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Title:
METHOD FOR FORMING A DEFINED SURFACE ROUGHNESS IN A REGION OF A COMPONENT FOR A TURBOMACHINE, WHICH COMPONENT IS TO BE MANUFACTURED OR IS MANUFACTURED ADDITIVELY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/025135
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for forming a defined surface roughness (OR) in a region of a component (10) that is to be manufactured or is manufactured additively is specified. The method comprises setting an irradiation parameter (P, v) and/or an irradiation pattern in such a way that a component material is provided with a certain porosity (PM) in the region under a surface of the component (10), which porosity is suitable for causing the defined surface roughness (OR) in the component (10). A corresponding component (10) is also specified.

Inventors:
GEISEN, Ole (Winterfeldstr. 52, Berlin, 10781, DE)
Application Number:
EP2018/068594
Publication Date:
February 07, 2019
Filing Date:
July 10, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Werner-von-Siemens-Straße 1, München, 80333, DE)
International Classes:
B23K26/00; B22F3/105; B23K26/06; B23K26/082; B23K26/342; B23K26/352; B29C64/10; B23K101/00; B23K103/18
Foreign References:
US20170182562A12017-06-29
FR2980380A12013-03-29
US20160076374A12016-03-17
US20050211343A12005-09-29
EP2601006B12014-06-18
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Ausbilden einer definierten Oberflächenrauheit (OR) in einen Bereich (B) eines additiv herzustellenden oder hergestellten Bauteils (10), umfassend das Einstellen eines Bestrahlungsparameters (P, v) und/oder eines Bestrah¬ lungsmusters (KBV, FBV) derart, dass ein Bauteilmaterial in dem Bereich (B) unterhalb einer Oberfläche des Bauteils (10) mit einer bestimmten Porosität (PM) versehen wird, welche ge- eignet ist, die definierte Oberflächenrauheit (OR) in dem Bauteil (10) hervorzurufen, wobei das Bauteil (10) für den Einsatz in einer Strömungsmaschine, vorzugsweise im Heißgas¬ pfad einer Gasturbine, vorgesehen ist. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Bauteilmaterial in einer Tiefe (T) von weniger als 500 ym unter der Oberfläche mit der Porosität (PM) versehen wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Bauteilmate- rial in einer Tiefe (T) zwischen 5 und 15 Schichtdicken unter der Oberfläche mit der Porosität (PM) versehen wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit (OR) in dem Bereich (B) - eine Bestrahlungsleistung (P) , beispielsweise eine Laserleistung, und/oder eine Scangeschwindigkeit (v) entsprechend einer erwarteten Oberflächenrauheit (OR) eingestellt wird. 5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit (OR) in dem Bereich (B) - eine hohe Bestrahlungsleistung (P) , und eine niedrige Scange¬ schwindigkeit (v) eingestellt wird. 6. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit in dem Bereich - eine niedrige Bestrahlungsleistung (P) , und eine hohe Scangeschwindigkeit (v) eingestellt wird.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit (OR) in dem Bereich (B) - ein Abstand von 50 bis 500 ym zwischen ei- nem Flächenbestrahlungsvektor (FBV) und einem Konturbestrahlungsvektor (KBV) vorgesehen wird.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit (OR) in dem Bereich (B) - senkrecht zu einer Schichtkontur verlaufende Flächenbestrahlungsvektoren (FBV) mit einer Länge von weniger als 500 ym vorgesehen werden.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Porosität (PM) derart ausgebildet wird, dass diese mit¬ tels einer Durchstrahlungsprüfung detektiert werden kann.

10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bereich (B) einen Identifizierungsbereich darstellt, wel- eher von einer Identifizierungseinrichtung zur Identifizierung des Bauteils automatisch ausgewertet werden kann.

11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bestrahlungsparameter (P, v) und/oder das Bestrahlungs- muster (KBV, FBV) , beispielsweise von einem Computer, zufällig eingestellt werden, um das Bauteil (10) mit einem zufäl¬ ligen Porenmuster (PM) zu versehen.

12. Bauteil, welches gemäß dem Verfahren nach einem der vor- hergehenden Ansprüche in dem Bereich (B) mit der definierten

Oberflächenrauheit (OR) versehen ist.

Description:
Beschreibung

VERFAHREN ZUM AUSBILDEN EINER DEFINIERTEN OBERFLÄCHENRAUHEIT IN EINEN BEREICH EINES ADDITIV HERZUSTELLENDEN ODER HERGESTELLTEN BAUTEILS FÜR EINER STRÖMUNGSMASCHINE

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbil ¬ den oder Einbringen einer definierten Oberflächenrauheit in einen Bereich eines, vorzugsweise aus einem Pulverbett, addi ¬ tiv herzustellenden oder hergestellten Bauteils. Weiterhin wird ein entsprechendes Bauteil, das heißt umfassend die de- finierte Oberflächenrauheit, angegeben.

Die Oberflächenrauheit ist vorzugsweise zur Identifizierung, Zertifizierung und/oder Individualisierung des Bauteils gewählt und/oder bestimmt.

Das Bauteil ist vorzugsweise für den Einsatz in einer Strö ¬ mungsmaschine, vorzugsweise im Heißgaspfad einer Gasturbine vorgesehen. Das Bauteil umfasst oder besteht vorzugsweise aus einer Nickelbasis- oder Superlegierung, insbesondere einer nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung. Die Legierung kann ausscheidungsgehärtet oder ausscheidungshärtbar sein.

Generative oder additive Herstellungsverfahren umfassen beispielsweise als Pulverbettverfahren das selektive Laser- schmelzen (SLM) oder Lasersintern (SLS) , oder das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) . Ebenso gehört das Laserauftrag ¬ schweißen (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 designte Bauteile, beispielsweise labyrinthartige Strukturen, Kühlstrukturen und/oder Leichtbau-Strukturen erwiesen. Insbesondere ist die additive Ferti ¬ gung durch eine besonders kurze Kette von Prozessschritten vorteilhaft, da ein Herstellungs- oder Fertigungsschritt ei- nes 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 mittels konventioneller subtraktiver oder spanender Verfahren oder Gusstechnologie nicht oder nicht effi ¬ zient hergestellt werden können. Bei der definierten oder vorbestimmten Oberflächenrauheit kann es sich um eine mittlere Rauheit, eine quadratische Rau ¬ heit, eine Rautiefe oder einen Mittenrauwert handeln.

Im Unterschied zu einem originären Aufbau eines Bauteils aus- gehend von einer entsprechenden Konstruktions- oder CAD- Datei, besteht die Möglichkeit der optischen Vermessung eines Bauteilexemplars, um die Aufbaugeometrie festzulegen. Ent ¬ sprechend erfasste Geometriewerte können anschließend einfach digitalisiert und dann als Basis für einen (erneuten) additi- ven Herstellungsprozess bzw. einen „Nachdruck" herangezogen werden. Ein solcher Nachdruck ist technisch einfach, wodurch ein gewisses Risiko einer Plagiierung oder „reverse enginee- ring" von Bauteilen besteht, welche sich für die additive Herstellung prädestinieren.

Auch wäre beispielsweise eine Seriennummer durch die additive Fertigung einfach bei entsprechenden Ersatzteilen zu kopieren . Gerade in dem Bereich von hochtemperaturbelasteten Bauteilen hätte eine minderwertige Kopie verheerende Auswirkungen, da ein kopiertes Bauteil nicht mit den vorgesehenen Prozesspara ¬ metern, wie beispielsweise Bestrahlungsparametern, aufgebaut wurde und dadurch deutlich schlechtere mechanische und/oder thermomechanische Eigenschaften aufweist. Um zu verhindern, dass Drittanbieter, beispielsweise per SLM gefertigte Ver ¬ schleiß- oder Ersatzteile einsetzen, sollten insbesondere Bauteile mit komplexen Geometrieen eindeutig identifizierbar sein .

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel anzugeben, mit denen eine eindeutige Identifizierung additiv gefertigter Bauteile möglich ist, wobei die Bauteile bei ¬ spielsweise durch einen fälschungssicheren Identifizierungs ¬ bereich, charakterisiert 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 zum Ausbilden oder Einbringen einer definierten Oberflächenrauheit in einem Bereich eines, vorzugsweise aus einem Pul ¬ verbett, additiv herzustellenden oder hergestellten Bauteils.

Der genannte Bereich stellt vorzugsweise einen Oberflächenbe- reich bzw. einen Teilbereich der Oberfläche des Bauteils dar.

Bei dem beschriebenen Verfahren kann es sich ebenfalls um ein additives Herstellungsverfahren handelt, währenddessen die vorbestimmte Oberflächenrauheit in dem Bereich des Bauteils generiert wird.

Das Verfahren umfasst weiterhin das Einstellen eines Prozessparameters, insbesondere Bestrahlungsparameters, und/oder ei ¬ nes Bestrahlungsmusters oder einer Bestrahlungsgeometrie der- art, dass ein Bauteilmaterial in dem Bereich unterhalb einer Oberfläche des Bauteils gezielt mit einer (vor) bestimmten Po ¬ rosität versehen wird, welche beispielsweise geeignet ist, die definierte Oberflächenrauheit in dem Bauteil hervorzuru ¬ fen oder zu generieren.

Der Ausdruck „Porosität" kann synonym mit „dichte" des ent ¬ sprechenden Bauteilmaterials verwendet werden, da aus einem Pulverbett aufgeschmolzenes Material zwangsläufig eine be ¬ stimmte (wenn auch sehr geringe) Porosität aufweist.

Analog weist auch eine besonders ebene Bauteiloberfläche eine bestimmte Rauheit auf, sodass auch diese (ebene) Oberfläche durch seine Rauheit charakterisiert werden kann.

Das genannte Bestrahlungsmuster kann sich beispielsweise aus Bestrahlungsvektoren zusammensetzen, gemäß welcher ein Ener- giestrahl während der additiven Herstellung des Bauteils über eine Oberfläche aus Bauteilmaterial, insbesondere Pulverbet ¬ tes, gerastert oder geführt wird.

Durch die Einstellung des Bestrahlungsparameters kann insbe- sondere eine Seitenfläche oder irgendeine andere Oberfläche des Bauteils in seiner Rauheit derart modifiziert werden, dass es dadurch in dem Bereich eindeutig identifizierbar und quasi-fälschungssicher gemacht wird. Durch die Einstellung des Bestrahlungsmusters oder einer Be ¬ strahlung oder Belichtungsgeometrie kann das Bauteil insbe ¬ sondere an seinen Seitenflächen, das heißt an einer Seitenoder Mantelfläche parallel zu einer Aufbaurichtung des Bau ¬ teils, zur Generierung der vorbestimmten oder definierten Oberflächenrauheit modifiziert werden.

Mit anderen Worten kann durch die Konfektionierung der Oberflächenrauheit und das Einbringen dieser in den Bereich, beispielsweise im Falle eines Verschleißbauteils für eine Gas- turbine, eindeutig einem Hersteller oder sogar einer bestimmten Herstellungscharge (möglicherweise als Unikat) zugeordnet werden .

Die bestimmte Porosität des verfestigten Bauteilmaterials wird vorzugsweise nahe der Oberfläche in dem Bereich des Bau ¬ teils generiert, sodass eine darauf weiter aufgebrachte Mate ¬ rialschicht Variationen oder Unebenheiten in seiner Oberfläche, mithin die definierte Oberflächenrauheit, aufweist. In einer Ausgestaltung wird das Bauteilmaterial in einer Tiefe von weniger als 500 ym unter der Oberfläche mit der Poro ¬ sität versehen. Durch diese Ausgestaltung kann das Bauteil vorzugsweise oberflächennah mit der Porosität versehen werden, sodass diese Auswirkungen auf die Oberflächenstruktur oder die Ebenheit/Rauheit der Oberfläche hat.

Die Oberfläche beschreibt vorzugsweise die endgültige Ober- fläche des Bauteils, nach dem Abschluss des additiven Auf ¬ baus .

Die Tiefe beschreibt vorzugsweise den kürzesten Abstand der Porosität oder einer Pore innerhalb des Festkörpers des fer- tigen Bauteils zu seiner Oberfläche in dem Bereich.

Der Bereich kann einen Volumen- und/oder Oberflächenbereich beschreiben . In einer Ausgestaltung wird das Bauteilmaterial in einer Tie ¬ fe zwischen 5 und 15 Bauteilschichten unter der Oberfläche mit der Porosität versehen.

In einer Ausgestaltung wird - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit in dem Bereich - eine Bestrahlungsleis- tung, beispielsweise eine bestimmte Leistung pro Flächenein ¬ heit, insbesondere eine Laserleistung und/oder eine Scanoder Bestrahlungsgeschwindigkeit entsprechend einer erwarte ¬ ten Oberflächenrauheit eingestellt. Die erwartete Oberflä- chenrauheit kann eine berechnete oder simulierte Oberflächen ¬ rauheit sein.

In einer Ausgestaltung wird - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit in dem Bereich - eine, beispielsweise im Vergleich zu einer normierten oder standardisierten Bestrah- lungsleistung, hohe Bestrahlungsleistung, und/oder eine niedrige Scangeschwindigkeit eingestellt. Durch diese Ausgestal ¬ tung kann mit Vorteil - im Wege eines pulverbett-basierten additiven Herstellungsverfahrens - eine Oberflächenrauheit für das Bauteil in dem Bereich konfektioniert oder maßge ¬ schneidert werden. Die niedrige Scangeschwindigkeit kann sich ebenfalls auf eine normierte oder standardisierte Scangeschwindigkeit beziehen.

In einer Ausgestaltung wird - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit in dem Bereich - eine, beispielsweise im Vergleich zu einer normierten oder standardisierten Bestrah- lungsleistung, niedrige Bestrahlungsleistung, und/oder eine hohe Scangeschwindigkeit eingestellt. Durch diese Ausgestal ¬ tung kann mit Vorteil ebenfalls - im Wege eines pulverbett- basierten additiven Herstellungsverfahrens - eine Oberflä- chenrauheit für das Bauteil in dem Bereich konfektioniert oder maßgeschneidert werden.

In einer Ausgestaltung wird - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit in dem Bereich - ein Abstand von 50 bis 500 ym zwischen einem Flächenbestrahlungsvektor und einem

Konturbestrahlungsvektor vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung kann mit Vorteil ebenfalls - im Wege eines pulverbett- basierten additiven Herstellungsverfahrens - eine Oberflä ¬ chenrauheit für das Bauteil in dem Bereich konfektioniert oder maßgeschneidert werden, da die beschriebenen Mittel eine erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Porenbildung während des ad ¬ ditiven Aufbaus hervorrufen.

Der Ausdruck „Kontur" oder „Konturbestrahlungsvektor" stellt vorzugsweise auf einen Rand oder eine Umrandung einer einzel ¬ nen aufzubauenden Materialschicht während der Herstellung des Bauteils ab.

In einer Ausgestaltung werden - zum Ausbilden der definierten Oberflächenrauheit in dem Bereich - senkrecht zu einer

Schichtkontur verlaufende Flächenbestrahlungsvektoren mit einer Länge von weniger als 500 ym in dem entsprechenden Bestrahlungsmuster vorgesehen. Diese Ausgestaltung bietet eben- falls die Vorteile, in dem Bereich eine bestimmte Oberflä ¬ chenrauheit einzustellen.

Der Ausdruck „Flächenbestrahlungsvektor" oder Vektor bezeich- net vorliegend vorzugsweise eine Bestrahlungs- oder Belich- tungstraj ektorie oder einen entsprechenden Pfad, gemäß dem ein Energiestrahl, beispielsweise einen Laserstrahl, über das Pulverbett geführt wird, um entsprechendes Pulver selektiv und entsprechend der gewünschten Geometrie des Bauteils zu verfestigen. Der Energiestrahl kann dabei mäanderförmig über das Pulverbett geführt werden, um eine möglichst große Fläche umzuschmelzen und zu verfestigen. Einzelne Bestrahlungsbahnen, welche zu dem Vektor gehören können, sind dabei vorzugsweise nur geringfügig voneinander beabstandet, sodass ein Schmelzbad die gesamte aufzuschmelzen der Fläche des Pulver ¬ bettes erreicht.

Der Ausdruck „Konturbestrahlungsvektor" bezeichnet entsprechend vorzugsweise einen Bestrahlungspfad, der lediglich die äußeren Konturen, beispielsweise in Aufsicht auf das Bauteil betrachtet, abdeckt. Sinn solcher Konturfahrten ist es, ein per se mangelhaftes Bestrahlungs- oder Aufbauergebnis nach jeder aufgebauten Schicht durch eine entsprechende Konturbe ¬ lichtung zu verbessern.

In einer Ausgestaltung kann die Porosität derart ausgebildet werden, dass diese mittels einer Durchstrahlungsprüfung, beispielsweise einer Computertomografie oder einer Transmissi ¬ onselektronenmikroskopie, detektiert werden kann.

In einer Ausgestaltung stellt der Bereich einen Identifizierungsbereich dar.

In einer Ausgestaltung kann der Identifizierungsbereich von einer Identifizierungseinrichtung zur Identifizierung des

Bauteils automatisch ausgewertet, und/oder beispielsweise mit einer Datenbank abgeglichen, werden. Der Bereich kann beispielsweise nur ein kleiner (Teilbereich sein und nur eine kleine Teilfläche der Oberfläche des Bauteils darstellen. Der Bereich kann beispielsweise ei ¬ ner versteckten oder schlecht zugänglichen Stelle vorgesehen werden.

In einer Ausgestaltung werden der Bestrahlungsparameter und/oder das Bestrahlungsmuster, beispielsweise von einem Computer und/oder Computerprogramm, zufällig eingestellt, um das Bauteil mit einem zufälligen Porenmuster zu versehen. Als Vorteil der zufälligen Ausgestaltung des Porenmusters und da ¬ mit der zufälligen Ausgestaltung der Oberflächenrauheit, kann das Bauteil besonders sicher charakterisiert und/oder regis ¬ triert, und somit quasi-fälschungssicher gemacht werden.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Bauteil, welches durch das beschriebene Verfahren mit der vorbestimmten oder definierten Oberflächenrauheit versehen ist. Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogramm und/oder ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms, beispielsweise durch eine Datenve ¬ rarbeitungseinrichtung, diese veranlassen, den Bestrahlungsparameter und/oder das Bestrahlungsmuster, wie oben beschrie- ben einzustellen.

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

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.

Figur 1 zeigt eine schematische Schnitt- oder Seitenansicht eines additiv hergestellten Bauteils.

Figur 2 zeigt eine vereinfachte schematische Schnitt- oder Seitenansicht des additiv hergestellten Bauteils. Figur 3 deutet schematisch ein Bestrahlungsmuster für bzw. während der additiven Herstellung des Bauteils an. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleichwirkende 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 ein Bauteil 10 in einer schematischen Schnitt- ansieht. Das Bauteil 10 ist insbesondere während seiner addi ¬ tiven Herstellung auf einer Bauplatte 14 gezeigt. Das ent ¬ sprechende Herstellungsverfahren ist vorzugsweise selektives Laserschmelzen oder Elektronenstrahlschmelzen. Alternativ kann es sich um ein selektives Lasersinterverfahren handeln.

Das Bauteil 10 wird vorzugsweise schichtweise durch selektive Verfestigung von Schichten eines Bauteilmaterials (nicht ex ¬ plizit gekennzeichnet) hergestellt. Das Verfestigen erfolgt vorzugsweise durch einen Energiestrahl 2, ausgehend von einer Bestrahlungseinrichtung 3, vorzugsweise einer Laserstrahlquelle, mit einer entsprechenden Scan- oder Führungsoptik (nicht explizit gekennzeichnet) . Das Bauteil weist eine Ober ¬ fläche OF auf. Die Oberfläche OF kann beispielsweise eine Seitenfläche des Bauteils 10 umfassen.

Bei dem Bauteil 10 handelt es sich vorzugsweise um ein Teil einer Strömungsmaschine, insbesondere einer Gasturbine, be ¬ sonders bevorzugt einem im Einsatz der Turbine mit einem Heißgas beaufschlagten Teil.

Das Bauteil 10 weist weiterhin einen Bereich B auf. Der Bereich B ist vorzugsweise ein Oberflächenbereich. In dem Bereich B wurde das Bauteil 10 während seiner additiven Her- Stellung gemäß dem vorliegend beschriebenen Verfahren mit einem bestimmten Porenmuster PM versehen. Das Porenmuster PM ist in der Figur 1 durch einen Kontrast innerhalb eines Fest ¬ körpers des Bauteils angedeutet. Die hellen Bereiche inner- halb des Porenmusters PM können beispielsweise Poren oder kleine Hohlräume darstellen.

Während der additiven Herstellung lässt sich ein solches Porenmuster beispielsweise durch entsprechende Wahl oder ent- sprechendes Einstellen eines Bestrahlungsparameters, wie ei ¬ ner Scan- oder Bestrahlungsgeschwindigkeit v oder beispiels ¬ weise einer Bestrahlungsleistung oder Laserleistung P, generieren oder gezielt einstellen. Entscheidend ist dabei vor ¬ zugsweise ein Energieeintrag, der im Wesentlichen aus Laser- leistung und Scangeschwindigkeit bestimmt sein kann. Bei stark erhöhtem Energieeintrag wird Material beispielsweise verdampft, was zu Porenbildung führen kann. Bei zu geringem Energieeintrag können die Schmelzbäder abreißen oder Material teilweise unzureichend umgeschmolzen werden. Beides kann ge- zielt eingesetzt werden, um ein wiedererkennbares Muster zu generieren .

Zum Ausbilden der bestimmten Porosität und/oder definierten Oberflächenrauheit (vergleiche Figur 2 weiter unten) kann beispielsweise im Vergleich zu einem Standard- oder Normverfahren oder -parametersatz , eine besonders hohe Bestrahlungs- leistung und/oder eine niedrige Scangeschwindigkeit für den additiven Herstellungsprozess des Bauteils 10 eingestellt werden .

Umgekehrt und mit dem gleichen Ergebnis kann die Porosität bzw. die Oberflächenrauheit beispielsweise durch eine beson ¬ ders niedrige Bestrahlungsleistung und/oder eine besonders hohe Scangeschwindigkeit (im Vergleich zu einem Standard- oder Normverfahren oder Parametersatz) eingestellt werden. Mit anderen Worten kann in beiden beschriebenen Fällen eine mangelhafte Pulververfestigung erzielt werden, welche geeig- net ist, die gewünschte definierte Oberflächenrauheit hervor ¬ zurufen .

Jeweils bezogen auf einen Standard- oder Normprozess, der beispielsweise eine Materialdichte von 99,5% bzw. eine Poro ¬ sität von 0,5 % hervorruft, kann die erfindungsgemäße Porosi ¬ tät in dem Bereich B - beispielsweise durch lokal angepasste Prozessparameter - zwischen 3 % und 5 %, insbesondere 4 % betragen .

Eine Bestrahlungsleistung kann beispielsweise eine Laserleis ¬ tung eines fokussieren Laserstrahls in einem Bereich zwischen 100 W und 500 W beschreiben, wobei eine niedrige Bestrah ¬ lungsleistung am unteren Rand des Bereichs und eine hohe Be- Strahlungsleistung am oberen Rand des Bereichs angesiedelt ist .

Eine Scangeschwindigkeit kann beispielsweise eine Geschwin ¬ digkeit des Energiestrahls in einem Bereich zwischen 100 mm/s und 1000 mm/s beschreiben, wobei eine niedrige Scangeschwin ¬ digkeit am unteren Rand des Bereichs und eine hohe Scange ¬ schwindigkeit am oberen Rand des Bereichs angesiedelt ist.

Das Porenmuster PM wird vorzugsweise unter der Oberfläche OF eingestellt, sodass die Oberfläche OF des Bauteils 10 selbst vorzugsweise porenfrei und/oder rissfrei ist.

Vorzugsweise wird das Bauteil in einer Tiefe von weniger als 500 ym unter der Oberfläche OF mit der Porosität versehen, sodass die „subkutane" Porosität eine definierte Oberflächen ¬ rauheit in dem Bereich B hervorruft oder generiert (verglei ¬ che Figur 2 ) .

Vorzugsweise ist der Bereich B einen Identifizierungsbereich, welcher von einer Identifizierungseinrichtung, beispielsweise einer optischen oder optischen Vermessungseinrichtung, zur Identifizierung des Bauteils automatisch ausgewertet und/oder mit einer Datenbank abgeglichen werden kann. Der Bereich B kann beispielsweise eine Abmessung von 15 χ 15 mm mit einer Tiefe von ca. 1 mm (vergleiche Figur 3) haben. Weiterhin ist der Bereich vorzugsweise derart bemessen, dass dieser durch eine Durchstrahlungsprüfung und/oder Materialprüfung, beispielsweise durch eine Röntgen- oder Computerto ¬ mografie und/oder Transmissionselektronenmikroskopie durch ¬ strahlt und so das Porenmuster PM registriert oder aufgenom ¬ men werden kann.

Der Bereich B kann - anders als in der Darstellung der Figur 1 gezeigt - nur einen besonders kleinen Teil der Oberfläche OF des Bauteils darstellen oder diesen beschreiben. Der Bereich B kann weiterhin einen versteckten und/oder einem gut zugänglichen Oberflächenbereich des Bauteils bezeichnet. Vorzugsweise entspricht der Bereich B einem nicht funktionalen Oberflächenbereich, beispielsweise keinem Bereich, welcher im Einsatz des Bauteils einer für die Funktion des Bauteils re ¬ levanten Strömung zugewandt oder strömungsaktiv ist.

Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Bauteils 10 in einer vereinfachten Darstellung. Die genannte definierte Oberflächenrauheit des Bauteils 10 bzw. einer Oberfläche in dem Bereich B ist mit dem Bezugszeichen OR versehen. Der Be- reich B ist oben links in der Ansicht zu sehen (vergleiche

Strichelungen) . In dem Bereich B ist das Porenmuster PM bzw. die Porosität gepunktet angedeutet. Es ist vorgesehen, dass die Poren im „Inneren,, des Bauteils bzw. unter der Oberfläche OF angeordnet sind. Unter der Oberfläche OF rufen die Poren vorzugsweise die Oberflächenrauheit OR hervor, wobei jedoch die Oberfläche OF selbst porenfrei ist, um die Funktion des Bauteils nicht zu beeinträchtigen. Insbesondere bei

heißgasbeaufschlagten Temperaturen wäre eine Oberflächen Porosität nachteilhaft, da ausgehend von dieser, Risse entste- hen könnten sowie eine Oxidation oder Korrosion der Bauteile wahrscheinlicher würde. Figur 3 zeigt schematisch eine Aufsicht bzw. eine Schnittansicht eines zumindest teilweise additiv hergestellten Bau ¬ teils. Alternativ oder zusätzlich kann lediglich ein Bestrahlungsmuster BM für eine zu verfestigende Schicht (vergleiche Aufsicht) angedeutet sein.

Das Bestrahlungs- oder Belichtungsmuster BM umfasst Konturbe ¬ strahlungsvektoren KBV, welche vorzugsweise lediglich einen Umriss des Bauteils 10 (vorzugsweise in Aufsicht auf das Pul- verbett betrachtet) Bestrahlen, um Aufbau- oder Bestrahlungs ¬ fehler zu korrigieren, und/oder eine entsprechend glatte Oberfläche herzustellen.

Das Bestrahlungs- oder Belichtungsmuster BM umfasst weiterhin Flächenbestrahlungsvektoren FBV1, FBV2. Bei den Flächenbestrahlungsvektoren FBV1 handelt es sich um annähernd horizontal und parallel zueinander ausgerichtete Bestrahlungspfade, gemäß derer der Energiestrahl 2 vorzugsweise über das Pulverbett geführt wird, um dieses bzw. das Bauteilmaterial umzu- schmelzen und zu verfestigen. Ein Abstand der Flächenbestrahlungsvektoren FBV (nicht explizit gekennzeichnet) wird vor ¬ zugsweise durch weitere Bestrahlungsparameter wie die Laserleistung oder die Pulverpartikelgröße und/oder weitere Para ¬ meter definiert.

Im linken Bereich der gezeigten Bauteilschicht sind weiterhin Flächenbestrahlungsvektoren FBV2 gezeigt, welche lediglich eine Länge L aufweisen. Durch eine selektive Bestrahlung eines Ausgangs- oder Bauteilmaterials für das Bauteil 10 ent- lang der Flächenbestrahlungsvektoren FBV2 können die erfinderischen Vorteile genutzt und die Oberflächenrauheit OR (ver ¬ gleiche Figur 2) alternativ zu der oben beschriebenen Variation oder Einstellung der Bestrahlungsparameter eingestellt werden. Vorzugsweise kann die definierte Oberflächenrauheit OR in dem Bereich B eingestellt werden, indem in einem Randbereich oder entlang einer Kontur des Bauteils 10 wie in Figur 3 gezeigt Flächenbestrahlungsvektoren FBV2 mit einer Län- ge L von weniger als 500 ym, besonders bevorzugt weniger als 300 ym, vorgesehen werden.

Die weiterhin gezeigten längeren Flächenbestrahlungsvektoren FBV1 können zu einem Bestrahlungsmuster des Standes der Technik gehören.

Obwohl dies in Figur 3 nicht explizit gekennzeichnet ist, kann ein ähnlicher Effekt, d.h. ein ähnliches Maßschneidern oder Konfektionieren der Oberflächenrauheit OR erreicht wer ¬ den, indem in dem Bereich B ein Abstand von 50 ym bis 500 ym, besonders bevorzugt zwischen 80 ym und 300 ym, zwischen einem Flächenbestrahlungsvektor FBV1 ("inskin"-Bestrahlung") und einem Konturbestrahlungsvektor KBV eingestellt oder vorgese- hen wird. Auf diesem Wege wird eine entsprechende Porenbil ¬ dung für das Porenmuster mit erhöhter Wahrscheinlichkeit durch die komplizierten Schmelz- und Erstarrungsprozesse während der additiven Herstellung hervorgerufen. Eine solche Situation würde entstehen, wenn die Flächenbestrahlungsvektoren FBV2 in Figur 3 weggelassen, aber die oben genannten Abstände eingestellt oder vorgesehen würden. Dann würde ähnlich wie beispielsweise im Falle einer erniedrigten Laserleistung, in dem Bereich B eine gewünschte Porosität oder mangelhafte Ver ¬ festigung von Basis- oder Bauteilmaterial, entstehen.

In Figur 3 ist weiterhin eine Tiefe T gezeigt. Die Tiefe T entspricht vorzugsweise einem Abstand senkrecht zur Oberflä ¬ che OF des Bauteils 10, in dem das Porenmuster PM erfindungs ¬ gemäß vorgesehen werden sollte, um die Oberflächenrauheit OR zu erzeugen. Die Tiefe T kann ein Maß zwischen 5 und 15

Schichtdicken beschreiben.

Das beschriebene Porenmuster PM stellt vorzugsweise ein zu ¬ fälliges Porenmuster dar. Es ist zu bemerken, dass durch eine individuelle und/oder zufällige Wahl der Bestrahlungsparame ¬ ter und/oder des Bestrahlungsmusters, Poren in ihrer Anord ¬ nung und Abmessung zufällig entstehen und somit das Bauteil 10 wie beschrieben fälschungssicher und eindeutig identifi- zierbar bzw. registriert gemacht werden kann. Zur Identifi ¬ zierung oder Registrierung kann ebenfalls während des Aufbaus ein Rahmen (nicht explizit gekennzeichnet) um den Bereich B gelegt werden, beispielsweise strukturell oder durch visuelle Kennzeichnung.

Die Oberflächenrauheit OR kann beispielsweise durch einen Computer automatisch, durch entsprechende Wahl von Bestrahlungsmuster und/oder Bestrahlungsparameter, welche beispiels- weise einer Datenbank entnommen werden können, eingestellt werden. Weiterhin kann die Oberflächenrauheit OR beispiels ¬ weise durch optische Mess- oder Scanverfahren erfasst werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch vorgesehen sein, die definierte Oberflächenrauheit in oder an einem bereits vorgefertigten Bauteil anzubringen, beispielsweise um dieses nachträglich für einen bestimmten Hersteller zu kennzeichnen, zu identifizieren oder zu zertifizieren. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen. Dies beinhaltet insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombi- nation selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.