Technisches Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer

WerkstoffSchicht mit energetischer Strahlung,

insbesondere zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch schichtweises Aufschmelzen eines pulverförmigen Werkstoffes, bei denen ein oder mehrere energetische Strahlen einer oder mehrerer zur

Bearbeitung eingesetzter Strahlquellen auf eine zu bearbeitende Schicht des Werkstoffes gerichtet und durch dynamische Strahlführung über die Schicht geführt werden, um Bereiche der Schicht zu bearbeiten.

Bei pulverbettbasierten Strahlschmelzverfahren, wie z. B. dem selektiven Laserschmelzen (SLM: Selective Laser Melting) werden dreidimensionale Bauteile

generativ direkt aus 3D-CAD Modellen gefertigt. In einem sich wiederholenden Prozess wird eine dünne

Pulverschicht von typischerweise unter 100 μιη Dicke mit einem Schieber auf einer Substratplatte aufgetragen und in einem nächsten Schritt selektiv entsprechend den Geometrieinformationen aus dem 3D-CAD Modell mit Hilfe eines oder mehrerer energetischer Strahlen, insbesondere Laserstrahlen, geschmolzen. Dieser Kreislauf- prozess erlaubt die Herstellung dreidimensionaler

Bauteile mit geringen Einschränkungen bezüglich der konstruktiven Komplexität. Das Verdichten des Bauteils beruht beim SLM auf einem vollständigen Schmelzen des Pulvers und der vorangegangenen Schicht. Dadurch werden Bauteildichten von bis zu 100% und mit konventionellen Fertigungsverfahren vergleichbare mechanische Eigenschaften erreicht.

Die Prozesskette läuft bei einem derartigen

Verfahren innerhalb der Fertigungsanlage bezogen auf eine Bauplattform sequentiell ab, wie dies in der Figur 1 schematisch dargestellt ist. Der wertschöpfende

Belichtungsprozess , bei dem die entsprechenden Bereiche der Schicht mit der energetischen Strahlung selektiv aufgeschmolzen werden, wird durch nicht wertschöpfende Prozesse wie dem Schichtauftrag, der Prozessvor ^¬ bereitung und der Prozessnachbereitung unterbrochen. Je nach verwendeter Anlagentechnik, bspw. bei Verwendung von Galvanometerscannern zur Strahlablenkung, kommt es innerhalb des wertschöpfenden Belichtungsprozesses zusätzlich zu technisch bedingten Belichtungstotzeiten, in denen zwar die zur Strahlablenkung benötigten

Scannerspiegel bewegt werden, aber keine Belichtung erfolgt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn

nacheinander zu belichtende Scanvektoren geometrisch nicht direkt aneinander anschließen. Zusätzliche nicht ^¬ produktive Zeiten treten in den Beschleunigungs- und Abbremsphasen der Scannerspiegel beim sog. Skywriting auf. Die Strahlquelle wird somit nicht zu 100 ~6 zur Belichtung genutzt.

Stand der Technik

Neben den bisher hauptsächlich verwendeten Strahlablenksystemen auf Basis von Galvanometerscannern mit vor- oder nachgelagerter Fokussieroptik sind auch alternative Belichtungskonzepte bekannt. Dabei handelt es sich mehrheitlich um weniger komplexe Optiksysteme, welche mittels einer Bewegungsvorrichtung über die zu belichtende Fläche geführt werden. Dies bietet den Vorteil einer möglichen Skalierung von Bauraumgröße und/oder Schmelzleistung, ohne den grundlegenden

Anlagenaufbau verändern zu müssen.

So zeigt bspw. die WO 2015/003804 AI eine

Vorrichtung, bei der mit Hilfe eines Achssystems ein

Belichtungs- oder Bearbeitungskopf über ein Pulverbett bewegt wird. Der Bearbeitungskopf bildet mittels einer optischen Vorrichtung mehrere einzelne Laserstrahlen in einer feststehenden Anordnung als Laserspots nebenein- ander oder teilweise überlappend auf die Bearbeitungs ^¬ ebene ab, z. B. in einer Linienanordnung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bearbeitungskopfes. Die Laser ^¬ strahlen werden dabei jeweils von einer separaten

Strahlquelle erzeugt, mittels Lichtleitfasern zum

Bearbeitungskopf geführt und simultan zur Bewegung des Bearbeitungskopfes entsprechend der zu erzeugenden Bauteilgeometrie moduliert bzw. ein- und ausgeschaltet. Die WO 2014/199149 AI zeigt eine ähnliche Vorrichtung, bei der die jeweiligen Strahlquellen die Strahlung ohne Lichtleitfasern direkt auf die Bearbeitungsebene richten. Diese Vorrichtungen benötigen jedoch für jeden einzelnen Laserspot in der Bearbeitungsebene eine separate Strahlquelle. Auf diese Weise kann zwar die Spotanordnung über eine Erhöhung der Anzahl der

Strahlquellen nahezu beliebig verbreitert werden. Dies ist allerdings mit einer linearen Erhöhung der Kosten verbunden. Zusätzlich wird der notwendige konstruktive Aufwand entsprechend erhöht. Die US 2014/0198365 AI beschreibt eine

Belichtungsvorrichtung, bei der die Strahlung einer einzelnen Strahlquelle über einen oder mehrere

Strahlteiler in mehrere Teilstrahlen aufgeteilt wird. Die Teilstrahlen werden dann jeweils mit einer eigenen Ablenkeinheit unabhängig voneinander auf die

Bearbeitungsebene gerichtet. Bei dieser Anordnung muss aufgrund der konstanten Aufteilung der Laserleistung auf die einzelnen Teilstrahlen allerdings dafür Sorge getragen werden, dass die von den jeweiligen Strahlablenkvorrichtungen zu belichtende Fläche identisch ist .

Die WO 00/21735 AI schlägt eine Belichtungs ^¬ vorrichtung vor, bei der die Strahlung einer Lichtquelle über eine Vielzahl von einzelnen Lichtleitfasern, die in einem feststehenden Array angeordnet sind, auf die Bearbeitungsebene gerichtet wird. Hinter jedem Faserende wird ein Lichtventil (Light Valve) angebracht, welches in der Lage ist, die aus der Faser austretende Strahlung abhängig von einem Steuersignal entweder zu transmittieren oder zu absorbieren. Auf diese Weise können durch die Bewegung des Faserarrays und die von der Bauteilgeometrie abhängige Steuerung der Lichtventile zum Bauteil gehörige Bereiche in der Bearbeitungsebene selektiv belichtet werden. Beim Betrieb dieser Vorrichtung muss die Strahlung

bestimmter bestrahlter Bereiche, die nicht zum

Bauteilaufbau benötigt werden, in den zugehörigen Lichtventilen absorbiert werden. Dies führt im

praktischen Einsatz allerdings zu einem sehr niedrigen Verhältnis aus eingesetzter und tatsächlich genutzter Laserleistung. Dies gilt auch für einige der bereits genannten Vorrichtungen. Die oben beschriebenen Nachteile der bekannten

Vorrichtungen erschweren eine wirtschaftliche Anwendung pulverbettbasierter Strahlschmelzverfahren, bspw. in der Serienproduktion metallischer Bauteile. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur

Bearbeitung einer WerkstoffSchicht mit energetischer Strahlung anzugeben, insbesondere zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch schichtweises

Aufschmelzen eines pulverförmigen Werkstoffes, das eine verbesserte Ausnutzung der eingesetzten Strahlquellen ermöglicht, ohne hierbei auf bestimmte zu bearbeitende Flächen eingeschränkt zu sein.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und der

Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden in bekannter Weise ein oder mehrere energetische Strahlen einer oder mehrerer Strahlquellen auf eine zu

bearbeitende Schicht des Werkstoffes gerichtet und durch dynamische Strahlführung über die Schicht geführt, um Bereiche der Schicht zu bearbeiten, insbesondere aufzuschmelzen. Das vorgeschlagene

Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens einer der energetischen Strahlen durch zeitliche

Modulation auf mehrere Einzelstrahlen aufgeteilt wird, die räumlich getrennt, d.h. über unterschiedliche

Strahlführungs- und/oder Strahlablenkelemente, auf die zu bearbeitende Schicht gerichtet werden. Unter einer Aufteilung durch zeitliche Modulation wird dabei verstanden, dass eine zeitliche Aufteilung des Strahls auf die räumlich getrennten Einzelstrahlen vorgenommen wird. Die Aufteilung erfolgt dabei derart, dass die Summe der Leistungen der Einzelstrahlen jeweils der Leistung des energetischen Strahls - abzüglich

unvermeidbarer Leistungsverluste durch die eingesetzten optischen Bauteile - entspricht. In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Aufteilung auf die Einzel ^¬ strahlen abwechselnd, so dass die Einzelstrahlen nie gleichzeitig auftreten. Die Aufteilung des energe- tischen Strahls auf die Einzelstrahlen kann dabei zeitlich periodisch erfolgen. Dies ist allerdings nicht zwingend. Ebenso muss die Aufteilung auch nicht

zwingend in gleichen Leistungsanteilen auf die

Einzelstrahlen erfolgen, sondern nur derart, dass die Summe der zeitlichen Leistungsverteilungen der

Einzelstrahlen - abzüglich eventueller Leistungsverluste durch die zur Aufteilung verwendeten optischen Bauteile - der ursprünglichen zeitlichen Leistungsverteilung entspricht. Die Aufteilung auf die Einzel- strahlen erfolgt dabei derart, dass in Abhängigkeit von der jeweils zu bearbeitenden Fläche eine kontinuierliche Bearbeitung, bspw. ein kontinuierliches

Aufschmelzen, mit dem energetischen Strahl erfolgen kann. Durch die zeitliche Aufteilung wird erreicht, dass zu jedem Zeitpunkt des Belichtungs- bzw.

Bearbeitungsvorgangs jeweils die volle Leistung des energetischen Strahls für die Bearbeitung genutzt wird. Damit wird eine unterbrechungsfreie oder nahezu

unterbrechungsfreie Belichtung bzw. Bearbeitung

ermöglicht, bei der die Auslastung der eingesetzten Strahlquelle maximiert wird. Bei einem pulverbett- basierten Strahlschmelzverfahren kann dadurch der

Anteil des wertschöpfenden Prozesses an der gesamten Prozesszeit erhöht und die Produktivität der Anlage gegenüber den bekannten Anlagen des Standes der Technik gesteigert werden. Dies ist gerade vor dem Hintergrund einer industriellen Serienfertigung ein großer Vorteil.

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist entsprechend eine oder mehrere Strahlquellen auf, die einen oder mehrere energetische Strahlen emittieren, sowie wenigstens eine Strahl- aufteilungseinrichtung, die wenigstens einen der energetischen Strahlen durch zeitliche Modulation auf mehrere Einzelstrahlen aufteilen kann. Die Strahlaufteilungseinrichtung ist so ausgebildet, dass die Summe der Leistungen der Einzelstrahlen bei der

Aufteilung jeweils zumindest annähernd der Leistung des energetischen Strahls entspricht. Die Vorrichtung weist weiterhin eine oder mehrere dynamische Strahlführungs ^¬ einrichtungen auf, über die die Einzelstrahlen auf eine zu bearbeitende Schicht des Werkstoffes gerichtet und über die Schicht geführt werden können, um Bereiche der Schicht zu bearbeiten. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren und der

zugehörigen Vorrichtung kann je nach Ausgestaltung nur eine Strahlquelle eingesetzt werden, die einen

energetischen Strahl emittiert, der entsprechend durch zeitliche Modulation auf mehrere Einzelstrahlen

aufgeteilt wird. Es können auch mehrere Stahlquellen eingesetzt werden, wobei dann jede Strahlquelle einen energetischen Strahl emittiert, der entsprechend durch zeitliche Modulation auf mehrere Einzelstrahlen

aufgeteilt wird. Selbstverständlich besteht auch die

Möglichkeit, bei Einsatz mehrerer Strahlquellen nur den energetischen Strahl einer oder einer Teilmenge der Strahlungsquellen in der oben angegebenen Weise

aufzuteilen .

Die Strahlführungseinrichtung kann in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein. So kann eine

Strahlführungseinrichtung eingesetzt werden, die wie bei einigen der in der Beschreibungseinleitung

genannten Vorrichtungen des Standes der Technik als Bearbeitungskopf ausgebildet ist, der zur Belichtung bzw. Bearbeitung über die zu bearbeitende Schicht geführt wird. Die Strahlführungseinrichtung kann alternativ auch dynamische Strahlablenkeinheiten aufweisen, bspw. in Form von Galvanometerscannern, die die Einzelstrahlen durch entsprechende dynamische

Strahlablenkung über die zu bearbeitende Schicht führen. Auch weitere Techniken zur Strahlführung, wie bspw. mit Mikrospiegelarrays , Spiegelsystemen oder Polygonscannern, oder eine Kombination mehrerer

Techniken sind möglich. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jeder Einzelstrahl über eine eigene dynamische Strahlablenkeinrichtung auf die zu bearbeitende Schicht des bspw. pulverförmigen Werkstoffes gerichtet. Dies ermöglicht eine voneinander unabhängige dynamische Ablenkung der Einzelstrahlen.

Im Folgenden werden das vorgeschlagene Verfahren sowie die vorgeschlagene Vorrichtung anhand der bevorzugten Anwendung der Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch schichtweises

Aufschmelzen eines pulverförmigen Werkstoffes mit der energetischen Strahlung erläutert. Das Verfahren und die Vorrichtung sowie deren Ausgestaltungen sind jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt. Sie bieten auch bei anderen Bearbeitungsprozessen, bei denen mit der energetischen Strahlung eine WerkstoffSchicht bearbeitet wird, bspw. beim Laserschneiden, entsprechende Vorteile .

Bei konventionellen Strahlschmelzprozessen mit Laserstrahlung, bei denen die zum Schmelzen verwendete Strahlung mittels Strahlablenkung, bspw. mit einem Galvanometerscanner, entsprechend der Schicht- Information des Bauteils über das Pulverbett geführt wird, können Totzeiten auftreten, in denen der Strahl nicht auf das Pulverbett gerichtet wird. So wird bei Galvanometerscannern zum Teil das sog. Skywriting eingesetzt, um die Scangeschwindigkeit und damit den Energieeintrag zu homogenisieren. Die bei abrupten Richtungsänderungen des Scanpfades üblicherweise nötigen Abbrems- und Beschleunigungsvorgänge des

Scannerspiegels werden dann bei deaktivierter Strahlung durchgeführt. Die für diese Vorgänge benötigte Zeit steht damit nicht für die eigentliche Belichtung zur Verfügung. Auch bei geometrisch nicht aneinander anschließenden Scanvektoren treten Totzeiten auf. In diesem Fall müssen unabhängig von der Verwendung von Skywriting die Scannerspiegelbewegungen zur Repositio- nierung bei deaktivierter Strahlung durchgeführt werden. Die für diese Vorgänge benötigte Zeit steht dann ebenfalls nicht für die eigentliche Belichtung zur Verfügung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des

vorgeschlagenen Verfahrens sowie der zugehörigen

Vorrichtung erfolgt bei Einsatz von dynamischen

Strahlablenksystemen, wie bspw. Galvanometerscannern, die Aufteilung auf die Einzelstrahlen und damit auf die den jeweiligen Einzelstrahlen zugeordneten Strahlablenkeinrichtungen abwechselnd. Die Strahlablenkeinrichtungen werden dann so aufeinander abgestimmt betrieben und der Wechsel zwischen den Strahlablenkeinrichtungen erfolgt derart, dass während der

Bearbeitung der Schicht, im Folgenden auch als

Belichtung bezeichnet, die oben angegebenen Totzeiten minimiert werden. Zwischen den Einzelstrahlen bzw. den dynamischen Strahlablenkeinrichtungen für die

Einzelstrahlen wird dann bspw. beim Wechsel zwischen nicht aneinander anschließenden Scanvektoren und/oder bei abrupten Richtungswechseln des Scanpfades umgeschaltet. Dies kann mit einer schnell schaltenden

Strahlweiche erfolgen. So kann bspw. beim Einsatz von zwei dynamischen Strahlablenkeinrichtungen entsprechend der Aufteilung auf zwei Einzelstrahlen die Strahlung immer durch die erste Strahlablenkeinrichtung über zu belichtende Flächen geführt werden, während durch die zweite Strahlablenkeinrichtung Repositionierungs- , Abbrems- oder Beschleunigungsvorgänge durchgeführt werden. Dies ermöglicht einen durchgehenden Betrieb der eingesetzten Strahlungsquelle bzw. eine durchgehende Verwendung der vollen von der Strahlungsquelle

erzeugten Strahlungsleistung zum Aufschmelzen der

Schicht. Auch ein Belichten während des Beschichtungs- vorgangs ist dabei prinzipiell möglich.

Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung lassen sich bei allen pulverbettbasierten Strahlschmelzverfahren einsetzen. Beispiele sind das selektive Laserschmelzen (SLM) oder das selektive

Lasersintern (SLS) . Dies ist selbstverständlich keine abschließende Aufzählung. Mit dem vorgeschlagenen

Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung ergibt sich ein gegenüber den bisher bekannten Lösungen verbesserter Nutzungsgrad der eingesetzten Strahlquelle.

Damit wird eine erhebliche Beschleunigung des Belich ^¬ tungsprozesses erreicht, die je nach Bauteilgeometrie und Anlagenbeschaffenheit zwischen 15% und 250%

betragen kann. Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen einen nahezu unterbrechungsfreien Betrieb der eingesetzten Strahlquellen. Das Verfahren und die Vorrichtung weisen vor allem beim Einsatz innerhalb industrieller Fertigungsumgebungen ein großes Potential auf und ermöglichen die generative Fertigung von

Bauteilen mit maximierter Wertschöpfung. Daraus

resultieren eine deutliche Steigerung der Produktivität der entsprechenden Fertigungseinrichtung und somit auch deutliche wirtschaftliche Vorteile, die den Einsatz von pulverbettbasierten Strahlschmelzverfahren im Rahmen der industriellen Serienfertigung stark begünstigen. Als energetische Strahlen kommen dabei bevorzugt

Laserstrahlen zum Einsatz. Das Verfahren lässt sich jedoch auch mit anderen energetischen Strahlen wie bspw. Elektronen- oder Ionenstrahlen einsetzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Das vorgeschlagene Verfahren sowie die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Prozess kette beim selektiven Laserschmelzen;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines

Beispiels für das vorgeschlagene

Verfahren; und

Fig. 3 ein Beispiel für eine andere Aufteilung der Leistung auf die Einzelstrahlen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Bei pulverbettbasierten Strahlschmelzverfahren wie dem selektiven Laserschmelzen wird der wertschöpfende Belichtungsprozess durch nicht wertschöpfende Prozesse wie den Schichtauftrag, die Prozessvorbereitung und die Prozessnachbereitung unterbrochen. Diese Prozesskette ist schematisch in der Figur 1 dargestellt, die die Prozesse der Prozessvorbereitung 1, des Schichtauftrags 2, der Belichtung 3 sowie der Prozessnachbereitung 4 in der festgelegten Abfolge zeigt. Die Prozesse des

Schichtauftrags 2 sowie der Belichtung 3 wiederholen sich dabei Schicht für Schicht bis das dreidimensionale Bauteil fertig aufgebaut ist. Das vorgeschlagene

Verfahren und die zugehörige Vorrichtung ermöglichen dabei eine Optimierung der Belichtung, bei der

üblicherweise Totzeiten 5 auftreten, während denen der energetische Strahl nicht auf die Schicht auftrifft und damit keine Belichtung stattfindet. In Figur 1 ist schematisch der Anteil der Totzeiten 5 am Belichtungs- prozess 2 angedeutet. Diese können durch Beschleuni- gungs- und Abbremsphasen der Scannerspiegel oder durch nicht zusammenhängende, nacheinander zu belichtende Scanvektoren bedingt sein. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung wird der Anteil dieser Totzeiten 5 am Belichtungsprozess minimiert .

Figur 2 zeigt hierzu ein Beispiel für eine

Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens, bei dem der Laserstrahl 7 einer Laserstrahlquelle 6 abwechselnd in zwei Einzelstrahlen aufgeteilt wird, die die zu

belichtende Schicht an räumlich unterschiedlichen

Stellen treffen. Die Aufteilung erfolgt durch eine Strahlaufteilungseinrichtung 8, die in der Figur schematisch angedeutet ist. Durch die in diesem

Beispiel vorgenommene zeitliche Modulation der

Aufteilung des Laserstrahls 7 auf die Einzelstrahlen 9 wird erreicht, dass die Leistungsverteilungen der Einzelstrahlen (abzüglich eventueller Leistungsverluste durch die verwendeten optischen Bauteile) der

ursprünglichen zeitlichen Leistungsverteilung des Laserstrahls 7 entspricht. Die Leistungsverluste sind daher minimal und die von der Laserstrahlquelle 6 bereitgestellte Laserleistung wird während des gesamten Belichtungsprozesses einer Schicht unterbrechungsfrei oder zumindest nahezu unterbrechungsfrei für die

Belichtung der Schicht genutzt. Die Figur 2 zeigt hierzu rechts oben die Leistung des von der Laserstrahlquelle 6 erzeugten Laserstrahls 7 über der Zeit. Die Laserstrahlquelle 6 wird im Dauerstrichbetrieb (cw) betrieben. Im unteren Teil sind rechts und links die zeitlichen Leistungsverteilungen für die beiden durch die Strahlaufteilungseinrichtung 8 erzeugten

Einzelstrahlen 9 zu erkennen. Die Diagramme zeigen die abwechselnde Aufteilung des Laserstrahls 7 auf die beiden Einzelstrahlen 9 über der Zeit. In diesem

Beispiel ist eine zeitlich periodische Aufteilung zu erkennen .

Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die zeitliche Aufteilung wird je nach Belichtungsaufgabe in Abhängigkeit von der zu belichtenden Geometrie so gewählt, dass ein kontinuierliches Schmelzen ohne oder mit nur minimaler zeitlicher Unterbrechung erfolgen kann. So kann in einer Ausgestaltung bspw. eine

zeitliche Aufteilung der kontinuierlichen Strahlung auf z.B. n zeitlich entsprechend versetzte mit einem Duty Cycle von 1/n gepulst modulierte Einzelstrahlen

erfolgen, die durch die räumliche Aufteilung zum

Aufschmelzen an verschiedenen Positionen oder für

Mehrfachbelichtungen, bspw. zum Vor- oder Nachwärmen, verwendet werden.

In dem in Figur 2 dargestellten Beispiel kann jeder der beiden Einzelstrahlen 9 bspw. mit einer eigenen dynamischen Stahlablenkeinrichtung, insbesondere mit jeweils einem Galvanoscanner, auf die zu belichtende Schicht gerichtet werden. Als Strahlauf ^¬ teilungseinrichtung kann bspw. eine schnellschaltende Strahlweiche eingesetzt werden. Durch geeignetes

Umschalten zwischen den beiden Einzelstrahlen bzw.

Galvanoscannern und geeignete Ansteuerung dieser

Scanner können die durch Repositionierungs- , Abbrems ^¬ oder Beschleunigungsvorgänge verursachten Totzeiten vermieden oder verringert werden. So kann bspw. der

Laserstrahl 7 über den ersten Galvanoscanner über die zu belichtende Fläche geführt werden, während durch den zweiten Scanner gerade Repositionierungs-, Abbrems ^¬ oder Beschleunigungsvorgänge durchgeführt werden und umgekehrt. Der jeweils andere Scanner wird dabei vor dem Umschalten bereits in die erforderliche Position gebracht oder so betrieben, dass er sich beim

Umschalten gerade in der entsprechenden Position befindet und die weitere Strahlablenkung bis zum nächsten Umschaltvorgang ohne zusätzliche Beschleuni- gungs- oder Abbremsvorgänge durchführen kann. Auf diese Weise können die in Figur 1 dargestellten Totzeiten deutlich verringert werden. Entsprechende Totzeiten treten dann im Idealfall nur noch durch die Umschalt- Vorgänge zwischen den einzelnen Galvanoscannern oder Einzelstrahlen auf.

Die Aufteilung des energetischen Strahls kann auch so vorgenommen werden, dass einer der Einzelstrahlen weiterhin ein energetisches Dauersignal liefert, welches allerdings zeitlich in der Leistung moduliert ist (Leistungswobbein) , und nur die „überschüssige" Leistung auf einen anderen Einzelstrahl aufgeteilt wird. Der Einzelstrahl mit der überschüssigen Leistung ist damit zeitlich nicht immer existent. Dies ist in Figur 3 schematisch dargestellt, die im oberen Diagramm die Leistung des von der Laserstrahlquelle erzeugten Laserstrahls über der Zeit und in den unteren

Diagrammen rechts und links die zeitlichen Leistungs ^¬ verteilungen für die beiden durch die

Strahlaufteilungseinrichtung erzeugten Einzelstrahlen zeigt .

Bezugs zeichenliste

1 Prozessvorbereitung

2 Schichtauftrag

3 Belichtung

4 Prozessnachbereitung

5 Totzeiten

6 Laserstrahlquelle

7 Laserstrahl

8 Strahlaufteilungseinrichtung

9 Einzelstrahlen