, jeder der Bestrahlungseinheiten 22a-d eine eigene Laserstrahlquelle zuzuordnen. Eine geeignete Laserstrahlquelle kann zum Beispiel in Form eines diodengepumpten Ytterbium-Faserlasers mit einer Wellenlänge von ungefähr 1070 bis 1080nm bereitgestellt sein.

Jede der Bestrahlungseinheiten 22a-d umfasst ferner eine Bearbeitungsstrahloptik, um mit dem bereitgestellten Laserstrahl zu wechselwirken. Die Bearbeitungsstrahloptiken umfassen jeweils eine Ablenkvorrichtung in Form einer Scannereinheit, die den Fokuspunkt des in Richtung des Träger 16 emittierten Laserstrahls 24a,b innerhalb einer sich parallel zu dem Träger 16 erstreckenden Bestrahlungsebene 28 flexibel positionieren kann.

Die Bestrahlungsebene 28 stellt eine virtuelle Ebene dar, welche eine oberste auf dem Träger 16 angeordnete Rohstoffpulverschicht enthält, die zum Herstellen einer Werkstückschicht aktuell zu bestrahlen ist. Die Position der Bestrahlungsebene 28 ändert sich somit relativ zu dem Träger 16 mit zunehmender Anzahl der

aufgetragenen und bestrahlten Rohstoffpulverschichten. Durch das Absenken des Trägers 16 kann aber auch vorgesehen sein, dass sich die Position der

Bestrahlungsebene 28 relativ zu den Bestrahlungseinheiten 22a-d nicht ändert, da sie stets konstant innerhalb der Prozesskammer 12 angeordnet ist.

Das Bestrahlen der Rohstoffpulverschichten durch das Bestrahlungssystem 20 wird durch eine Steuereinheit 26 gesteuert. Diese ist ferner dazu ausgebildet, für jede der Bestrahlungseinheiten 22a-d einen ebenfalls virtuellen Bestrahlungsbereich 18a-d zu definieren, die sich jeweils in der Bestrahlungsebene 28 erstrecken und einen vorbestimmten Anteil hiervon umfassen. In der Darstellung von Figur 1 sind erneut nur die Bestrahlungsbereiche 18a-b der dort erkennbaren Bestrahlungseinheiten 22a- b gezeigt.

In Figur 2 ist eine Draufsicht auf den Träger 16 und die Bestrahlungsebene 28 aus Sicht des Bestrahlungssystems 20 gezeigt. Man erkennt, dass die Bestrahlungsebene 28 quadratisch geformt ist und demnach vier gleich große Quadranten I-IV umfasst. Ungefähr im Zentrum eines jeden dieser Quadranten I-IV ist jeweils eine der

Bestrahlungseinheiten 22a-d angeordnet. Die Steuereinheit 26 definiert für jede der Bestrahlungseinheiten 22a-d einen eigenen Bestrahlungsbereich 30a-d. Die

Bestrahlungsbereiche 30a-d sind in dem gezeigten Fall für jede der

Bestrahlungseinheiten 22a-d gleich groß gewählt und rechteckig. Ferner sind sie derart definiert, dass die Bestrahlungseinheiten 22a-d leicht exzentrisch innerhalb der Bestrahlungsbereiche 30a-d angeordnet sind.

Der Umriss oder, anders ausgedrückt, die Bereichsgrenze des Bestrahlungsbereichs 30a ist in Figur 2 strichliniert hervorgehoben. Gleiches gilt für den Umriss des

Bestrahlungsbereichs 30d, der stirchpunktförmig abgebildet ist. Die Umrisse der weiteren Bestrahlungsbereiche 30b,c sind prinzipiell gleichartig gewählt. Folglich erkennt man, dass die Bestrahlungsbereiche 30a-d sich mehrfach überlappen, wobei insgesamt eine kreuzförmige Überlappungszone 32 innerhalb der Bestrahlungsebene 28 definiert wird.

In ihrem Zentrum weist die Überlappungszone 32 einen gemeinsamen

Überlappungsbereich 34 auf, in dem sich sämtliche Bestrahlungsbereiche 30a-d gegenseitig überschneiden und überlappen. Ausgehend von diesem vorliegend quadratischen Überlappungsbereich 34 erstrecken sich kreuzförmig weitere

Nebenüberlappungsbereiche 36, in denen jeweils lediglich zwei der

Bestrahlungsbereiche 30a-d sich gegenseitig überlappen.

Zusammengefasst erkennt man somit, dass die Bestrahlungseinheiten 22a-d derart angeordnet sind, dass sie gemeinsam ein Vieleck in Form eines Rechtecks

aufspannen, und dass deren Bestrahlungsbereiche 30a-d ferner derart definiert sind, dass der gemeinsame Überlappungsbereich 34 mittig innerhalb des Rechtecks angeordnet ist. In Figur 2 ist ferner ein Umriss einer herzustellenden Werkstückschicht 38 gezeigt. In bekannter Weise ist vorgesehen, dass deren Außenkontur durch ortsspezifisches Bestrahlen und Verfestigen der aktuell obersten Rohstoffpulverschicht hergestellt wird. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die von dem Umriss umrandete Werkstückquerschnittsfläche im Wesentlichen vollständig verfestigt und somit ausgefüllt oder, anders ausgedrückt, massiv ausgebildet wird. Dies kann mittels bekannter Bestrahlungsmuster folgen, umfassend zum Beispiel mehrere parallel zueinander verlaufende Scanvektoren.

Übergeordnet erkennt man aus Figur 2, dass die herzustellende Werkstückschicht 38 unterschiedliche Anteile aufweist, mit denen sie sich in die einzelnen

Bestrahlungsbereiche 30a-d aber auch in den Überlappungsbereich 34 sowie die Nebenüberlappungsbereiche 36 hinein erstreckt. Um die Werkstückschicht herzustellen, müssen die Bestrahlungseinheiten 20a-d somit koordiniert von der Steuereinheit 26 angesteuert werden, um einen ihnen jeweils zugeordneten Anteil der Werkstückschicht 38 herstellen zu können.

In denjenigen Fällen, in denen sich ein fraglicher Anteil der herzustellenden

Werkstückschicht 38 ausschließlich in einem der Bestrahlungsbereiche 30a-d sowie außerhalb der Überlappungszone 32 erstreckt, kann dieser Anteil unmittelbar durch die jeweils zugeordnete Bestrahlungseinheit 22a-d verfestigt werden. Für diejenigen Anteile der Werkstückschicht 28, die sich innerhalb der Überlappungszone 32 erstrecken, sieht die Steuereinheit 26, welche das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, hingegen vor, dass die für das Bestrahlen tatsächlich verwendeten

Bestrahlungseinheiten 20a-d gezielt ausgewählt werden.

In Figur 2 sind beispielsweise mehrere Doppelpfeile 1-4 gezeigt, die sich jeweils zwischen zwei der Bestrahlungsbereiche 30a-d erstrecken sowie jeweils einen der Nebenüberlappungsbereiche 36 durchlaufen. Soll zum Herstellen einer gewünschten Werkstückschicht ein Laserstrahl 24a-b entlang eines dieser Doppelpfeile 1-4 geführt werden, entscheidet die Steuereinheit 26, welche der Bestrahlungseinheiten 22a-d innerhalb des gemeinsamen Nebenüberlappungsbereichs 36 das Bestrahlen der Rohstoffpulverschicht übernehmen soll. Zusätzlich oder alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass beide der Bestrahlungseinheiten 22a-d, die einem

gemeinsamen Nebenüberlappungsbereich 36 zugeordnet sind, für dieses Bestrahlen ausgewählt werden. Im Fall des Doppelpfeil 1 bedeutet dies, dass bei einer Bestrahlungsbewegung von in Figur 2 unten nach oben zunächst ein Bestrahlen durch die Bestrahlungseinheit 22b vorgenommen wird, bis der Nebenüberlappungsbereich 36 zwischen den

Bestrahlungsbereichen 30b und 30d erreicht ist. Ab diesem Punkt kann die

Steuereinheit 26 beispielsweise vorgeben, dass die Bestrahlungseinheit 22b das Bestrahlen fortsetzt, bis sie in Figur 2 die obere Grenze des

Nebenüberlappungsbereichs 36 erreicht. Anschließend muss das weitere Bestrahlen entlang dem Doppelpfeil 1 von der Bestrahlungseinheit 22d übernommen werden.

In Figur 2 sind aber auch zwei weitere Doppelpfeile 5-6 gezeigt, die diagonal innerhalb der Bestrahlungsebene 28 und insbesondere durch den gemeinsamen Überlappungsbereich 34 verlaufen. Da sich sämtliche Bestrahlungsbereiche 30a-d innerhalb dieses Überlappungsbereichs 34 überlappen, kann die Steuereinheit in diesem Bereich zwischen sämtlichen der Bestrahlungseinheiten 22a-d auswählen, um den hiervon eingeschlossenen Anteil der Rohstoffpulverschicht zu bestrahlen.

Bezogen auf den Doppelpfeil 5 und in Figur 2 von links unten nach rechts oben betrachtet, bedeutet dies, dass zunächst ein Bestrahlen durch die

Bestrahlungseinheit 22a erfolgt, bis der gemeinsame Überlappungsbereich 34 erreicht ist. Dort kann die Steuereinheit 26 dann vorgeben, welche der

Bestrahlungseinheiten 22a-d für das Bestrahlen der Rohstoffpulverschicht in diesem Bereich ausgewählt werden soll oder ob hierfür sogar mehrere oder sämtliche Bestrahlungseinheiten 22a-d zusammenwirken sollen. Nach Durchqueren des gemeinsamen Überlappungsbereichs 34 wird das Bestrahlen entlang dem Pfeil 5 wiederum mit der in Figur 2 rechten oberen Bestrahlungseinheiten 22d fortgesetzt.

Die Steuereinheit 26 kann bei der Auswahl der Bestrahlungseinheiten 22a-d zum Bestrahlen des Überlappungsbereiches 34 ausschließlich diejenigen

Bestrahlungseinheiten 22a-d berücksichtigen, die auch außerhalb des

Überlappungsbereiches zum Durchführen der gewünschten Bestrahlung verwendet werden. Die weiteren Bestrahlungseinheiten 22b,c, die zum Bestrahlen außerhalb des gemeinsamen Überlappungsbereichs 34 nicht verwendet werden, können hingegen bewusst nicht ausgewählt werden, um das Risiko ungenauer Übergänge innerhalb des Werkstückgefüges durch häufiges Wechseln der Bestrahlungseinheiten 22a-d zu minimieren. Ein Ziel des gezeigten Ausführungsbeispiels ist es, von den mehrfachen Überlappungen der Bestrahlungsbereiche 30a-d sowie den geschilderten

Auswahlmöglichkeiten zwischen den zu verwendenden Bestrahlungseinheiten 22a-d derart Gebrauch zu machen, dass das Gefüge des hergestellten Werkstücks möglichst homogen ausgebildet wird. Hierbei haben die Erfinder erkannt, dass eine Homogenitätsverbesserung zum Beispiel dann erreicht werden kann, wenn die Bestrahlungsbedingungen möglichst variable gewählt werden, um nicht in jeder Werkstückschicht an den gleichen Position die gleichen Ungenauigkeiten zu erzeugen.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann dies dadurch erreicht werden, dass je einzelner zu bestrahlender Rohstoffpulverschicht ausgewählt wird, welche der Bestrahlungseinheiten 22a-d tatsächlich in dem gemeinsamen

Überlappungsbereich 34 und/oder den Nebenüberlappungsbereichen 36 verwendet werden. Ferner wird darauf geachtet, dass sich diese Auswahl bei

aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschichten voneinander unterscheidet. Aufgrund der stets wechselnden Auswahl von Bestrahlungseinheiten 22a-d können die

Bestrahlungsbedingungen innerhalb der Überlappungszone 32 somit schichtweise geändert werden.

Ebenso kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, durch schichtweises Neudefinieren zumindest einiger der Bestrahlungsbereiche 30a-d eine Position des gemeinsamen Überlappungsbereichs 34 innerhalb der

Bestrahlungsebene 28 schichtweise zu verändern. Der Überlappungsbereich 34 und insbesondere ein geometrischer Mittelpunkt hiervon wird dabei innerhalb der

Bestrahlungsebene 28 verschoben. Dabei wird der Überlappungsbereich 34 entlang wenigstens einer der orthogonal zueinander verlaufenden X- Y-Achsen der

Bestrahlungsebene 28 vor dem Bestrahlen einer neuen Rohstoffpulverschicht jeweils verschoben, und zwar entweder zufällig oder nach einem vorbestimmten Muster.

Als vorbestimmte Muster kommt eine Spirale in Betracht, wobei der in Figur 2 gezeigte Überlappungsbereich 34 im Zentrum einer solchen Spirale angeordnet ist. Ebenso ist es denkbar, den Überlappungsbereich nach Art eines sogenannten

Rösselsprungs zu verschieben. Weitere geeignete Muster können ein sogenanntes „Random Chessboard" sein, das auch einen zufälligen Bewegungsanteil einschließt, oder eine Bewegung nach Maßgabe eines„maximalen Abstandes". In Figur 3 ist eine weitere Variante zum Bestrahlen der Rohstoffpulverschicht gezeigt, die mit der vorliegenden Ausführungsform vorgenommen werden kann. Man erkennt erneut die Bestrahlungsebene 28 sowie die darin kreuzförmige angeordnete

Überlappungszone 32. Mit Ausnahme der nachfolgend erläuterten Unterteilung der Überlappungszone 32 ist dieses Beispiel analog zu demjenigen aus Figur 2 gestaltet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind deshalb nicht sämtliche Bezugszeichen auch erneut auch in Figur 3 eingetragen.

In Figur 3 sind verschiedene Möglichkeiten gezeigt, wie die Überlappungszone 32 durch Variieren von Teilungsbereichsgrenzen zwischen aufeinanderfolgenden zu bestrahlenden Rohstoffpulverschicht verschiedenartig unterteilt werden kann. Eine aktuelle Position der Teilungsbereichsgrenzen ist in Figur 3 fett sowie strichliniert dargestellt.

In Figur 3 sind weitere Varianten zur Wahl der Teilungsbereichsgrenzen punktliniert angedeutet. Insgesamt erkennt man, dass die Überlappungszone 32 nach Maßgabe der Wahl der Teilungsbereichsgrenzen in verschiedenen Teilungsbereiche

unterteilbar ist, die zum Beispiel aus den in Figur 3 gezeigten Anteilen PSlx-PS4x, PSly-PS4y zusammensetzbar sind. Diese Teilungsbereiche können erneut jeweils einer der Bestrahlungseinheiten 22a-d zugeordnet werden.

Die Wahl geeigneter Teilungsbereichsgrenzen sowie damit einhergehender

Teilungsbereiche der Überlappungszone 32 kann insbesondere im Hinblick auf den gemeinsamen Überlappungsbereich 34 erfolgen. Dort erkennt man, dass die

Teilungsbereichsgrenzen sich in einem gemeinsamen Punkt P schneiden. Der gemeinsame Überlappungsbereich 34 ist demnach ebenfalls in vier unterschiedlich große Anteile aufgeteilt, die jeweils einen Teilungsbereich Tl-4 der gemeinsamen Überlappungszone 34 bilden. Jeder dieser Teilungsbereiche Tl-4 ist einer der

Bestrahlungseinheiten 22a-d zugeordnet, wobei der in Figur 3 linken oberen

Bestrahlungseinheit 22c der größte Teilungsbereich Tl zugeordnet ist und der rechten unteren Bestrahlungseinheiten 22b der kleinste Teilungsbereich T3.

Wie vorstehend diskutiert, kann entweder unmittelbar an den

Teilungsbereichsgrenzen eine Übergabe zwischen den Bestrahlungseinheiten 22a-d zum Herstellen einer gemeinsamen Werkstückschicht stattfinden (d.h., das

Bestrahlen wird unmittelbar durch eine Bestrahlungseinheiten 22a-d fortgesetzt, die einem benachbarten Teilungsbereich zugeordnet ist). Zusätzlich oder alternativ können die Teilungsbereichsgrenzen auch lediglich einen allgemeinen Bereich definieren, der zum Beispiel bei der Bestrahlung entlang einem vorbestimmten Vektors durch die Bestrahlungseinheiten 22a-d auch temporär überschritten werden kann. Eine Bestrahlung entlang eines neuen Bestrahlungsvektors, der aus Sicht der jeweiligen Bestrahlungseinheit 22a-d erst hinter der Teilungsbereichsgrenze beginnt, kann hingegen nicht ermöglicht werden.

Zum Variieren der Bestrahlungsbedingungen zwischen aufeinanderfolgenden

Rohstoffpulverschichten stellt die gezeigte Ausführungsform die Möglichkeit bereit, die Position des Schnittpunktes P der Teilungsbereichsgrenzen innerhalb des gemeinsamen Überlappungsbereichs 34 zu variieren. Konkret kann dieser

Schnittpunkt P entlang wenigstens einer der X- Y-Achsen verschoben werden. Analog zu dem vorstehend diskutierten Verschieben des gesamten gemeinsamen

Überlappungsbereichs 34 kann der Schnittpunkt P dabei zufällig oder gemäß einem vorbestimmten Muster verschoben werden. Als Konsequenz des Verschiebens des Schnittpunkt P ändern sich auch die Größen der Teilungsbereiche Tl-4.

Folglich kann ein und derselbe Anteil des gemeinsamen Überlappungsbereichs 34 in Abhängigkeit einer Position des Schnittpunktes P und über mehrere

aufeinanderfolgende Rohstoffpulverschichten betrachtet von unterschiedlichen Bestrahlungseinheiten 22a-d bestrahlt werden, und zwar je nachdem, in welchem Teilungsbereich T1-T4 der fragliche Anteil aktuell enthalten ist.

Der Vollständigkeit halber wird im Folgenden ferner die Unterteilbarkeit des in Figur 3 oberen Nebenüberlappungsbereichs 36 erläutert. In diesem Fall erkennt man vier mögliche Unterteilungen durch Wahl entsprechender Nebenteilungsbereiche N1,N2, die sich jeweils aus den Anteilen PSlx-PS4x zusammensetzen. Aufgrund der aktuell gewählten Teilungsbereichsgrenzen ist dabei ein vergleichsweise kleiner Anteil PS4x der in Figur 3 rechten oben Bestrahlungseinheiten 22d zugeordnet. Ein deutlich größerer Anteil an diesem Nebenüberlappungsbereich 36, umfassend die weiteren Anteile PSlx-PS3x, ist hingegen der linken oberen Bestrahlungseinheit 22c

zugeordnet.

Wie erläutert, können mittels der Steuereinheit 26 die Teilungsbereichsgrenzen zwischen aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschicht jeweils geändert werden. Dies kann insbesondere derart erfolgen, dass sich die aus den Anteilen PSlx-PS4x definierten Nebenteilungsbereiche Nl, N2 zwischen den aufeinanderfolgenden Rohstoffpulverschicht voneinander unterscheiden. Ist beispielsweise bei der Variante gemäß Figur 3 das Bestrahlen der aktuellen Rohstoffpulverschicht abgeschlossen, kann die Steuereinheit 26 die strichliniert dargestellten Teilungsbereichsgrenzen derart verschieben, dass der obere Nebenüberlappungsbereich 36 mittig geteilt ist. Folglich wären der Bestrahlungseinheit 22d ein Nebenteilungsbereich Nl umfassend die Anteile PS3x-PS4x und der Bestrahlungseinheit 22c ein Nebenteilungsbereich N2 umfassend die Anteile PSlx-PS2x zugeordnet.

Es versteht sich, dass dies auch für sämtliche weitere Nebenüberlappungsbereiche 36 durchführbar ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden jedoch sämtliche Unterteilungen der Nebenüberlappungsbereiche 36 und des gemeinsamen

Überlappungsbereichs 34 gleichzeitig variiert, und zwar durch das vorstehend geschilderte Verschieben des Schnittpunktes P innerhalb des gemeinsamen

Überlappungsbereichs 34.

Zusammengefasst werden somit mehrere Möglichkeiten bereitgestellt, die das Vorhandensein von wenigstens drei Bestrahlungseinheiten 22a-d sowie eines davon gebildeten Überlappungsbereichs 34 auszunutzen, um die Homogenität eines hergestellten Werkstückgefüges zu verbessern. Diese Möglichkeiten betreffen das Verschieben des Überlappungsbereichs 34 sowie das variablen Auswählen der Bestrahlungseinheiten 22 a-d gemäß Figur 2 und das variable Unterteilen der Überlappungszone 32 durch einzelne Teilungsbereiche T1-T4 gemäß Figur 3. Die Vorrichtung 10 kann prinzipiell dazu ausgebildet sein, sämtliche dieser Möglichkeiten auszuführen. Welche dieser Möglichkeiten auf einzelne oder auch mehrere aufeinanderfolgende Rohstoffpulverschichten angewandt wird, kann vorab für das gesamte herzustellendes Werkstück oder auch individuell für jede herzustellende Werkstückschicht festgelegt werden.

In den Figuren 4 und 5 sind weitere Möglichkeiten zum Anordnen einer Mehrzahl von Bestrahlungseinheiten gezeigt, die kreuzförmig dargestellt und stets mit demselben Bezugszeichen 50 versehen sind. Aus Übersichtsgründen sind aber nicht sämtliche Bestrahlungseinheiten mit diesem Bezugszeichen versehen. Die Ansichten der Figuren 4 und 5 stellen analog zu den Figuren 2 und 3 ebenfalls eine Draufsicht auf eine Bestrahlungsebene 28 dar. Die in den Figuren 4 und 5 gezeigten Anordnungen der Bestrahlungseinheiten 50 können prinzipiell in der vorstehend erläuterten Vorrichtung 10 verwendet werden. Im Folgenden werden daher für gleichartige oder gleichwirkende Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. In Figur 4 erkennt man, dass insgesamt neun Bestrahlungseinheiten 50 vorgesehen sind, die entlang der Y-X-Achsen innerhalb der Bestrahlungsebene 28 relativ zueinander versetzt sind. Konkret sind jeweils drei in Y-Richtung aneinandergereihte Bestrahlungseinheiten 50 gezeigt, wobei insgesamt drei dieser Reihen vorgesehen und entlang der X-Achse voneinander beabstandet sind. Eine mittlere Reihe ist in Y- Richtung betrachtet gegenüber den äußeren Reihen nach unten versetzt. Dies führt insgesamt dazu, dass jeweils eine Gruppe aus drei Bestrahlungseinheiten 50 gebildet wird, deren quadratische Bestrahlungsbereiche 52 sich in einem gemeinsamen Überlappungsbereich 34 gegenseitig überlappen. Aus Übersichtsgründen sind nicht sämtliche Bestrahlungs- und Überlappungsbereiche 34, 52 in Figur 4 und 5 mit einem entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Das Aufspannen eines Dreiecks ist in Figur 4 für zwei ausgewählte Gruppen genauer dargestellt. Man erkennt, dass die Bestrahlungseinheiten 50 jeweils mittig in ihren quadratischen Überlappungsbereichen 52 angeordnet sind. Die

Bestrahlungseinheiten 50 innerhalb einer Gruppe spannen dabei ein schematisch angedeutetes virtuelles Dreieck auf, in dem der gemeinsame Überlappungsbereich 34 nahezu vollständig angeordnet ist. Erneut erkennt man auch mehrere

Nebenüberlappungsbereiche 36, in denen sich lediglich die Bestrahlungsbereiche 52 von zwei Bestrahlungseinheiten 50 überlappen. Ferner erkennt man, dass jede Bestrahlungseinheit 50 mit weiteren Bestrahlungseinheiten 50 außerhalb einer einzelnen ein Dreieck aufspannenden Gruppe wechselwirkt und auch mit deren Bestrahlungsbereichen 52 überlappt. Mit anderen Worten kann eine

Bestrahlungseinheit 50 mehreren Gruppen von Bestrahlungseinheiten 50 zugeordnet werden, mit denen sie einen gemeinsamen Überlappungsbereichs 34 bildet. Dies betrifft beispielsweise die in Figur 4 durch den Pfeil Z markierte Bestrahlungseinheit 50, welche beiden der in Figur 4 gezeigten dreiecksförmigen Gruppen zuzuordnen ist.

Folglich sind die Bestrahlungseinheiten 50 in Figur 4 derart relativ zueinander angeordnet, dass deren Bestrahlungsbereiche 52 wenigstens zwei gemeinsame Überlappungsbereiche 34 mit jeweils zwei weiteren Bestrahlungseinheiten 50 bilden.

Es versteht sich, dass auch im Fall von Figur 4 sämtliche der vorstehend erläuterten Möglichkeiten zum Variieren der Bestrahlungsbedingungen anwendbar sind, zum Beispiel in Form eines variablen Auswählens von in den Überlappungsbereichen 34 zu verwendenden Bestrahlungseinheiten 50 oder einem variablen Verschieben der Positionen der Überlappungsbereiche 34 innerhalb der Bestrahlungsebene 28.

Gleiches trifft auch auf die Variante gemäß Figur 5 zu, in der insgesamt vierzehn Bestrahlungseinheiten 50 in zueinander versetzten Reihen angeordnet sind. Die Bestrahlungseinheiten 50 weisen jeweils einen sechseckigen oder, anders ausgedrückt, einen wabenförmigen Bestrahlungsbereich 52 auf. Aus

Übersichtsgründen sind dabei erneut nicht sämtliche der beschriebenen Merkmale mit einem entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Die Bestrahlungseinheiten 50 sind wiederum derart angeordnet, dass jeweils Gruppen von drei Bestrahlungseinheiten 50 gebildet werden, die gemeinsam ein Dreieck aufspannen, welches einen gemeinsamen Überlappungsbereich 34 einschließt. Zudem erkennt man erneut, dass jede Bestrahlungseinheiten 50 mit mehreren benachbarten Bestrahlungseinheiten 50 wechselwirkt und somit auch mehrere gemeinsame Überlappungsbereiche 34 und/oder

Nebenüberlappungsbereiche 36 definiert. Sowohl in Figur 4 als auch in Figur 5 werden aber keine Überlappungsbereiche 34 durch mehr als drei verschiedene Bestrahlungsbereiche 52 gebildet, was nach wie vor genaue Übergänge im

Werkstückgefüge bei dennoch variablen Bestrahlungsmöglichkeiten ermöglicht.