Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR THE POWDER BED-BASED ADDITIVE BUILDING UP OF A PLURALITY OF IDENTICAL COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/145912
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and to device for the powder bed-based additive building up of a plurality of identical components (10), comprising the fixing of each of the components (10) on a base plate (1) by means of a retaining apparatus (2), the adjusting of a vertical position of at least some of the fixed components (10) relative to the base plate (1), such that a structural peak (11) of each component (10) is spaced apart from the base plate (1) within a predetermined tolerance range (TB), providing a powder bed (3) of a building material on the base plate (1) up to a height of the tolerance range (TB) and the layered, additive building up of material on each of the structural peaks (11) of the components (10).

Inventors:
OTT MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/051853
Publication Date:
August 16, 2018
Filing Date:
January 25, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
B22F3/105; B22F5/04; B23P6/00; B29C64/153; B22F7/06
Foreign References:
US20160318257A12016-11-03
EP3023177A12016-05-25
EP2415552A12012-02-08
DE102012011217A12013-12-12
DE202011003443U12011-12-23
EP2601006B12014-06-18
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren für den pulverbettbasierten, additiven Aufbau einer Mehrzahl von Bauteilen (10) umfassend die folgenden Schritte:

- Fixieren jedes der Bauteile (10) auf einer Grundplatte (1) mittels einer Halteeinrichtung (2),

- Einstellen einer vertikalen Position zumindest einiger der fixierten Bauteile (10) relativ zu der Grundplatte (1), so- dass eine Aufbauspitze (11) jedes Bauteils (10) innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs (TB) von der Grund¬ platte (1) beabstandet ist,

- Bereitstellen eines Pulverbettes (3) eines Aufbaumaterials auf der Grundplatte (1) bis zu einer Höhe des Toleranzbe- reich (TB) , und

- schichtweises additives Aufbauen von Material jeweils auf der Aufbauspitze (11) der Bauteile (10) .

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Einstellen der vertikalen Position und/oder eine Kontrolle derselben nach jeder aufgebauten Lage von Material durchgeführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bauteile (10) Reparaturbauteile sind und wobei vor dem Fixieren je- weils in einem Verschleißbereich der Bauteile (10) Material abgetragen und so die Aufbauspitze (11) definiert wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bauteile (10) gegossene, insbesondere durch Feinguss, wie Vakuum-Feinguss , hergestellte Bauteile (10) sind.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bauteile (10) gleichartig sind, insbesondere Turbi¬ nenlaufschaufeln und die Aufbauspitze (11) eine Schaufel- blattspitze darstellt.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine nominelle Schichtdicke (D) für den schichtweisen ad- ditiven Aufbau einer Abmessung des von der Grundplatte (1) beabstandeten Toleranzbereichs (TB) entspricht.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei während des schichtweisen additiven Aufbaus ein Abstand einer jeden Aufbauspitze (11) der Bauteile (10) relativ zu der Grundplatte (1) und/oder relativ zur Oberfläche des Pul¬ verbettes, beispielsweise mittels eines Lasers, gemessen wird .

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Toleranzbereich (TB) , entlang einer Aufbaurichtung gemessen, 10ym bis 80ym, vorzugsweise 20ym bis 30ym, beträgt.

9. Vorrichtung (100) für die pulverbettbasierte additive Herstellung umfassend eine Grundplatte (1) und eine Mehrzahl von relativ zu der Grundplatte (1) unabhängig voneinander höhenverstellbaren Halteeinrichtungen (2), wobei die Halte- einrichtungen (2) jeweils ausgebildet sind, ein Bauteil (2) relativ zu der Grundplatte (1) zu fixieren.

10. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 9, wobei jede Halteeinrichtung (2) über eine Führung in der Grundplatte höhenver- stellbar ausgebildet ist.

11. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei jede Haltereinrichtung (2) einen Träger und/oder eine Spanneinrichtung (4) aufweist, und wobei die Halteeinrichtung (2) über hydraulische, pneumatische, elektromechanische oder piezoelektrische Mittel (5) relativ zu der Grundplatte (1) höhenverstellbar ausgebildet ist.

12. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, welche mindestens vier Halteeinrichtungen (2) aufweist.

Description:
Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung für den pulverbettbasierten additiven Aufbau einer Mehrzahl gleichartiger Bauteile

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur oder für die pulverbettbasierte, additive Herstellung einer Mehrzahl von Bauteilen, insbesondere der Reparatur von Bauteilen sowie eine entsprechende Vorrichtung.

Die Bauteile, vorzugsweise gleichartige Bauteile, sind insbe ¬ sondere für den Einsatz in einer Strömungsmaschine, vorzugs ¬ weise im Heißgaspfad einer Gasturbine vorgesehen. Vorzugswei ¬ se handelt es sich bei den Bauteilen um Turbinenlaufschaufeln bzw. deren Schaufelblätter. Dementsprechend umfassen die Bauteile vorzugsweise jeweils einer Nickelbasis- oder Kobaltba- sis-Superlegierung, oder bestehen daraus. Die Legierung kann ausscheidungsgehärtet oder ausscheidungshärtbar sein. Bei den Bauteilen kann es sich alternativ oder zusätzlich um ver- schlissene und/oder teilweise hergestellte oder aufgebaute Bauteile handeln.

Generative oder additive Herstellungsverfahren umfassen beispielsweise als Pulverbettverfahren das selektive Laser- schmelzen (SLM) oder Lasersintern (SLS) , oder das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) . Ebenso gehört das Laserauftragschwei ¬ ßen (LMD) zu den additiven Verfahren.

Ein Verfahren zum selektiven Laserschmelzen ist beispielswei- se bekannt aus EP 2 601 006 Bl .

Additive Fertigungsverfahren (englisch: „additive manufactu- ring") haben sich als besonders vorteilhaft für komplexe oder kompliziert oder filigran konzipierte Bauteile, beispielswei- se labyrinthartige Strukturen, Kühlstrukturen und/oder

Leichtbau-Strukturen erwiesen. Insbesondere ist die additive Fertigung durch eine besonders kurze Kette von Prozessschrit ¬ ten vorteilhaft, da ein Herstellungs- oder Fertigungsschritt eines Bauteils direkt auf Basis einer entsprechenden CAD- Datei erfolgen kann.

Weiterhin ist die additive Fertigung besonders vorteilhaft für die Entwicklung oder Herstellung von Prototypen, welche beispielsweise aus Kostengründen mittels konventioneller sub- traktiver oder spanender Verfahren oder Gusstechnologie nicht oder nicht effizient hergestellt werden können. Laufschaufein von Gasturbinen benötigen nach dem vorgesehenen Serviceintervall häufig eine Reparatur der Schaufelblattspit ¬ ze. Diese wird im Einsatz der Gasturbine durch thermische, mechanische und/oder korrosive Einwirkung beschädigt. Um die Reparatur durchzuführen wird der beschädigte Bereich konven- tionell manuell abgetragen und anschließend mit einem

Schweißverfahren, beispielsweise Laserauftragschweißen, wieder aufgebaut. Das Abtragen kann manuell oder (teil- ) auto ¬ matisiert erfolgen. Es ist im Bereich der Herstellung von Turbinenschaufeln bekannt, dass die Teile, welche aufgrund ihrer Anforderungen an die Materialzusammensetzung als auch die Geometriekomplexität über Vakuum-Feinguss hergestellt werden, in ihren Dimensionen einer Schwankung (Schwankungsbreite) unterworfen sind. Insbe- sondere variiert die Schaufelblattlänge herstellungsbedingt, d.h. ein Ansatzpunkt entlang der Längsachse des Schaufel ¬ blatts bzw. eine nominelle Schaufelblattlänge ist nur im Be ¬ reich einiger Zehntelmillimeter genau definiert. Ebenso wie die beschriebene herstellungsbedingte Schwankung oder „Unschärfe" der Schaufelblattlänge, führt das Abtragen der Schaufelblattspitze bzw. eines verschlissenen Bereichs zur Vorbereitung des Wiederaufbaus desselben zu einer Variation oder Unschärfe bezüglich der Läge des verbleibenden Schaufelblatts.

Weiterhin ist es häufig erwünscht, nur so viel wie unbedingt notwendig von der Komponente abzutragen, da ein durch Schwei- ßen („refurbishment" ) aufgetragenes „Instandsetzungsmaterial" häufig nicht die erforderliche oder gleiche Materialqualität oder -struktur wie die ursprünglich hergestellte Komponente aufweist, beispielsweise hinsichtlich seiner Heißrissanfäl- ligkeit.

Folglich sind, die Abmaße der zu reparierenden Komponente be ¬ ziehungsweise des Bauteils einer gewissen, unvermeidlichen Schwankung oder Unschärfe hinsichtlich seiner Längsausdehnung unterworfen. In konventionellen Reparaturverfahren, beispielsweise Laserauftragschweißen oder WIG-Schweißen ist die genannte Schwankung - im Gegensatz zu pulverbettbasierten additiven Verfahren - unproblematisch.

Sofern man allerdings additive, und/oder pulverbettbasierte selektive Verfahren, wie beispielsweise selektives Laser ¬ schmelzen zum Wiederaufbau der Bauteile verwenden möchte, würde diese beschriebene Schwankung zu einem Ausschuss füh ¬ ren, bzw. die parallele Instandsetzung einer Mehrzahl von Bauteilen durch ein pulverbettbasiertes Verfahren entscheiden verkompliziert. Der Grund ist, dass bei pulverbettbasierten Verfahren die Position eine Aufbauspitze relativ zu einem Substrat oder einer Grundplatte etwa bis auf ein Maß, welches der im Prozess verwendeten Schichtdicke entspricht, bestimmt sein sollte. Übliche Schichtdicken im Bereich des selektiven Laserschmelzen liegen etwa zwischen 20 und 80 ym. Folglich sollte ein Toleranzbereich, über den die Spitzen der Bauteile oder Komponenten in Aufbaurichtung - vorausgesetzt sie sind alle direkt auf der Grundplatte fixiert - voneinander variie ¬ ren, im Bereich der Schichtdicken liegen, damit keine Probleme, insbesondere Kollisionen, bei den einzelnen Beschich- tungsvorgängen auftreten.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel anzugeben, mit denen die additive Herstellung einer Mehrzahl von Bauteilen aus einem Pulverbett vereinfacht, bzw. der Einsatz pulverbettbasierte Fertigungstechnologie erweitert wer- den kann und so auch die Vorteile der additiven Fertigungs ¬ technologie breiter genutzt werden können.

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

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren für den pulverbettbasierten additiven Aufbau einer Mehrzahl von Bauteilen umfassend das Fixieren jedes der Bauteile auf einer Grundplatte, beispielsweise in einer Anlage für die entsprechende additive Herstellung, mittels einer Halte- oder Fixierungseinrichtung . Das Verfahren umfasst weiterhin das Einstellen einer vertikalen Position oder Höhenposition zumindest einiger der fixierten Bauteile (über die Halteeinrichtungen) relativ zu der Grundplatte, sodass eine Aufbauspitze jedes Bauteils inner ¬ halb eines vorbestimmten Toleranzbereichs von der Grundplatte beabstandet ist. Das beschriebene Einstellen ist vorzugsweise ein individuelles Einstellen jeder einzelnen Halteeinrichtung und kann eine Höhenmessung oder Abstandsmessung der entsprechenden Aufbauspitzen von der Oberfläche der Grundplatte umfassen .

Mit der beschriebenen Höhe, Höhenposition oder vertikalen Position ist vorliegend vorzugsweise ein Abstand entlang einer Aufbaurichtung der Bauteile zu verstehen. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bereitstellen eines Pulverbettes eines, insbesondere pulverförmigen, Aufbaumaterials auf der Grundplatte bis zu einer Höhe des Toleranzbereichs. Mit anderen Worten wird ein Aufbauraum vorzugsweise bis zu einer der Tiefe des Pulverbettes entsprechenden Höhe, welche dem Abstand des Toleranzbereichs von der Grundplatte ent ¬ spricht, mit Pulver gefüllt. Das Bereitstellen des Pulverbettes kann in dem beschriebenen Verfahren gleichermaßen vor wie nach dem Schritt des Einstellens der vertikalen Position vorgesehen sein. Weiterhin umfasst das Verfahren das schichtweise additive Aufbauen, vorzugsweise mittels selektivem Laserschmelzens, von Material jeweils auf der Aufbauspitze der Bauteile. Das genannte Material entspricht vorzugsweise dem durch einen Energiestrahl verfestigten Aufbaumaterial . Die Bauteile wer- den vorzugsweise parallel oder gleichzeitig additiv aufge ¬ baut .

Die Aufbauspitzen weisen jeweils vorzugsweise eine Aufbauflä ¬ che auf, welche - durch die entsprechende Fixierung auf der Grundplatte - zweckmäßigerweise von der Oberfläche der Grund ¬ platte abgewandt ist.

In einer Ausgestaltung wird das Einstellen der vertikalen Position und/oder eine Kontrolle der vertikalen Position nach jeder aufgebauten Lage von Material durchgeführt.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die pulverbettbasierte additive Herstellung umfassend eine Grundplatte und eine Mehrzahl von relativ zu der Grundplatte unabhängig voneinander höhenverstellbaren und, vorzugsweise bewegbaren, Halteeinrichtungen, wobei die Halteeinrichtungen jeweils ausgebildet sind, ein Bauteil (wie oben beschrieben) relativ zu der Grundplatte zu fixieren. Als Vorteil kann, wie oben angedeutet, das Entfernen bzw. der anschließende Wiederaufbau der beschädigten Schaufelbereiche vereinfacht und unter Nutzung vorteilhafter additiver Fertigungstechnologie durchgeführt werden. Insbesondere kann eine Wiederinstandsetzung von Turbinenteilen kostengünstiger durchgeführt werden. Ebenso können Bauteilreparaturen individualisiert gestaltet werden, beispielsweise dem Verschleißzu ¬ stand entsprechend. Weiterhin können mit dem beschriebenen Verfahren eine Mehrzahl von Bauteilen, insbesondere gleichar- tigen Bauteilen parallel repariert oder in Stand gesetzt wer ¬ den .

In einer Ausgestaltung ist das Verfahren ein Instandsetzung- oder Reparaturverfahren.

In einer Ausgestaltung sind die Bauteile Reparaturbauteile.

In einer Ausgestaltung wird vor dem Fixieren jeweils in einem Verschleißbereich der Bauteile Material abgetragen und so die Aufbauspitze definiert.

In einer Ausgestaltung sind die Bauteile gegossene, insbesondere durch Feinguss, wie Vakuum-Feinguss , hergestellte Bau- teile.

In einer Ausgestaltung sind die Bauteile Schmiedebauteile. In einer Ausgestaltung sind die Bauteile gleichartig.

In einer Ausgestaltung sind die Bauteile Turbinenlaufschau ¬ feln, wobei die Aufbauspitze eine Schaufelblattspitze dar ¬ stellt . In einer Ausgestaltung entspricht eine nominelle Schichtdicke für den schichtweisen additiven Aufbau einer Abmessung des von der Grundplatte beabstandeten Toleranzbereichs. Der Tole ¬ ranzbereich beträgt typischerweise 10 bis 80ym, vorzugsweise 20 bis 30ym. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere ge- währleistet werden, dass es während des Herstellungs- bzw.

Reparaturverfahrens der Bauteile nicht zu Problemen mit einer Beschichtereinheit der Anlage der additiven Herstellung kommt, insbesondere nicht zu Kollisionen. Sofern nämlich die Aufbauspitzen der Bauteile gemäß dem beschriebenen Verfahren innerhalb des Toleranzbereichs angeordnet werden, befinden sie sich für den Materialauftrag oder die Reparatur innerhalb der Schicht oder Schichtdicke eines neuen Materialauftrags, und eine Kollision mit der Beschichtereinheit ist somit aus ¬ geschlossen .

In einer Ausgestaltung wird während des schichtweisen additi- ven Aufbaus, beispielsweise nach jeder oder einiger verfes ¬ tigten Schichten oder Lagen, ein Abstand einer jeden Aufbauspitze der Bauteile relativ zu der Grundplatte und/oder rela ¬ tiv zur Oberfläche des Pulverbettes gemessen. Diese Ausge ¬ staltung ist insbesondere zweckmäßig, um die vertikale Posi- tion der fixierten Bauteile, wie beschrieben, überhaupt einstellen zu können.

In einer Ausgestaltung beträgt der vorbestimmte Toleranzbe ¬ reich, beispielsweise entlang einer Aufbaurichtung gemessen, 10 bis 80ym, vorzugsweise 20 bis 30ym.

In einer Ausgestaltung ist jede Halteeinrichtung, beispielsweise über eine Führung in der Grundplatte, höhenverstellbar ausgebildet .

In einer Ausgestaltung weist jede Haltereinrichtung einen Träger und/oder eine Spanneinrichtung auf. Über den Träger bzw. die Spanneinrichtung (en) , insbesondere Spannbacken oder solche umfassend, werden die Bauteile zweckmäßigerweise fi ¬ xiert .

In einer Ausgestaltung ist der Träger, die Spanneinrichtung und/oder die Halteeinrichtung über hydraulische, pneumatische, elektromechanische oder piezoelektrisch Mittel relativ zu der Grundplatte beweglich und/oder höhenverstellbar ausgebildet .

In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung mindestens vier Halteeinrichtungen auf. Demgemäß können beispielsweise vier Bauteile parallel additiv schichtweise aufgebaut oder

instandgesetzt werden. In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung mehr als vier Halteeinrichtungen, beispielsweise sechs, acht oder zehn Hal ¬ teeinrichtungen auf.

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

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.

Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht ei ¬ ner Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt eine schematische Schnitt- oder Seitenansicht zumindest eines Teils der Vorrichtung.

Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorrich ¬ tung im Betrieb und deutet ein erfindungsgemäßes Verfahren an.

Figur 4 deutet anhand einer schematischen Ansicht Verfahrensschritte des Verfahrens an.

Figur 5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm von Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 ist vorzugsweise vorgesehen für den Einsatz in einer Anlage für die pulverbettbasierte additive Herstellung, vorzugsweise durch selektives Laserschmelzen (SLM) . Die Vorrichtung 100 weist eine Grundplatte 1 auf. Die Grundplatte ist zweckmäßigerweise eine Grundplatte für die additive Herstellung von metallischen Bauteilen, insbesondere Turbinenkomponenten .

Bei der Grundplatte 1 kann es sich um eine einer Bauplattform einer konventionellen additiven Herstellungsanlage ähnlichen Bauplattform handeln, beispielsweise um eine stählerne und/oder verzugsarme Grundplatte.

Die Grundplatte 1 weist eine quadratische oder rechteckige Hauptoberfläche auf. Die Vorrichtung 100 weist weiterhin eine Mehrzahl von Halteeinrichtungen 2 auf. An der genannten Oberfläche sind beispielhaft vier Halteeinrichtungen 2 angeordnet bzw. befestigt.

Die Halteeinrichtungen 2 sind vorgesehen, um beispielsweise zu reparierende oder instand zu setzende, insbesondere ver ¬ schlissene Bauteile, über die Halteeinrichtungen 2 relativ zu der Grundplatte 1 zu fixieren.

Die Halteeinrichtungen 2 weisen jeweils Spanneinrichtungen 4 auf, insbesondere Spannbacken, um einen zu fixierende Kompo ¬ nente oder ein entsprechendes Bauteil einzuspannen, und so zu fixieren .

Die Halteeinrichtungen 2 sind weiterhin unabhängig voneinan- der höhenverstellbar ausgebildet (vergleiche Figur 2), um die Bauteile für die pulverbettbasierte additive Herstellung in der Vorrichtung 100 im Pulverbett auf demselben Level oder derselben Höhe entlang einer Aufbaurichtung (vertikale Z- Richtung) zu justieren. Dies kann erforderlich sein, um das additive Verfahren, insbesondere die Pulverbeschichtung zweckmäßig durchzuführen. Figur 2 zeigt zumindest einen Teil der Vorrichtung 100 in einer vergrößerten Darstellung. Insbesondere ist in Figur 2 weiterhin eine Führung 6 der Vorrichtung 100 gezeigt. Die Führung 6 ist vorzugsweise durch eine Bohrung oder Öffnung der Grundplatte 1 durchgeführt und mit der Halteeinrichtung 2 verbunden. Weiterhin sind in einer vergrößerten Ansicht die oben beschriebenen Spannbacken 4 gezeigt. Pro Halteeinrichtung 2 sind vorzugsweise zwei Spannbacken oder ein Spannba ¬ ckenpaar vorgesehen. Halte- oder Fixierungsflächen der Spann- backen können tannenbaumartig ausgestaltet sein um einen

Schaufelfuß, vorzugsweise einer Turbinenlaufschaufel, zweck ¬ mäßig zu greifen und zu fixieren.

Vorzugsweise ist mindestens eine der Spannbacken jeder Halte- einrichtung 2 beweglich, um das Bauteil (in Figur 2 nicht explizit gezeigt) zu fixieren. Vorliegend ist durch den hori ¬ zontalen Pfeil der rechten Spannbacke in Figur 2 angedeutet, dass diese beispielsweise zur Fixierung des Bauteils 10 gegen die linke Spannbacke gepresst werden kann. Dies kann durch dem Fachmann bekannte Maßnahmen erfolgen.

Die Vorrichtung 100 weist weiterhin einen Träger 7 auf. Der Träger 7 verbindet vorzugsweise die Spannbacken 4 mit der Führung 6 oder koppelt diese.

Die Vorrichtung 100 weist weiterhin Mittel 5 auf, um die Hal ¬ teeinrichtung 2 und/oder den Träger 7 höhenverstellbar auszubilden, d.h. beispielsweise verstellbar entlang einer Aufbaurichtung (vergleiche vertikaler Pfeil auf der rechten Seite in Figur 2) . Dazu kann ein Gewinde 8 zum Einsatz kommen.

Bei dem oder den Mitteln 5 kann es sich beispielsweise um elektromechanische Mittel, wie Schrittmotoren, handeln. Wei ¬ terhin kann eine Höhenverstellung der Halteeinrichtung durch hydraulische, pneumatische oder ähnliche mechanische Mittel, oder sogar Piezoelektrika bewerkstelligt werden. Die beschriebenen Mittel zur Höhenverstellung, insbesondere Schrittmotoren, sind weiterhin unterhalb der Grundplatte, al ¬ so außerhalb eines Pulverraums im Betrieb der Vorrichtung 100 angeordnet. Weiterhin ist die Führung 6 gegen das Pulverbett, welches im Betrieb der Vorrichtung 100 oberhalb der Grund ¬ platte 1 angeordnet ist, beispielsweise durch dem Fachmann bekannte Mittel abgedichtet.

Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorrich- tung 100, welche in einer Anlage 200 für die additive Her ¬ stellung eingesetzt wird. Die Vorrichtung 100 wird vorzugs ¬ weise in einem Verfahren für die additive Herstellung (vergleiche Figur 5 weiter unten) eingesetzt. Figur 3 deutet wei ¬ terhin einige Verfahrensschritte des beschriebenen Verfahrens an .

Beispielhaft sind drei Halteeinrichtungen 2 gezeigt, welche der Übersichtlichkeit halber über die geschweiften Klammern nummeriert sind. Jede der Halteeinrichtungen 2 fixiert oder hält ein Bauteil 100, zweckmäßigerweise über die Spannbacken, wie in den Figuren 1 und 2 beschrieben.

Bei den Bauteilen handelt es sich vorzugsweise um Turbinenschaufeln, insbesondere Turbinenlaufschaufeln. Die Bauteile 10 können dementsprechend gegossene, insbesondere durch Fein- guss, wie Vakuum-Feinguss , hergestellte Bauteile 10 sein. Insbesondere sind die Bauteile 10 vorzugsweise gleichartig, insbesondere Verschleißteile für die gleiche Kraftwerks oder Industrieanlage. Die Bauteile 10 sind im Betrieb vorzugsweise einem starken Verschleiß ausgesetzt, beispielsweise durch korrosive oder mechanische Einwirkungen, weshalb sie nach be ¬ stimmten Betriebsintervallen repariert oder instandgesetzt werden müssen. Dazu wird vorzugsweise eine Schaufelblattspit ¬ ze mechanisch bearbeitet und Material abgetragen und dadurch eine Aufbauspitze oder Aufbaufläche 11 definiert.

Jedes der Bauteil 10 weist dementsprechend die Spitze 11 (Aufbauspitze) auf, auf der mit dem beschriebenen Verfahren in einem späteren Schritt Material aufgebaut und so das Bau ¬ teil wieder in Stand gesetzt werden soll. Die Aufbauspitzen 11 der beispielhaft gezeigten Bauteile 10 sind in der Vor ¬ richtung 100 auf einer unterschiedlichen Höhe (vertikale Po- sition) dargestellt. Dies liegt daran, dass die Bauteil- oder Schaufelblattlänge einer gewissen Schwankung unterliegt.

Das vorgestellte Verfahren umfasst nun das individuelle Ein ¬ stellen oder Justieren der Höhen der Bauteile 10 durch die Halteeinrichtung bzw. die beschriebenen Mittel, relativ zu der Grundplatte, sodass die Aufbauspitzen 11 innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs TB angeordnet bzw. von der Grundplatte 1 beabstandet sind/werden. Der vorbestimmte Tole ¬ ranzbereich TB beträgt, entlang der Aufbaurichtung gemessen, 10 bis 80ym, vorzugsweise 20 bis 30ym.

Vorzugsweise erfolgt ein erneutes Einstellen oder Kontrollie ¬ ren der Höhe oder vertikalen Position der Bauteile nach jeder in einem späteren Schritt aufgebauten oder verfestigten

Schicht von Aufbaumaterials , insbesondere aus der für die Schaufeln zweckmäßigen gehärteten Legierung.

Um die Höhe entsprechend (individuell) einstellen zu können, umfasst das Verfahren eine Höhenmessung innerhalb der Vor- richtung 100 bzw. der diese umfassenden Anlage 200, vorzugs ¬ weise mittels Laserabstandsmessung, wenn die Komponenten bereits mit Pulver bedeckt sind. Die Höhenmessung kann relativ zu der Grundplatte und/oder relativ zu einer Oberfläche des Pulverbettes erfolgen.

Das Einfüllen oder Bereitstellen des Pulvers 3 (Pulverbett) oder Aufbaumaterials kann dabei grundsätzlich vor oder nach dem Einstellen der Höhe oder vertikalen Position erfolgen. Insbesondere ist in Figur 3 gezeigt, dass der Aufbau mit der Nummer 1 λ (vergleiche linke Seite) derart eingestellt ist, dass das entsprechende Bauteil bzw. seine Aufbauspitze 11 in ¬ nerhalb, genauer an der oberen Grenze des Toleranzbereichs, angeordnet ist. Der gezeigte Aufbau Nummer 3 λ (vergleiche rechte Seite) ist höhenmäßig derart eingestellt, dass die Aufbauspitze 11 des rechten Bauteils 10 in etwa an der unte ¬ ren Grenze des Toleranzbereichs TB (vergleiche Abstand A) an- geordnet ist. Lediglich der Aufbau des mittleren Bauteils (vergleiche Bezugszeichen 2 λ ) ist beispielsweise aufgrund seines Verschleißzustands weit außerhalb des Pulverbettes und des Toleranzbereichs TB angeordnet, sodass eine Einstellung der Position erforderlich ist. Würde diese Einstellung gemäß dem beschriebenen Verfahren nicht vorgenommen werden, würde eine Beschichtereinheit (vorliegend nicht explizit darge ¬ stellt) für den additiven Aufbau gegen die Spitze des mittle ¬ ren Bauteils 10 fahren und unter Umständen durch eine Kollision eine Beschädigung der Anlage 200 verursachen.

Vorzugsweise wird die Position derart eingestellt bzw. der Toleranzbereich TB derart gewählt, dass er einer vorbestimmten Schichtdicke D des aufzubringenden Pulvers entspricht. Durch diese Ausgestaltung kann eben die oben beschriebene Be- Schädigung der Anlage und gleichzeitig aber ein verlässlicher Materialaufbau auf den Aufbauspitzen 11 oder entsprechenden Aufbauflächen gewährleistet werden.

Figur 4 zeigt Teile der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung 100 beziehungsweise Anlage 200, wobei, mithilfe des beschrie ¬ benen Verfahrens, eine Höhe oder vertikale Position des „Auf ¬ baus", umfassend das mittlere Halteelement 2 samt fixiertem Bauteil 10, korrigiert, beziehungsweise derart eingestellt wird, dass die entsprechende Aufbauspitze 11 bezüglich seiner Höhe oder seines Abstands zu der Bauplatte 1 innerhalb des Toleranzbereichs TB liegt.

Figur 5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm von erfindungs ¬ gemäßen Verfahrensschritten. Das Verfahren ist - wie oben be- schrieben - ein Verfahren für den pulverbettbasierten, additiven Aufbau einer Mehrzahl der beschriebenen Bauteile. Das Verfahren kann gemäß Verfahrensschritte a) das Abtragen von Material in einem Verschleißbereich der Bauteile umfassen, insbesondere derart, dass auf diese Art eine Aufbauspit ¬ ze 11 der Bauteile definiert wird.

Weiterhin umfasst das Verfahren gemäß Verfahrensschritte b) das Fixieren jedes der Bauteile 10 auf einer Grundplatte 1 mittels einer Halteeinrichtung 2. Gemäß Verfahrensschritte c) umfasst das Verfahren das Messen eines Abstandes jeder Aufbauspitze 11 der Bauteile 10 relativ zu der Grundplatte 1 während des eigentlichen additiven Auf ¬ baus (vergleiche Verfahrensschritt f) weiter unten) . Gemäß Verfahrensschritte d) umfasst das Verfahren das Ein ¬ stellen einer vertikalen Position zumindest einiger der fixierten Bauteile 10 relativ zu der Grundplatte 1, sodass eine Aufbauspitze 11 jedes Bauteils 10 innerhalb eines vorbestimm ¬ ten Toleranzbereichs TB von der Grundplatte 1 beabstandet ist.

Gemäß Verfahrensschritte e) umfasst das Verfahren das Bereit ¬ stellen eines Pulverbettes 3 des Aufbaumaterials auf der Grundplatte 1 bis zu einer Höhe des Toleranzbereich TB.

Der Pfeil im Flussdiagramm der Figur 5 deutet an, dass dieser Verfahrensschritt (Bereitstellen) vor oder nach dem Schritt des Einstellens (Verfahrensschritte d) ) durchgeführt werden kann, sodass die Reihenfolge der Schritte d) und e) ver- tauscht werden kann.

Gemäß Verfahrensschritt f) umfasst das Verfahren das

schichtweises additive Aufbauen von Material jeweils auf der Aufbauspitze 11, insbesondere um einen verschlissenen Bereich der Bauteile 10 (vgl. Aufbauspitze 11) additiv wiederherzu ¬ stellen oder instandzusetzen. Anstatt, wie oben beschrieben, den gesamten Pulverraum (nicht explizit gekennzeichnet) mit Pulver zu füllen oder ein voll ¬ ständiges Pulverbett bereitzustellen, kann ebenfalls vorgese ¬ hen sein, lediglich eine Zarge oder Dichtschablone um jedes der einzelnen aufzubauenden Bauteile oder Schaufelblattspitzen zu legen oder anzuordnen, damit nicht der gesamte Bauraum mit Pulver gefüllt, und Aufbaumaterials eingespart werden kann. Solche Komponenten können beispielsweise mithilfe einer Silikondichtung um die Bauteile 10 oder Halteeinrichtungen 2 herum mit der Grundplatte 1 verbunden werden.

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