EINES BAUTEILS UND SOLCHE ANLAGE

Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbettba- sierten additiven Herstellung eines Bauteils und Anlage, die 5 für ein solches Verfahren geeignet ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbettbasierten additiven Herstellung eines Bauteils in einem Pulverbett. Außerdem betrifft die Erfindung 10 eine Anlage zum pulverbettbasierten additiven Herstellen eines Bauteils, aufweisend eine Aufnahmevorrichtung für ein

Pulverbett, die in einer Prozesskammer angeordnet ist.

Additive Herstellungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen 15 sind allgemein bekannt. Hierunter fallen auch additive Herstellungsverfahren, die pulverbettbasiert sind. Hierbei wird das Bauteil lagenweise aus einem Pulverbett hergestellt, wo ^¬ bei in dem Pulverbett jeweils eine Lage Pulver mit einer kon ^¬ stanten Dicke aufgebracht wird und anschließend mit einer

20 Energiequelle dieses Pulver aufgeschmolzen oder gesintert

wird, um in dem Pulverbett eine Lage des herzustellenden Bau ^¬ teils zu erzeugen. Die Energiequelle erzeugt zu diesem Zweck vorzugsweise einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl.

Als laserbasierte Verfahren lassen sich beispielsweise das 25 selektive Laserschmelzen (SLM) und das selektive Lasersintern (SLS) nennen. Als elektronenstrahlbasiertes Verfahren kann das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) genannt werden.

Die Lagen des Pulverbetts werden vorzugsweise aufgeräkelt.

30 Das bedeutet, dass eine Rakel mit ihrer Rakellippe über die

Oberfläche des Pulverbetts gezogen wird und diese dadurch glättet und ein definiertes Niveau derselben einstellt. Bei diesem Aufrakeln können größere Klümpchen von Pulver die Entstehung von Liniendefekten verursachen. Liniendefekte bilden

35 sich dann in der Oberfläche des Pulverbetts als Furchen aus.

Weiterhin können die genannten Klümpchen auch im Pulverbett zu liegen kommen und dabei im Vergleich zur Oberfläche des Pulverbetts erhaben sein bzw. in ihrer direkten Umgebung der Oberfläche des Pulverbetts Krater erzeugen. Die Klümpchen im Pulverbett kommen beispielsweise dadurch zustande, dass wäh ^¬ rend des Aufschmelzens der Pulverlage Spritzer von

angeschmolzenen Pulverpartikeln vom Laserstrahl weg in das Pulverbett geschleudert werden.

Die beschriebenen Defekte, insbesondere die Liniendefekte können im Herstellungsschritt des Bauteils durch den Laser oder den Elektronenstrahl zu Defekten in der ausgebildeten Lage des Bauteils führen, die im weiteren Verlauf des Verfah ^¬ rens nicht mehr ausgeglichen werden können und somit zu einem Ausschuss des zu erzeugenden Bauteils führen können. Hierdurch entstehen hohe Kosten, insbesondere wenn das Bauteil bereits fast fertiggestellt ist.

Allgemein sind optische Verfahren zur Überwachung von Oberflächen im Einsatz, die jedoch wegen der diffusen Oberfläche des Pulverbetts keine zuverlässigen Ergebnisse hinsichtlich einer Untersuchung des erzeugten Pulverbetts liefern. Allge- mein bekannt ist weiterhin ein optisches Verfahren zur Untersuchung von keramischen Hitzeschildplatten, welches in der EP 2 006 804 AI beschrieben ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verfahrens- schritt zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbettbasier- ten additiven Herstellung anzugeben, mit dem Fehler in der Oberfläche des Pulverbetts zuverlässig erkannt werden können. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung eine Anlage zum pulver- bettbasierten additiven Herstellen eines Bauteils anzugeben, mit der eine Überwachung der Oberfläche des Pulverbetts zu ^¬ verlässig durchgeführt werden kann.

Die erstgenannte Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Bildsensor verwendet wird, auf dem eine Oberfläche des Pulverbetts mit einer Optik abgebildet wird, während die Oberfläche des Pul ^¬ verbetts durch mindestens eine Lichtquelle aus mindestens ei ^¬ ner Richtung von schräg oben beleuchtet wird. Mit dem Bild- sensor wird dann ein digitales Bild der Oberfläche generiert, wobei Defekte in der Oberfläche durch einen Schattenwurf gut erkennbar sind, da die Lichtquelle von schräg oben auf die Oberfläche des Pulverbetts leuchtet. Hiermit ist gemeint, dass der Winkel des beleuchtenden Lichts in Bezug auf die

Oberfläche des Pulverbetts ungleich 90° ist. Vorteilhaft ist der Beleuchtungswinkel < 45°, noch bevorzugter ist der Be ^¬ leuchtungswinkel < 30°. Das erzeugte Bild macht vorteilhaft eine Auswertung nach dem sogenannten Shape from Shading Verfahren möglich, wie dieses in der eingangs angegebenen EP 2 006 804 AI ausführlich beschrieben wird. Das Verfahren ist ein Beispiel für einen Algorithmus, mit dem zur Überwachung die Oberfläche des Pulver- betts ein auf dem Bildsensor abgebildetes Bild ausgewertet werden kann. Das Auswertungsergebnis kann vorteilhaft im Ver ^¬ fahrensablauf dazu verwendet werden, um ein Entscheidungskriterium zu erzeugen, ob das Verfahren unterbrochen wird, um qualitätssichernde Maßnahmen einzuleiten. Diese können bei- spielsweise daraus bestehen, dass ein nicht zureichende Ober ^¬ fläche des Pulverbetts durch wiederholtes Rakeln derselben verbessert wird. Ist beispielsweise durch das Rakeln ein Klumpen an den Rand des Pulverbetts transportiert worden, so erzeugt dieser Klumpen anschließend keine Effekte mehr in der Oberfläche des Pulverbetts. Sind die Verunreinigungen durch Klumpen in der Oberfläche des Pulverbetts zu groß geworden, so kann beispielsweise das Pulverbett ganz oder teilweise aus der Aufnahmevorrichtung für das Pulver entfernt werden und das Pulverbett mit nichtverunreinigtem Pulver neu aufgebaut werden. In jedem Fall wird die Qualität des herzustellenden Bauteils im nachfolgenden Herstellungsschritt nicht leiden, wenn eine intakte Oberfläche des Pulverbetts hergestellt wird. Ein Ausschuss an Bauteilen aufgrund einer schlechten Qualität der Oberfläche des Pulverbetts kann somit vorteil- haft weitgehend vermieden werden. Das Verfahren ist vorteil ^¬ haft so zuverlässig, dass zumindest Defekte in der Oberfläche des Pulverbetts, die in ihrer Größe die Qualität des herzu ^¬ stellenden Bauteils gefährden würden, zuverlässig erkannt werden. Kleinere Defekte in der Oberfläche des Pulverbetts, die durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung nicht erkannt werden, sind üblicherweise so geringfügig, dass sie die Qualität des Bauteils nicht beeinflussen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bildsensor vertikal über dem Pulverbett angeordnet ist, wobei die optische Achse der Optik senkrecht auf der Oberfläche des Pulverbetts steht. Dies hat den Vor- teil, dass das Abbild von der Oberfläche weitgehend verzer ^¬ rungsfrei und mit einer großen Bildschärfe über die gesamte Bildfläche erzeugt werden kann, was die Erkennung von Defekten vorteilhaft beeinflusst. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auflösung des Bildsensors so gewählt wird, dass in einem Pixel des erzeugten Bilds des Pulverbetts eine Viel ^¬ zahl von Partikeln, bevorzugt 10, noch bevorzugter 50 Partikel des verwendeten Pulvers abgebildet werden, wobei übli- cherweise Pulver mit einem Intervall für die im Pulver vor ^¬ kommenden Partikelgrößen zwischen 10 und 50 ym verwendet werden (der massegewichtete Mittelwert der Patikelgröße liegt dabei zwischen 20 und 30 ym) . Mit anderen Worten kann für die Durchführung des Überwachungsverfahrens vorteilhaft ein ver- gleichsweise kostengünstiger Bildsensor verwendet werden, da die Auflösung weit hinter der auf dem Bildsensor abgebildeten mittleren Partikelgröße zurückbleiben kann. Dies liegt daran, dass die Defekte in der Oberfläche des Pulverbetts größer sein müssen, als die Partikel. Es ist sogar vorteilhaft, wenn die Auflösung des Bildsensors in der oben angegebenen Weise gewählt wird, da die Textur der Oberfläche des fehlerfreien Pulverbetts auf diese Weise nicht als Defekt in der Oberflä ^¬ che fehlinterpritiert werden kann. Es sind also keine Maßnah ^¬ men zur Bildbearbeitung notwendig, um eine Fehlerkennung der Textur des Pulverbetts als Fehler auszuschließen, wenn die Auflösung des Bildsensors richtig gewählt wird. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausrichtung eines Pixelarrays des Bildsensors in Bezug auf die Bewegungsrichtung einer Rakel zur Glättung des Pulverbetts um die optische Achse der Optik um einen Win- kel zwischen 30 und 60° verdreht ist. Da die Bewegungsrich ^¬ tung der Rakel über die Oberfläche des Pulverbetts ursächlich für die Entstehung der oben bereits beschriebenen Furchen ist, sind diese normalerweise genau in Bewegungsrichtung der Rakel ausgerichtet. Wenn das Pixelarray gegenüber dieser Aus- richtung der Furchen verdreht ist, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Furche auf Bildpunkte des Bildsensors trifft, vorteilhaft erhöht, so dass eine dünne Linie, wie sie optisch durch die Furche erzeugt wird, leichter erkannt werden kann. Besonders bevorzugt kann für die Verdrehung des Bildsensors ein Winkel von 45° gewählt werden.

Eine wieder andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lichtquelle derart angeordnet ist, dass eine Be ^¬ leuchtungsrichtung von der Bewegungsrichtung einer Rakel zur Glättung des Pulverbetts abweicht. Dabei ist die Beleuch ^¬ tungsrichtung in einer Blickrichtung senkrecht zur Oberfläche des Pulverbetts gemeint, mit anderen Worten diejenige Rich ^¬ tungskomponente der Beleuchtung, die in einer senkrechten Projektion auf die Oberfläche des Pulverbettes gemessen wer- den kann. Wenn die Beleuchtungsrichtung der Lichtquelle von der Bewegungsrichtung der Rakel abweicht, so werden auch entstandene Furchen mit ihrer Ausdehnung genau in Bewegungsrichtung der Rakel durch einen starken Schattenwurf vorteilhaft leichter detektiert, da ihr Schattenbild auf dem Bildsensor ausgeprägter ist. Vorteilhaft ist die besagte Beleuchtungs ^¬ richtung der Lichtquelle in einem Winkel von 80 - 100° ausge ^¬ richtet, insbesondere wird ein Winkel von 90° zur Bewegungs ^¬ richtung der Rakel gewählt. Auf diese Weise ist der Schatten ^¬ wurf aufgrund des oben angegebenen Effekts vorteilhaft maxi- miert.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Beleuchtung durch mehrere Lichtquellen in meh- reren Beleuchtungsrichtungen beleuchtet wird. Diese mehreren Beleuchtungsrichtungen sind gesehen in einer Blickrichtung senkrecht zur Oberfläche des Pulverbetts unterschiedlich. Dies bedeutet, dass jede der Lichtquellen ein anderes Schat- tenbild der Defekte erzeugt. Die Lichtquellen können nun bei ^¬ spielsweise nacheinander aktiviert werden, so dass verschie ^¬ denen Schattenbilder einzeln ausgewertet werden können und in einem zweiten Schritt die so gewonnenen Informationen kombiniert werden, so dass durch eine gemeinsame Auswertung der erzeugten Bildinformationen die Zuverlässigkeit der Erkennung von Defekten in der Oberfläche des Pulverbetts vorteilhaft steigt .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquelle oder die mehreren Lichtquellen Licht in einem Wellenlängenspektrum aussendet oder aussenden, welches sich von dem Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbetts und dem des in Herstellung befindlichen Bauteils unterscheidet. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass auch bei einer intensiven Prozessrückstrahlung von Wärme aufgrund der thermischen Verhältnisse im Pulverbett ein

Schattenwurf von Defekten zuverlässig erkannt werden kann, da dieser nicht durch die Temperaturstrahlung des Bauteils und des Pulverbetts überstrahlt wird.

Insbesondere kann die Lichtquelle monochromatisches Licht oder mehrere Lichtquellen jeweils monochromatisches Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen aussenden, wobei diese Wellenlängen, wie bereits erwähnt, außerhalb des Spektrums der Wärmestrahlung liegen. Bei der Wärmestrahlung handelt es sich um Wellenlängen der Schwarzkörperstrahlung bis 1500°C, wodurch selbst das Licht des aufgeschmolzenen Pulvers zuverlässig von dem Untersuchungslicht unterschieden werden kann. Eine weitere Maßnahme besteht erfindungsgemäß darin, dass der Bildsensor unempfindlich für das Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbetts und das des in Herstellung befind ^¬ lichen Bauteils ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Licht der Wärmestrahlung überhaupt durch den Bildsensor detektiert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass in der Optik ein Filter für das Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbetts und das des in Herstellung befind- liehen Bauteils vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass die Wär ^¬ mestrahlung durch den Filter ausgefiltert wird und an dem Bildsensor nur das Messlicht ankommt.

Alternativ oder zusätzlich kann das erwärmte Pulverbett ohne Beleuchtung durch die Lichtquelle mit dem Bildsensor aufgenommen werden, um der Anteil der Wärmestrahlung des Pulverbettes zu eliminieren. Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Oberfläche des Pulverbettes mit der Optik auf dem Bild ^¬ sensor abgebildet wird, bevor die Oberfläche des Pulverbettes durch die mindestens eine Lichtquelle beleuchtet wird, und danach die Oberfläche des Pulverbettes mit der Optik auf dem Bildsensor noch einmal abgebildet wird, während die Oberflä ^¬ che des Pulverbettes durch mindestens eine Lichtquelle aus mindestens einer Richtung von schräg oben beleuchtet wird. Von beiden Abbildungen wird ein Bild erstellt und danach wird bei der Auswertung das Bild der Oberfläche ohne Beleuchtung von dem Bild der Oberfläche mit Beleuchtung subtrahiert. An ^¬ schließend verbleibt ein Bild mit dem Beleuchtungsanteil der Lichtquelle zur Beurteilung des Schattenwurfes eventueller Defekte in der Oberfläche des Pulverbettes.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann bei der Auswertung der Bilder auch Beachtung finden, ob sich eine erkannte Furche in einem Bereich des Pulverbetts befindet, in dem die aktuell herzustellende Lage des Bauteils liegt. Der Prozess wird dann nur unterbrochen, wenn dies der Fall ist, da nur dann das Herstellungsergebnis des Bauteils gefährdet ist. Wenn die Furche in einem Teilbereich liegt, wo das Pul ^¬ ver der aktuellen Lage nicht aufgeschmolzen werden soll, kann in einem nachfolgenden Aufbringungsschritt von Pulver mit der Rakel untersucht werden, ob die Störung der Oberfläche ausge ^¬ glichen wird oder ob diese in einem Teil des Pulverbetts transportiert wurde, wo die Herstellung des Bauteils gefähr- det ist. Die Areale, die durch den Laserstrahl im Pulverbett aufgeschmolzen werden sollen, lassen sich vorteilhaft leicht durch die Auswertung der Prozesssteuerung zur Herstellung des Bauteils ermitteln, da diese ohnehin bekannt sein müssen.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auch die Oberfläche des in Entstehung befindli ^¬ chen Bauteils auf Unebenheiten untersucht wird. Hierbei sind dieselben Algorithmen anwendbar, welche für das Pulverbett zum Einsatz kommen. Es ist allerdings ein weiterer optischer Untersuchungsschritt erforderlich, der vor der Aufbringung einer neuen Lage des Pulvers durchgeführt wird. Mit diesem Überwachungsschritt lassen sich unvorhergesehene Fehler in der aktuell hergestellten Oberfläche der Bauteillage fest- stellen, so dass entschieden werden kann, ob diese Fehler zu einem Verwurf des Bauteils führen müssen und weiterer Fertigungsaufwand für ein Bauteil eingespart werden kann, welches sonst erst am Ende als Ausschuss aussortiert werden müsste. Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch die eingangs angegebene Anlage gelöst, in der ein Bildsensor vorgesehen ist, mit dem das oben genannte Verfahren durchgeführt werden kann. Außerdem sind Lichtquellen vorgesehen, damit das genannte Verfahren durchgeführt werden kann. Die mit dem Be- trieb der erfindungsgemäßen Anlage verbundenen Vorteile sind oben bereits ausführlich erläutert worden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit dem gleichen Bezugszei ^¬ chen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen : Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Anlage im schematischen Schnitt, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 3 und 4 Aufsichten auf die Oberfläche eines Pulver- betts bei der Durchführung des Verfahrens mäß Figur 2 bei unterschiedlichen Beleuch tungsrichtungen und

Figur 5 schematisch ein Bild, was durch eine Auswertung bei dem Verfahren gemäß Figur 2 ermittelt wurde .

In Figur 1 ist eine Anlage 11 zum selektivem Laserschmelzen dargestellt. Diese weist eine Prozesskammer 12 auf, in der eine Aufnahmevorrichtung 13 für ein Pulverbett 14 vorgesehen ist. Diese Aufnahmevorrichtung 13 besteht aus einer Bauplatt ^¬ form 15, auf der ein Bauteil 16 hergestellt werden kann. Die Bauplattform 15 kann über einen Zylinder 17 abgesenkt werden, wobei Seitenwände der Aufnahmevorrichtung 13 dafür sorgen, dass das Pulverbett 14 zur Seite hin Halt findet.

Das Pulverbett 14 wird durch eine Rakel 19 lagenweise geglät ^¬ tet, wobei diese Rakel 19 zunächst über einen Pulvervorrat 20 und anschließend über eine Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 geführt wird. Dadurch, dass die Bauplattform 15 schrittweise abgesenkt wird, können durch die Rakel 19 immer neue Lagen des Pulverbetts 14 erzeugt werden, wobei diese über eine Füh ^¬ rungsschiene 22 bewegt wird. Damit die Rakel dabei Pulver aus dem Pulvervorrat 20 mitführen kann, ist eine Bodenplatte 23 über einen weiteren Zylinder 24 höhenverschiebbar gelagert. Die Führungsschiene 22 gibt dabei eine Bewegungsrichtung 25 für die Rakel 19 vor.

In der Wand der Prozesskammer 12 ist ein Fenster 26 vorgese- hen, durch den ein Laserstrahl treten kann, der durch einen außerhalb der Prozesskammer 12 angeordneten Laser 28 erzeugt wird. Über einen Umlenkspiegel 29 kann dieser Laser auf der Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 bewegt werden, wodurch die Areale der Oberfläche 21 aufgeschmolzen werden können, aus der das Bauteil 16 lagenweise hergestellt werden soll.

Außerhalb der Prozesskammer 12 ist außerdem eine Überwa- chungseinrichtung 30 vorgesehen, die einen Bildsensor 31 und eine Optik 32 aufweist. Die Überwachungseinrichtung 30 ist derart oberhalb der Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 angeord ^¬ net, dass eine optische Achse 33 der Optik 32 genau senkrecht auf der Oberfläche 21 steht. Um mittels des Bildsensors 31 ein Bild aufnehmen zu können, welches die Oberfläche 21 ab ^¬ bildet, ist weiterhin eine Lichtquelle 34, beispielsweise in Form eines LED-Scheinwerfers, in der Prozesskammer 12 ange ^¬ ordnet, die die Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 beleuchten kann .

Anhand von Figur 2 kann das Verfahren zur Überwachung der Oberfläche 21 des Pulverbetts genauer erläutert werden. Zu erkennen sind in Figur 2 mehrere Lichtquellen 34a bis 34g, um verschiedene Beleuchtungsverfahren zu erläutern. In einer An- läge gemäß Figur 1 müssen nicht alle dieser Lichtquellen auf einmal untergebracht werden, jedoch ermöglicht die Unterbe ^¬ ringung von mehreren Lichtquellen eine Variation der Beleuchtung während der Durchführung des Überwachungsverfahrens. Beispielsweise können die Lichtquellen 34a, 34e, 34f und 34g verwendet werden, um eine Beleuchtung der Oberfläche 21 aus vier rechtwinklig zueinander stehenden Beleuchtungsrichtungen 35 zu ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Fehlstellungen in der Oberfläche 21 ermitteln, die nicht die Form einer Furche, sondern beispielsweise die Form von Kra- tern oder Pulverklumpen aufweisen. Weiterhin gibt es die

Lichtquellen 34b, 34c, 34d, die bezüglich der Bewegungsrichtung 25 der Rakel 19 von der Seite auf die Oberfläche 21 des Pulverbetts leuchten. Die Lichtquelle 34c weist dabei eine Beleuchtungsrichtung von 90° zur Bewegungsrichtung 25 auf, wobei dieser Winkel in einer Blickrichtung von oben, also genau in Richtung der optischen Achse 33 gemessen wird. Dieser Winkel ist als Winkel in der Oberfläche 21 in Figur 2 ein ^¬ gezeichnet. Weiterhin kann ein Neigungswinkel ß der Figur 2 entnommen werden, der angibt, in welchem Winkel die Beleuchtung von schräg oben erfolgt. Beide Winkel sind für die Be ^¬ leuchtungsrichtung 35 der Lichtquelle 34c eingezeichnet. Bei den Lichtquellen 34b und 34d ergeben sich Winkel von je- weils 105 und 75° (in Figur 2 nicht dargestellt) . Durch ab ^¬ wechselnde Beleuchtung mittels der Lichtquellen 34b und 34d und eventuell auch 34c kann ein modifizierter Schattenwurf von Fehlstellen in der Oberfläche 21 erzeugt werden, wodurch durch Überlagerung der so erzeugten Bilder eine Zuverlässig- keit der Erkennung von Fehlstellen gesteigert wird. Statt die Lichtquellen 34a bis 34g nacheinander zu aktivieren, können diese oder zumindest ein Teil von ihnen auch monochromes Licht unterschiedlicher Wellenlänge aussenden und gleichzei ^¬ tig betrieben werden. Die Signale auf dem Bildsensor können dann aufgrund der unterschiedlichen Wellenlängen voneinander getrennt untersucht werden, auch wenn diese gleichzeitig auf den Bildsensor 31 fallen.

Weiterhin ist Figur 2 zu entnehmen, dass der Bildsensor 31 hinsichtlich seiner Ausrichtung genau um 45° in der optischen Achse 33 gegenüber der Oberfläche 21 des Pulverbetts verdreht ist. Hierdurch kann die Detektion von Fehlstellen verbessert werden, wie im Folgenden zu Figur 5 näher erläutert wird. Damit die von der Oberfläche 21 ausgehenden Lichtsignale auf ^¬ grund der Beleuchtung durch die Lichtquellen 34a bis 34g von einer Wärmestrahlung getrennt ausgewertet werden können, ist ein Filter 38 vorgesehen, der ebenfalls in der optischen Achse 33 liegt. Hierdurch können die Spektren der Wärmestrahlung bei der Messung unberücksichtigt bleiben, die aufgrund der im Prozess entstehenden Wärme bedeutend sein können und die Messsignale aufgrund der Beleuchtung durch die Lichtquellen 34a bis 34g überstrahlen können. Dies ermöglicht eine zuverlässigere Auswertung der Messsignale.

Den Figuren 3 und 4 ist zu entnehmen, wie die Oberfläche 21 des Pulverbetts durch die Lichtquellen 34b und 34d aus unter ^¬ schiedlichen Beleuchtungsrichtungen 35 beleuchtet werden. Dargestellt ist in den Figuren 3 und 4 eine Furche 36, wie diese zustande kommt, wenn durch die Rakel 19 (vgl. Figur 2) ein Pulverklumpen durch das Pulverbett gezogen wird. Außerdem ist ein Krater 37 dargestellt, der entstehen kann, wenn ein Pulverklumpen aus dem Pulverbett herausgerissen wird. Dieser steht exemplarisch für einen punktförmigen Defekt der Oberfläche 21. Zuletzt ist ein Pulverklumpen 38 dargestellt, der ebenfalls einen punktförmigen Defekt darstellt und aus der Oberfläche 21 des Pulverbetts aufragt. Zuletzt lässt sich die Kontur des in Herstellung befindlichen Bauteils 16 erkennen, die in Wirklichkeit bei Herstellung einer neuen Lage des Pul ^¬ verbetts nicht zu erkennen ist, da das Bauteil von dieser La ^¬ ge vollständig bedeckt ist.

Die Schraffuren in Figur 3 und 4 sollen eine Helligkeit der beleuchteten Oberfläche veranschaulichen. Das Pulverbett erscheint an seiner Oberfläche 21 in einer diffus verteilten Lichtintensität, während eine dichtere Schraffur den Schat ^¬ tenwurf des Kraters 37 der Furche 36 und des Pulverklumpens 38 andeutet. Andere Areale der genannten Defekte werden hin ^¬ gegen fast senkrecht beleuchtet und erscheinen daher ohne Schraffur. Vergleicht man die Figuren 3 und 4 miteinander, so zeigt sich, dass aufgrund der unterschiedlichen Beleuchtungs ^¬ richtungen 35 der Schattenwurf variiert, was bei der Beurteilung der dreidimensionalen Ausdehnung der verschiedenen Fehlstellen hilft.

In Figur 5 ist dargestellt, wie aus dem mit dem Bildsensor 31 gemäß Figur 2 aufgenommenen Bild eine Auswertung erfolgen kann, die beispielsweise auf einer Ausgabeeinrichtung eines Bildschirms angezeigt werden kann. Zu erkennen sind die De ^¬ fekte 36 37 ^λ und 38 wobei die einzelnen Pixel des Bild ^¬ sensors angedeutet sind. Diese sind exemplarisch in Figur 5 zu groß dargestellt, um diesen Effekt zu verdeutlichen. Auf- grund der zu Figur 2 beschriebenen Verdrehung des Bildsensors 31 in Bezug auf die Oberfläche 21 des Pulverbetts um 45° wird z.B. durch die Furche 36 eine größere Anzahl von Pixeln durch den Schattenwurf bezw die direkte Beleuchtung angesprochen, wodurch der Bildsensor empfindlicher auf die durch die Beleuchtung und die Schattierung der Areale in der Furche reagiert .

Außerdem ist in Figur 5 die Kontur des Bauteils 16 eingeblendet, wobei diese aus den im Prozess zur Verfügung stehenden Bauteildaten (CAD-Modell) berechnet wird. Davon ausgehend kann eine Entscheidung getroffen werden, ob der Pulverklumpen 38 (also 38 ^λ in Figur 5) eine Größe aufweist, die das Bau ^¬ teilergebnis beeinträchtigt und infolgedessen ein neuer Glät- tungsversuch der Oberfläche 21 mit der Rakel 19 unternommen werden soll. Weiterhin wird aus einer Auswertung des Ergebnisses gemäß Figur 5 deutlich, dass die Furche 36 und der Krater 37 außerhalb des Bauteils 16 liegen, was durch Beur ^¬ teilung von deren Abbildern 36 ^λ und 37 ^λ sofort deutlich wird.