Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung, ein entsprechend angepasstes generatives Schichtbauverfahren, eine entsprechend angepasste generative Schichtbauvorrichtung, ein entsprechend angepasstes Computerprogramm und eine entsprechend angepasste computerlesbare Speichervorrichtung.

Generative Schichtbauvorrichtungen und zugehörige Verfahren sind allgemein dadurch charakterisiert, dass in ihnen Objekte durch Verfestigen eines formlosen Aufbaumaterials Schicht für Schicht hergestellt werden. Die Verfestigung kann beispielsweise herbeigeführt werden mittels Zufuhr von Wärmeenergie zum Aufbaumaterial durch Bestrahlen desselben mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung (z.B. Lasersintern (SLS oder DMLS) oder Laserschmelzen oder Elektronenstrahlschmelzen) oder aber durch Herbeiführen einer Vernetzungsreaktion im Aufbaumaterial (z.B. Stereolithographie). Die ursprünglich im Prototypenbau eingesetzten Vorrichtungen und Verfahren werden zunehmend für die Serienfertigung eingesetzt, wofür sich der Begriff "Additive Manufacturing" eingebürgert hat. Damit bei generativen Schichtbauverfahren die Objekte mit hoher Präzision hergestellt werden können, ist es wichtig, dass das Aufbaumaterial innerhalb jeder der Schichten möglichst gleichförmig verfestigt wird. Diesem Problem widmet sich WO 2015/091875 AI auf dem Gebiet des Elektronenstrahlschmelzens. Insbesondere geht es dabei um das Abtasten eines Objektquerschnitts mit dem Elektronenstrahl in zueinander parallelen Abtastlinien (Scanlinien). Durch diese Form der Abtastung des Aufbaumaterials innerhalb des Objektquerschnitts wird der Elektronenstrahl ähnlich wie beim Schraffieren einer Fläche über das Aufbaumaterial bewegt, weshalb diese Art des Richtens des Elektronenstrahls auf das Aufbaumaterial im Fachjargon auch als "Hatchen" bezeichnet wird.

In WO 2015/091875 AI wird festgestellt, dass die dem Material zugeführte Energiemenge davon abhängt, ob die Scanlinien lang oder kurz sind. Für lange Scanlinien wird eine zu geringe zugeführte Energiemenge beobachtet, während für kurze Scanlinien eine zu hohe zugeführte Energiemenge beobachtet wird. Zur Lösung des Problems schlägt WO 2015/091875 AI vor, die Abtastzeit des Materials entlang der bei der Schraffur des Objektquerschnitts auftretenden längsten Scanlinie zu bestimmen und für alle kürzeren Scanlinien eine Wartezeit vor oder nach dem Abtasten der Scanlinie einzufügen, so dass die Summe aus Abtastzeit einer Scanlinie und Wartezeit stets der Abtastzeit für die längste Scanlinie entspricht.

Das Vorgehen nach WO 2015/091875 AI ist geeignet, für ein homogeneres Aufschmelzverhalten beim Elektronenstrahlschmelzen zu sorgen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass durch die Einfügung von Wartezeiten der Herstellungsvorgang verlängert wird, was insbesondere im Bereich des "Additive Manufacturing" von Nachteil ist, da dort die Objekte möglichst innerhalb einer geringeren Fertigungszeit hergestellt werden sollen.

Angesichts der oben dargestellten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer Objekte mittels eines generativen Schichtbauverfahrens, insbesondere eines "Additive Manufacturing"-Verfahrens, in kurzer Zeit mit hoher Qualität hergestellt werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch ein computergestütztes Verfahren nach Anspruch 1, ein generatives Schichtbauverfahren nach Anspruch 14, eine Vorrichtung nach Anspruch 15, ein Computerprogramm nach Anspruch 17 und eine computerlesbare Speichervorrichtung nach Anspruch 18. Weiterbildungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht. Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch durch untenstehend bzw. in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnete Merkmale der erfindungsgemäßen Verfahren weitergebildet sein und umgekehrt. Ferner können die im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Merkmale auch zur Weiterbildung einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt werden, selbst wenn dies nicht explizit angegeben wird.

Ein erfindungsgemäßes computergestütztes Verfahren zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energieeintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, weist einen ersten Schritt Sl auf, in dem auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen zugegriffen wird, wobei ein Schichtdatensatz jeweils ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist und in dem Datenmodell einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials in der entsprechenden Schicht stattfinden soll. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt S2 in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle, an der eine Verfestigung stattfinden soll, der zeitliche Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen gekennzeichneten Stelle in der Anzahl von Schichtdatensätzen, bevorzugt einer anderen gekennzeichneten Stelle in dem Schichtdatensatz, bestimmt wird, in einem dritten Schritt S3 die Anzahl von Schichtdatensätzen dergestalt abgeändert wird, dass der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abta- stung der mindestens einen Ausgangsstelle und/oder der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit von der Größe ihres zeitlichen Abstands spezifiziert wird und in einem vierten Schritt S4 die im dritten Schritt abgeänderten Schichtdatensätze als Steuerdaten für die Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt werden.

Generative Schichtbauvorrichtungen und -verfahren, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind insbesondere solche, bei denen Energie als elektromagnetische Strahlung oder Teilchenstrahlung selektiv auf eine Schicht des Aufbaumaterials aufgebracht wird, um dadurch das Aufbaumaterial zu erwärmen. Hierfür kann die Energieeintragseinrichtung beispielsweise einen Laser oder eine Elektronenstrahlquelle aufweisen. Dabei wird das Aufbaumaterial mittels der durch die Strahlung eingebrachten Energie teilweise oder vollständig aufgeschmolzen, wodurch sich die Bestandteile des Aufbaumaterials (beispielsweise Pulverkörner) miteinander verbinden. Nach seiner Abkühlung liegt das Aufbaumaterial dann als Festkörper vor. Da die Übergänge zwischen oberflächlichem Aufschmelzen (Sintern) und vollständigem Aufschmelzen (Schmelzen) fließend sind, werden die Begriffe "Sintern" und "Schmelzen" in der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet und nicht zwischen Sintern und Schmelzen unterschieden.

Als Aufbaumaterial in einem erfindungsgemäßen generativen Schichtbauverfahren können verschiedene Materialien verwendet werden, vorzugsweise Pulver oder Pasten bzw. Gele, insbesondere Metallpulver, aber auch Kunststoffpulver, Keramikpulver oder Sand, wobei auch die Verwendung von gefüllten oder gemischten Pulvern möglich ist.

Es sei an dieser Stelle bemerkt, dass mittels einer erfindungsgemäßen generativen Schichtbauvorrichtung nicht nur ein Objekt, sondern auch mehrere Objekte gleichzeitig hergestellt werden können. Wenn in der vorliegenden Anmeldung an einer Stelle von der Herstellung eines Objektes die Rede ist, dann versteht es sich, dass die jeweilige Beschreibung in gleicher Weise auch auf generative Schichtbauverfahren und -Vorrichtungen anwendbar ist, bei denen mehrere Objekte gleichzeitig hergestellt werden. Ferner sei an dieser Stelle vermerkt, dass in der vorliegenden Anmeldung der Begriff "Anzahl" stets im Sinne von "ein oder mehrere" zu verstehen ist.

Steuerdaten im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind Vorgaben bzw. Spezifikationen, auf deren Grundlage der Herstellvorgang eines Objekts mittels einer generativen Schichtbauvorrichtung gesteuert werden kann. Solch eine Steuerung des Herstellvorgangs geschieht in der Regel mittels eines Steuerbefehlssatzes (oft auch als Steuerdatensatz bezeichnet), bei dem es sich um eine Abfolge von Anweisungen handelt, Schichten des Aufbaumaterials nacheinander aufzutragen und Bereiche der jeweiligen Schichten, die dem Querschnitt eines herzustellenden Objektes entsprechen, mit Energiestrahlung zu bestrahlen, um das Aufbaumaterial zu verfestigen.

Im Detail basiert ein Steuerdatensatz auf einem computerbasierten Modell des oder der herzustellenden Objekte, bevorzugt einem CAD-Modell. Der Steuerdatensatz legt für jede Aufbaumaterialschicht während der Herstellung die Stellen, an denen durch Strahlungszufuhr eine Verfestigung des Aufbaumaterials bewirkt werden soll, fest. Des Weiteren spezifiziert ein Steuerdatensatz oftmals auch die Dicke des Schichtauftrags und enthält darüber hinaus oftmals auch herstellungsspezifische Informationen, beispielsweise bezüglich der Lage und Orientierung der Objekte in der generativen Schichtbauvorrichtung oder bezüglich eines Durchmessers des Energiestrahlbündels beim Auftreffen auf das Aufbaumaterial. In der Regel enthält der Steuerdatensatz alle zur Steuerung der Energieeintragseinrichtung erforderlichen Daten, wodurch unter anderem die Energiedichte der Energiestrahlung und ggf. die Verfahr- geschwindigkeit des Strahlbündels über das Aufbaumaterial festgelegt werden.

Der Steuerdatensatz kann somit als Gesamtheit aller für die Steuerung des Herstellungsvorgangs in einer generativen Schichtbauvorrichtung vorgegebenen Steuerdaten angesehen werden. Die auf eine einzelne Schicht bezogenen Steuerdaten werden dabei auch als Schichtdatensatz bezeichnet. Ein Schichtdatensatz ist also ein Datensatz, der ein Datenmodell einer während des Herstellungsverfahrens an den Stellen eines Objektquerschnitts zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht enthält. Solch ein Schichtdatensatz wird in der Regel durch Zerle- gen eines CAD-Modells des herzustellenden Objekts in Schichten erzeugt (im Fachjargon als "slicing" bezeichnet). Es ist aber auch denkbar, eine zweidimensionale Repräsentation des in einer Schicht mittels eines oder mehrerer Strahlen zu verfestigenden Objektquerschnitts auf anderweitige Weise aus dem computerbasierten CAD-Modell des Objekts zu extrahieren. In dem Schichtdatensatz können, müssen aber nicht, noch weitere Informationen hinsichtlich der Herstellung des Objektquerschnitts enthalten sein, z.B. die Schichtdicke, der Durchmesser eines auf das Aufbaumaterial auftreffenden Strahlbündels, etc.

Wenn von einem Zugriff auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen die Rede ist, dann ist damit gemeint, dass eine Anzahl von Schichtdatensätzen aus einem Speicher ausgelesen wird oder aber die der Anzahl von Schichtdatensätzen entsprechenden Daten über ein Netzwerk entgegengenommen werden. Dabei müssen nicht zwangsläufig die Datenmodelle aller während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschichten gemeinsam (also gleichzeitig) eingelesen werden. Es ist auch möglich, dass es einen größeren zeitlichen Abstand zwischen den Zugriffsvorgängen auf die Datenmodelle unterschiedlicher Schichten gibt, beispielsweise das Datenmodell einer Aufbaumaterialschicht (ein Schichtdatensatz) jeweils bei Bedarf während eines Herstellungsvorgangs eines Objekts eingelesen wird und ein abgeänderter Schichtdatensatz für die Aufbaumaterialschicht dann während des Herstellungsvorgangs in den Steuerdatensatz integriert wird.

Um Missverständnissen vorzubeugen, sei hier betont, dass wenn im Zusammenhang mit dem dritten Schritt von einer Abänderung der Anzahl von Datensätzen die Rede ist, damit gemeint ist, dass Schichtdatensätze selbst abgeändert werden und nicht deren Anzahl. Gemäß dem dritten Schritt abgeänderte Schichtdatensätze müssen darüber hinaus nicht einzeln für einen generativen Schichtbauvorgang bereitgestellt werden. Vielmehr können auch mehrere abgeänderte Schichtdatensätze zunächst gesammelt und anschließend in ihrer Gesamtheit zur Integration in einen Steuerdatensatz bereitgestellt werden.

Erfindungsgemäß kann an einer zu verfestigenden Stelle des Aufbaumaterials ein genau für diese Stelle adäquater Energiebetrag in das Aufbaumaterial zur Verfestigung desselben einge- tragen werden. Dadurch können die tatsächlichen Verhältnisse an einer Stelle, an der Energie eingetragen werden soll, also insbesondere die Temperatur an dieser Stelle, berücksichtigt werden. Dies gelingt dadurch, dass die Zeitpunkte und Orte, an denen Energie in das Aufbaumaterial eingetragen wurde, für die Bestimmung des an einer bestimmten Stelle einzutragenden Energiebetrags berücksichtigt werden. Die Erfindung berücksichtigt dabei, dass nach einem erfolgten Energieeintrag die dem Aufbaumaterial zugeführte Wärmeenergie durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung sich im Laufe der Zeit auch auf Bereiche abseits der bestrahlten Stelle ausbreitet. Insbesondere liegt durch die Wärmeausbreitung in der Praxis während des Herstellungsvorgangs eines Objekts oftmals keine homogene Temperatur des Aufbaumaterials innerhalb der noch nicht verfestigten Bereiche der Querschnitte eines Objekts vor. Erfindungsgemäß wird daher für die Bemessung des einer Stelle zuzuführenden Energiebetrags der zeitliche Abstand gegenüber mindestens einer anderen Stelle, an der bereits Energie zugeführt wurde, berücksichtigt. Falls eine Verfestigung der anderen gekennzeichneten Stelle erst nach der Verfestigung der Ausgangsstelle vorgesehen ist, kann alternativ die einzutragende Energie (sozusagen vorausschauend) bereits an der Ausgangsstelle angepasst werden. Natürlich kann die einzutragende Energie auch sowohl an der Ausgangsstelle als auch an der anderen gekennzeichneten Stelle an den Zeitabstand angepasst werden, z.B. an beiden Stellen in gleichem Umfang.

Normalerweise liegen die Stellen, die einen sehr kurzen zeitlichen Abstand zu der zu bestrahlenden Stelle aufweisen, im gleichen Objektquerschnitt. Dennoch können auch Stellen in bereits vollständig bestrahlten Objektquerschnitten die Temperatur an einer noch zu bestrahlenden Stelle beeinflussen. Beispielsweise kann es vorkommen, dass ein bereits vollständig bestrahlter Objektquerschnitt in der Schicht unmittelbar unterhalb der zu bestrahlenden Stelle noch viel Wärmeenergie enthält, die nach oben abgegeben wird. Entsprechend kann es sinnvoll sein, eine Zeitdifferenz zwischen der Verfestigung der zu bestrahlenden Stelle und der Verfestigung einer Stelle in einer darunter liegenden Schicht, beispielsweise der unmittelbar darunter liegenden Stelle in der unmittelbar darunter liegenden Schicht, zu bestimmen und auf dieser Grundlage die einzutragende Energie an der zu bestrahlenden Stelle zu bemessen. Das erfinderische Vorgehen ist daher nicht auf die Berücksichtigung von für eine Verfestigung gekennzeichneten Stellen innerhalb desselben Objektquerschnitts beschränkt.

Die Bestimmung des zeitlichen Abstands zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung einer Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen für eine Verfestigung gekennzeichneten Stelle ist möglich, wenn in der Anzahl von Schichtdatensätzen nicht nur die Orte gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials stattfinden soll, sondern auch die zeitliche Reihenfolge, in der diese Orte zu bestrahlen sind. Bevorzugt sind nicht nur die zeitliche Reihenfolge sondern auch die zeitlichen Abstände auf einer Zeitskala (bevorzugt in Echtzeit) für die zu bestrahlenden Stellen in der Anzahl von Schichtdatensätzen spezifiziert. Sofern eine zeitliche Reihenfolge und/oder eine Zeitskala, gemäß der die Stellen innerhalb zumindest eines Teilbereichs eines Objektquerschnitts zu verfestigen sind, nicht in dem entsprechenden Datenmodell eines Schichtdatensatzes festgelegt sind, wird bei dem Verfahren für die Stellen, an denen zeitliche Abstände der Abtastung bestimmt werden, zuvor eine zeitliche Reihenfolge der Abtastung und gegebenenfalls auch eine Zuordnung der Abtastzeitpunkte zu einer Zeitskala durchgeführt.

Es gibt verschiedene Parameter, die geändert werden können, um den Energieeintrag bei der Abtastung mit Energiestrahlung zu verändern. Ein möglicher abzuändernder Energieeintragsparameter ist die Energiedichte, also die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit der für das Abtasten des Aufbaumaterials verwendeten Energiestrahlung, ein anderer beispielhafter Parameter ist die Geschwindigkeit der Abtastung des Aufbaumaterials.

Bevorzugt wird im dritten Schritt S3 der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle und/oder der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit von der Größe des räumlichen Abstands zwischen diesen und/oder in Abhängigkeit von der Art und der Beschaffenheit des Aufbaumaterials an einer dieser Stellen spezifiziert. Da in den Schichtdatensätzen bzw. den entsprechenden Datenmodellen einer Aufbaumaterialschicht die zu verfestigenden Stellen festgelegt sind, ist es möglich, räumliche Abstände zwischen zu verfestigenden Stellen zu bestimmen. Wenn der räumliche Abstand zwischen einer Ausgangsstelle und einer anderen für eine Verfestigung gekennzeichneten Stelle berücksichtigt wird und/oder die Beschaffenheit des Aufbaumaterials berücksichtigt wird, dann kann gezielt die Wärmeübertragung innerhalb einer gewissen Zeit zwischen den beiden Stellen ermittelt werden und für die Festlegung der an der Ausgangsstelle einzutragenden Energie verwendet werden, falls diese Ausgangsstelle nach der anderen gekennzeichneten Stelle verfestigt wird. Alternativ kann die ermittelte Wärmeübertragung für die Festlegung der an der anderen gekennzeichneten Stelle einzutragenden Energie verwendet werden, sofern diese nach der Ausgangsstelle verfestigt wird. Insbesondere durch die Berücksichtigung der Art und Beschaffenheit des Aufbaumaterials kann der einzutragende Energiebetrag besonders genau festgelegt werden.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren die Zeit, innerhalb derer den Querschnitten des Objekts in den Schichten zugeordnete Stellen mit Energiestrahlung abgetastet werden, in, bevorzugt gleich große, Zeitabschnitte unterteilt und ein zeitlicher Abstand zwischen den den Stellen jeweils zugeordneten Zeitabschnitten bestimmt.

Bei solch einem Vorgehen wird eine Zeitskala eingeführt, auf der die Zeitpunkte für die Abtastung unterschiedlicher Stellen in der Anzahl von Schichtdatensätzen festgelegt werden. Bevorzugt handelt es sich bei der Zeitskala um die Echtzeit während des Bauvorgangs. Denkbar ist es beispielsweise, zu verfestigende Stellen in einem Datenmodell mit einem Zeitstempel zu versehen, der den Zeitpunkt ihrer Verfestigung festlegt. Bevorzugt werden bei diesem Vorgehen minimal große Zeitabschnitte eingeführt, sozusagen eine Granularität der Zeit eingeführt. Dies bedeutet, unterschiedlichen nacheinander zu verfestigenden Stellen wird die gleiche Verfestigungszeit, also der gleiche Zeitabschnitt auf der Zeitskala, zugewiesen. Damit lassen sich die zu verarbeitenden Datenmengen reduzieren. Ferner wird dadurch die Bestimmung von zeitlichen Abständen vereinfacht, da ein zeitlicher Abstand nicht für alle Stellen bestimmt werden muss, sondern nur ein zeitlicher Abstand zwischen zwei Zeitabschnitten, der dann für alle diesen Zeitabschnitten zugeordneten Stellen gilt.

Sofern eine entsprechende Zeitskala in einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes, auf den im ersten Schritt Sl zugegriffen wird, noch nicht vorhanden ist, wird solch eine Zeitskala dem Datenmodell hinzugefügt oder eine im Datenmodell bereits vorhandene Zeitskala entsprechend abgeändert, bevor zeitliche Abstände ermittelt werden.

Weiter bevorzugt wird, insbesondere wenn der anderen gekennzeichneten Stelle ein späterer Zeitabschnitt zugeordnet ist als der mindestens einen Ausgangsstelle, im dritten Schritt S3 der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit vom Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle festgelegt und/oder, insbesondere wenn der mindestens einen Ausgangsstelle ein späterer Zeitabschnitt zugeordnet ist als der anderen gekennzeichneten Stelle, im dritten Schritt S3 der Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle in Abhängigkeit vom Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle festgelegt.

Durch solch ein Vorgehen kann ein einzutragender Energiebetrag exakt auf die bereits an anderen Stellen eingetragenen Energiebeträge abgestimmt werden. Dadurch wird eine dynamische Anpassung der einzutragenden Energiebeträge möglich, wenn das Verfahren für mehrere Stellen, insbesondere alle Stellen, die in einem Objekt zu verfestigen sind, insbesondere innerhalb eines Objektquerschnitts zu verfestigen sind, durchgeführt wird.

Bei einer Variante des Verfahrens wird im ersten Schritt Sl auf einen Schichtdatensatz zugegriffen, in dem eine Abtastung der Stellen zumindest eines Teilbereichs des Objektquerschnitts mit mindestens einem Energiestrahlbündel spezifiziert ist, indem für die Bewegung des mindestens einen Energiestrahlbündels zeitlich aufeinanderfolgende Scanlinien spezifiziert sind, W

11 in dem zweiten Schritt S2 für zumindest eine erste Scanlinie, bevorzugt alle Scanlinien, an mindestens zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen auf dieser ersten Scanlinie der zeitliche Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer Nachbar-Stelle dieser Stelle auf einer zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie bestimmt,

in dem dritten Schritt S3 der Schichtdatensatz dergestalt abgeändert, dass für unterschiedliche zeitliche Abstände unterschiedliche Werte eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen und/oder unterschiedliche Werte eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der jeweiligen Nachbar-Stellen spezifiziert werden, und

in dem vierten Schritt S4 der im dritten Schritt abgeänderte Schichtdatensatz für die Steuerung der Herstellung des dreidimensionalen Objekts mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt.

Das Verfahren lässt sich dann besonders vorteilhaft anwenden, wenn beim Abtasten des Aufbaumaterials an einem Objektquerschnitt entsprechenden Stellen ein Energiestrahlbündel in Abtastlinien (Scanlinien) ähnlich wie beim Schraffieren einer Fläche über das Aufbaumaterial bewegt wird (im Fachjargon auch als "Hatchen" bezeichnet). Alternativ kann das Energiestrahlbündel auf zur Kontur eines Teilbereichs des Objektquerschnitts parallelen Scanlinien (im Fachjargon als "onion-ring hatching" bzw. "zwiebelringartige Belichtung" bezeichnet) oder aber auf einer Spiralbahn verfahren werden.

Der Begriff "Strahlbündel" soll zum Ausdruck bringen, dass nicht nur Strahlen umfasst sind, die beim Auftreffen auf das Aufbaumaterial einen kleinen Querschnitt aufweisen, sondern ebenfalls Strahlen, die z.B. einen linienförmigen Querschnitt aufweisen oder gar Strahlung, die gleichzeitig in einen größeren Bereich des Aufbaumaterials (also flächig) eingetragen wird. In jedem Fall, insbesondere jedoch wenn der Energieeintrag flächig erfolgt, bezieht sich eine für das entsprechende Energiestrahlbündel spezifizierte Energiedichte stets auf die über die Auftrefffläche gemittelte Energiedichte. Weiterhin spielt es für die vorliegende Erfindung keine weitere Rolle, ob die Energieeintragseinrichtung ein oder mehrere Energiestrahlbündel nacheinander oder gleichzeitig auf das Aufbaumaterial richten kann, sofern benachbarte Scanlinien zeitlich nacheinander abgetastet werden. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfindung aber beim Vorhandensein lediglich eines Energiestrahlbündels vorteilhaft anwenden.

Insbesondere wird es durch solch ein Vorgehen möglich, auch innerhalb einer Scanlinie die Energieeintragsparameter an die tatsächlichen Erfordernisse für eine optimale Verfestigung des Aufbaumaterials anzupassen. Die Nachbar-Stellen sind hierbei bevorzugt andere für eine Verfestigung gekennzeichnete Stellen, die auf einer zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie liegen. Letztendlich kommt es nur darauf an, dass der an der Ausgangsstelle oder der Nachbar-Stelle einzutragende Energiebetrag in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zwischen diesen beiden Stellen, die sich auf zeitlich aufeinanderfolgenden Scanlinien befinden, insbesondere auf zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Scanlinien befinden, festgelegt wird.

Bevorzugt wird bei der soeben beschriebenen Variante des Verfahrens die jeweilige Nachbarstelle auf der zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Abmessung rund um jenen Punkt auf der zweiten Scanlinie gewählt, an dem ein an der Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie errichtetes Lot die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie schneidet.

Welche Stelle auf einer zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie als Nachbar-Stelle zu einer Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie herangezogen wird, ist zunächst dem Belieben des Fachmanns unterstellt. Vorteilhaft wird man eine Stelle auf der nachfolgenden zweiten Scanlinie als Nachbar- Stelle heranziehen, die möglichst nahe an der Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie liegt. Das soeben beschriebene bevorzugte Vorgehen gibt hier eine Anleitung, welche Stelle auf der zeitlich nachfolgenden zweiten Scanlinie als Nachbar-Stelle vorzugsweise auszuwählen ist.

Bevorzugt beträgt die soeben erwähnte vorbestimmte Abmessung 40%, noch bevorzugter 20%, noch weiter bevorzugt 10% des Abstands zwischen der Ausgangsstelle und dem Punkt auf der zweiten Scanlinie, an dem ein an der Ausgangsstelle auf der ersten Scanlinie errichtetes Lot die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie schneidet.

Natürlich würde theoretisch die ideale für das Verfahren zu verwendende Nachbarstelle am Schnittpunkt des Lots mit der zweiten Scanlinie liegen. In der Praxis hat es sich jedoch herausgestellt, dass es bereits vorteilhaft ist, wenn die Nachbarstelle innerhalb eines Bereichs auf der zweiten Scanlinie liegt, dessen Ausdehnung vom Abstand zwischen der Ausgangsstelle und dem Schnittpunkt des Lots mit der zweiten Stelle abhängt.

Bevorzugt werden bei der Variante des Verfahrens für unterschiedliche zeitliche Abstände unterschiedliche einzutragende Strahlungsenergiemengen pro Flächeneinheit an den zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen und/oder den jeweiligen Nachbar-Stellen spezifiziert.

Bevorzugt wird der einzutragende Energiebetrag dadurch angepasst, dass die Energiedichte in dem Strahlbündel, also die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit, angepasst wird. Bei einer flächigen Ausdehnung des Strahlbündels am Auftreffort auf das Aufbaumaterial wird normalerweise die Energiedichte als Mittelwert über die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit herangezogen, indem z.B. die in dem Strahlbündel befindliche Energiemenge durch die Fläche des Auftrefforts der Strahlung auf das Aufbaumaterial geteilt wird.

Noch weiter bevorzugt fällt dabei die spezifizierte einzutragende Strahlungsenergiemenge pro Flächeneinheit monoton mit den ermittelten zeitlichen Abständen und wird insbesondere umso geringer spezifiziert, je kürzer der zeitliche Abstand ist.

Je kürzer der zeitliche Abstand zwischen zwei Stellen ist, desto größeren Einfluss wird die Bestrahlung der einen Stelle auf die andere Stelle haben. Wenn daher die Bestrahlung der Nachbar-Stelle schon kurze Zeit nach jener der Ausgangsstelle stattfinden soll, dann wird an der Nachbar-Stelle noch viel Restwärme im Aufbaumaterial vorhanden sein. Daher ist es vorteilhaft, die einzutragende Strahlungsenergiemenge pro Flächeneinheit geringer zu wählen. W 201

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Umgekehrt ist eine länger zurückliegende Bestrahlung der Ausgangsstelle an der Nachbar- Stelle weniger stark erkennbar (z.B. anhand einer nicht so großen Temperaturerhöhung). Die pro Flächeneinheit einzutragende Strahlungsenergiemenge wird dementsprechend höher zu spezifizieren sein.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsweise der Variante des Verfahrens werden für unterschiedliche zeitliche Abstände unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten eines Energiestrahlbündels an den zumindest zwei unterschiedlichen Ausgangsstellen und/oder den jeweiligen Nachbar- Stellen spezifiziert.

Bei dieser Ausführungsweise wird die an einer Stelle einzutragende Energiemenge durch eine Abänderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahlbündels angepasst. Durch die schnellere Bewegung des Energiestrahlbündels über das Aufbaumaterial wird weniger Energie eingetragen, da die Bestrahlungszeit kürzer ist, selbst wenn die Energiedichte des Energiestrahlbündels sich nicht ändert. Dabei wird aber eine Abänderung der Bewegungsgeschwindigkeit dazu führen, dass sich die einzelnen Stellen zugeordneten Verfestigungszeitpunkte infolge der Abänderung der Bewegungsgeschwindigkeit ändern werden. Ein Abändern der Bewegungsgeschwindigkeit wird daher Hand in Hand gehen mit einer Neuberechnung der Verfestigungszeitpunkte bzw. der ihnen zugeordneten Zeitabschnitte für die noch nicht verfestigten Stellen ab dem Zeitpunkt, an dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahlbündels verändert wird.

Bei der soeben beschriebenen Ausführungsweise nimmt bevorzugt die spezifizierte Bewegungsgeschwindigkeit eines Energiestrahlbündels mit abnehmendem zeitlichem Abstand monoton zu und wird insbesondere umso höher spezifiziert, je kürzer der zeitliche Abstand ist.

Je geringer der zeitliche Abstand zwischen zwei zu verfestigenden Stellen ist, desto größer ist die gegenseitige Beeinflussung, wenn eine der beiden Stellen vor der anderen bestrahlt wird. Da bei kurzen zeitlichen Abständen noch die von der Nachbarstelle bzw. der Ausgangsstelle eingetragene Energie bei der Verfestigung ausgenutzt werden kann, wird bei dieser Variante für die später zu verfestigende Stelle eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit gewählt, um den einzutragenden Energiebetrag zu verringern.

Bevorzugt werden die erste Scanlinie und die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie im Wesentlichen parallel nebeneinander verlaufen. Dies ist die übliche Vorgehensweise beim Hat- chen.

Bei einer besonderen Ausführungsweise der Variante des Verfahrens verläuft die zumindest eine erste Scanlinie oder die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie entlang eines Abschnitts der Kontur eines Objektquerschnitts. Die erste und die zeitlich nachfolgende zweite Scanlinie müssen nicht zwingend beide im Inneren eines Objektquerschnitts verlaufen. Die zeitliche Nähe der Bestrahlung zweier verschiedener Stellen eines Objektquerschnitts ist auch an der Kontur eines Objektquerschnitts von Belang, wo normalerweise eine Scanlinie entlang eines Abschnitts der Kontur des Objektquerschnitts verläuft. Entsprechend kann bei dieser besonderen Ausführungsweise der Variante des Vorgehens auch die zeitliche Beeinflussung zwischen einer Scanlinie im Inneren eines Objektquerschnitts und einer Scanlinie an der Kontur des Objektquerschnitts berücksichtigt werden.

Bevorzugt wird bei der Variante des Verfahrens in dem Schichtdatensatz, auf den im ersten Schritt Sl zugegriffen wurde, eine Abtastung der Stellen des zumindest einen Teilbereichs des Objektquerschnitts unter Zuhilfenahme von aneinandergrenzenden, bevorzugt rechteckigen oder quadratischen, Belichtungsbereichen spezifiziert, wobei in einem Belichtungsbereich bei der Abtastung des Aufbaumaterials mit Energiestrahlung ein Energiestrahlbündel in parallelen Scanlinien über das Aufbaumaterial in dem Teilbereich bewegt wird.

Durch die Zuordnung von Belichtungsbereichen kann innerhalb eines Teilbereichs des Objektquerschnitts das Aufbaumaterial mit Scanlinien gleicher Länge abgetastet werden, indem zum Beispiel die Scanlinien alle parallel zu einer Seite eines rechteckigen Belichtungsbereichs ausgerichtet sind. Für den Fall, dass die Ausdehnung eines Objektabschnitts kleiner als die resultierende konstante Scanlinienlänge ist, ist natürlich dieser Abschnitt mit kürzeren Scanli- nien zur Verfestigung des Aufbaumaterials in diesem Abschnitt abzutasten. Wenn das Aufbaumaterial innerhalb eines Objektquerschnitts unter Zuhilfenahme von, bevorzugt rechtek- kigen oder quadratischen, Belichtungsbereichen abgetastet wird, dann kann beispielsweise das Verfahren der Bestimmung von zeitlichen Abständen zwischen unterschiedlichen zu bestrahlenden Stellen jeweils für einen Belichtungsbereich durchgeführt werden. Insbesondere bei einer rechteckigen oder quadratischen Form des Belichtungsbereichs und parallel zu einer Seite solch eines Belichtungsbereichs verlaufenden Scanlinien ist in diesem Falle die Bestimmung der zeitlichen Abstände zwischen Stellen besonders einfach, indem z.B. der zeitliche Abstand jeweils zwischen zwei Punkten auf benachbarten Scanlinien bestimmt wird, die den im Wesentlichen gleichen Abstand zu einer senkrecht zu den Scanlinien liegenden Seite des Belichtungsbereichs aufweisen. Insbesondere ist es auch möglich, mit jedem Beginn der Abtastung einer neuen Scanlinie eine neue zeitliche Zuweisung (z.B. von Zeitabschnitten) zu den Stellen auf dieser Abtastlinie einzuführen (eine "Lokalzeit"), welche auch noch für die Abtastung der darauffolgenden Scanlinie gilt, indem die Stellen der darauffolgenden Scanlinie mit "Zeitstempeln" versehen werden, die sich auf den Beginn der Abtastung der zeitlich vorangegangenen Scanlinie beziehen. Mit anderen Worten werden die Verfestigungszeitpunkte für die Stellen auf der darauffolgenden Scanlinie bezogen auf den Zeitnullpunkt bei Beginn der Abtastung der vorangehenden Scanlinie festgelegt. Alternativ oder zusätzlich zu dem soeben beschriebenen Vorgehen können zeitliche Abstände auch zwischen zu bestrahlenden Stellen bestimmt werden, die in unterschiedlichen Belichtungsbereichen liegen. Auf diese Weise kann insbesondere dort wo Belichtungsbereiche aneinandergrenzen für eine homogenere Verfestigung gesorgt werden, da die Beeinflussung der Temperatur einer zu verfestigenden Stelle durch Verfestigungsvorgänge im benachbarten Belichtungsbereich berücksichtigt werden kann.

Bevorzugt wird in einem Schichtdatensatz, auf den im ersten Schritt Sl zugegriffen wurde, eine Abtastung der Stellen des zumindest einen Teilbereichs des Objektquerschnitts mittels eines einzigen Energiestrahlbündels spezifiziert. Das Verfahren lässt sich insbesondere dann auf besonders einfache Weise realisieren, wenn die Verfestigung innerhalb zumindest eines Teilbereichs des Objektsquerschnitts lediglich mit einem einzigen Energiestrahlbündel geschieht, da dann lediglich die einzutragende Energie für lediglich ein Energiestrahlbündel zu spezifizieren ist.

Ein erfindungsgemäßes generatives Schichtbauverfahren zur Herstellung mindestens eines dreidimensionalen Objekts, wobei in dem generativen Schichtbauverfahren das zumindest eine Objekt hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung gemäß einem Satz von Energieeintragsparametern mit Energiestrahlung abgetastet werden, beinhaltet ein erfindungsgemäßes computergestütztes Verfahren zur Bereitstellung von Steuerdaten.

Mittels des erfindungsgemäßen generativen Schichtbauverfahrens lassen sich Objekte sehr präzise realisieren.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels der Energieeintragseinrichtung gemäß einem Satz von Energieeintragsparametern mit Energiestrahlung abgetastet werden, weist eine Datenzugriffseinheit auf, die ausgelegt ist zum Zugriff auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen, wobei ein Schichtdatensatz jeweils ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist, wobei in dem Datenmodell einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen gekennzeichnet sind, an denen eine Verfestigung des Aufbaumaterials in der entsprechenden Schicht stattfinden soll. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit, die ausgelegt ist, in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle, an der eine Verfestigung stattfinden soll, den zeitlichen Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen gekennzeichneten Stelle in der Anzahl von Schichtdatensätzen zu bestimmen, eine Schichtdatensatz- Abänderungseinheit, die ausgelegt ist, den Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der mindestens einen Ausgangsstelle und/oder den Wert eines Energieeintragsparameters für die Abtastung der anderen gekennzeichneten Stelle in Abhängigkeit von der Größe des zeitlichen Abstands zu spezifizieren, und eine Schichtdatensatz-Bereitstellungseinheit, die ausgelegt ist, durch die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit abgeänderte Schichtdatensätze als Steuerdaten für die Herstellung des dreidimensionalen Objektsmittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitzustellen.

Die Bereitstellung von im dritten Schritt abgeänderten Schichtdatensätzen für die Herstellung des dreidimensionalen Objekts kann auch so aussehen, dass die Schichtdatensatz- Bereitstellungseinheit selbst den abgeänderten Schichtdatensatz in einen Steuerdatensatz für die generative Schichtbauvorrichtung integriert. Bereitstellen umfasst aber auch ein Weiterleiten eines oder mehrerer Schichtdatensätze an eine Datenverarbeitungsvorrichtung, welche den oder die Schichtdatensätze einen Steuerdatensatz integriert, oder ein direktes Weiterleiten an eine generative Schichtbauvorrichtung. Insbesondere ist es möglich, während eines Herstellvorgangs in der generativen Schichtbauvorrichtung dieser Vorrichtung dynamisch Schichtdatensätze für noch herzustellende Objektquerschnitte zur Verfügung zu stellen.

Eine erfindungsgemäße generative Schichtbauvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, wobei das Objekt mittels der generativen Schichtbauvorrichtung hergestellt wird durch Aufbringen eines Aufbaumaterials Schicht auf Schicht und Verfestigen des Aufbaumaterials mittels Zufuhr von Strahlungsenergie zu Stellen in jeder Schicht, die dem Querschnitt des Objekts in dieser Schicht zugeordnet sind, indem diese Stellen mittels einer Energieeintragseinrichtung basierend auf einem Satz von Energieeintragsparameterwerten mit Energiestrahlung abgetastet werden, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten auf. Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm weist Programmcodemittel auf, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung von Steuerdaten auszuführen, wenn das Computerprogramm mittels eines Datenprozessors, insbesondere eines mit einer generativen Schichtbauvorrichtung zusammenwirkenden Datenprozessors, ausgeführt wird. "Zusammenwirken" heißt hierbei, dass der Datenprozessor entweder in die generative Schichtbauvorrichtung integriert ist oder mit ihr Daten austauschen kann. Die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung von Steuerdaten sowie der zugehörigen Vorrichtung mittels Software ermöglicht eine einfache Installierbarkeit auf verschiedenen EDV-Systemen an verschiedenen Orten (beispielsweise beim Ersteller des Designs des Objekts oder aber beim Betreiber der generativen Schichtbauvorrichtung).

In einer erfindungsgemäßen computerlesbaren Speichervorrichtung ist das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert. Die Speichervorrichtung kann ein portables Speichermedium sein, insbesondere aber auch ein in einer generativen Schichtbauvorrichtung oder der Energieeintragseinrichtung vorhandener Speicher sein.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer beispielhaften Vorrichtung zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 zeigt schematisch die Vorgehensweise, wenn ein zu verfestigender Objektquerschnitt unter Zuhilfenahme von Belichtungsbereichen abgetastet wird,

Fig. 3a und 3b zeigen jeweils eine schematische Draufsicht auf einen Bereich eines Objektquerschnitts zur Veranschaulichung einer möglichen Vorgehensweise gemäß der Erfindung, W

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Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Bereich eines Objektquerschnitts zur Veranschaulichung einer weiteren möglichen Vorgehensweise gemäß der

Erfindung,

Fig. 5 veranschaulicht den Ablauf eines Verfahrens zur Bereitstellung von Steuerdaten, und

Fig. 6 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Steuerdaten.

Für eine Beschreibung der Erfindung soll zunächst nachfolgend am Beispiel einer Lasersinteroder -Schmelzvorrichtung eine erfindungsgemäße generative Schichtbauvorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden.

Zum Aufbauen eines Objekts 2 enthält die Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1 eine Prozesskammer oder Baukammer 3 mit einer Kammerwandung 4. In der Prozesskammer 3 ist ein nach oben offener Baubehälter 5 mit einer Behälterwandung 6 angeordnet. Durch die obere Öffnung des Baubehälters 5 ist eine Arbeitsebene 7 definiert, wobei der innerhalb der Öffnung liegende Bereich der Arbeitsebene 7, der zum Aufbau des Objekts 2 verwendet werden kann, als Baufeld 8 bezeichnet wird.

In dem Baubehälter 5 ist ein in einer vertikalen Richtung V bewegbarer Träger 10 angeordnet, an dem eine Grundplatte 11 angebracht ist, die den Behälter 5 nach unten abschließt und damit dessen Boden bildet. Die Grundplatte 11 kann eine getrennt von dem Träger 10 gebildete Platte sein, die an dem Träger 10 befestigt ist, oder sie kann integral mit dem Träger 10 ausgebildet sein. Je nach verwendetem Pulver und Prozess kann auf der Grundplatte 11 noch eine Bauplattform 12 als Bauunterlage angebracht sein, auf der das Objekt 2 aufgebaut wird. Das Objekt 2 kann aber auch auf der Grundplatte 11 selber aufgebaut werden, die dann als Bauunterlage dient. In Fig. 1 ist das in dem Behälter 5 auf der Bauplattform 12 zu bildende Objekt 2 unterhalb der Arbeitsebene 7 in einem Zwischenzustand dargestellt mit mehreren verfestigten Schichten, umgeben von unverfestigt gebliebenem Aufbaumaterial 13.

Die Lasersinter- oder -Schmelzvorrichtung 1 enthält weiterhin einen Vorratsbehälter 14 für ein Aufbaumaterial 15, in diesem Beispiel ein durch elektromagnetische Strahlung verfestigbares Pulver, und einen in einer horizontalen Richtung H bewegbaren Beschichter 16 zum Aufbringen des Aufbaumaterials 15 innerhalb des Baufelds 8. Optional kann in der Prozesskammer 3 eine Heizvorrichtung, z.B. eine Strahlungsheizung 17 angeordnet sein, die zum Beheizen des aufgebrachten Aufbaumaterials dient. Als Strahlungsheizung 17 kann beispielsweise ein Infrarotstrahler vorgesehen sein.

Die beispielhafte generative Schichtbauvorrichtung 1 enthält ferner eine Belichtungsvorrichtung 20 mit einem Laser 21, der einen Laserstrahl 22 erzeugt, der über eine Umlenkvorrichtung 23 umgelenkt wird und durch eine Fokussiervorrichtung 24 über ein Einkoppelfenster 25, das an der Oberseite der Prozesskammer 3 in der Kammerwandung 4 angebracht ist, auf die Arbeitsebene 7 fokussiert wird.

Weiter enthält die Lasersintervorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 29, über die die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung 1 in koordinierter Weise zum Durchführen des Bauprozesses gesteuert werden. Alternativ kann die Steuereinrichtung auch teilweise oder ganz außerhalb der Vorrichtung angebracht sein. Die Steuereinrichtung kann eine CPU enthalten, deren Betrieb durch ein Computerprogramm (Software) gesteuert wird. Das Computerprogramm kann getrennt von der Vorrichtung auf einem Speichermedium gespeichert sein, von dem aus es (z.B. über ein Netzwerk) in die Vorrichtung, insbesondere in die Steuereinrichtung geladen werden kann.

Im Betrieb wird durch die Steuereinrichtung 29 der Träger 10 Schicht für Schicht abgesenkt, der Beschichter 16 zum Auftrag einer neuen Pulverschicht angesteuert und die Umlenkvorrichtung 23 und gegebenenfalls auch der Laser 21 und/oder die Fokussiervorrichtung 24 an- gesteuert zum Verfestigen der jeweiligen Schicht an den dem jeweiligen Objekt entsprechenden Stellen mittels des Lasers durch Abtasten dieser Stellen mit dem Laser.

Beim Lasersintern oder Laserschmelzen kann eine Belichtungsvorrichtung beispielsweise einen oder mehrere Gas- oder Festkörperlaser oder jede andere Art von Laser wie z.B. Laserdioden, insbesondere VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) oder VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), oder eine Zeile dieser Laser umfassen. Der in Fig. 1 gezeigte spezifische Aufbau einer Lasersinter- oder -Schmelzvorrichtung ist daher für die vorliegende Erfindung nur beispielhaft und kann natürlich auch abgewandelt werden, insbesondere bei Verwendung einer anderen Belichtungsvorrichtung als der gezeigten. Um kenntlich zu machen, dass die Gestalt der Strahlungsauftrefffläche auf dem Aufbaumaterial nicht notwendigerweise annähernd punktförmig, sondern auch flächig sein kann, wird im folgenden auch oftmals der Begriff "Strahlbündel" synonym zu "Strahl" verwendet.

Alle im weiteren Verlauf gemachten Ausführungen gelten nicht nur für Lasersinter- oder - Schmelzvorrichtungen, sondern auch für anders geartete generative Schichtbauvorrichtungen, bei denen Wärmeenergie in Form von Strahlung in das Aufbaumaterial eingetragen wird.

In der soeben beispielhaft beschriebenen generativen Schichtbauvorrichtung geht ein Herstellvorgang so vonstatten, dass die Steuereinheit 29 einen Steuerdatensatz (oft auch als Steuerbefehlssatz bezeichnet) abarbeitet. Das erfindungsgemäße Vorgehen wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 6 beschrieben.

Wie in Fig. 6 gezeigt, enthält eine Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung eine Datenzugriffseinheit 101, eine Zeitdifferenz- Ermittlungseinheit 102, eine Schichtdatensatz-Abänderungseinheit 103 und eine Schichtdatensatz-Bereitstellungseinheit 104. Die Funktionsweise der Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Die Fig. 2 bis 4 dienen dabei der weiteren Veranschaulichung. In der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung greift zunächst die Datenzugriffseinheit 101 auf eine Anzahl von Schichtdatensätzen zu, von denen jeder ein Datenmodell einer während der Herstellung selektiv zu verfestigenden Aufbaumaterialschicht aufweist. In dem in Fig. 5 gezeigten Verfahrensablauf ist dies der Schritt Sl. In jedem Datenmodell sind einem Objektquerschnitt entsprechende Stellen der Schicht gekennzeichnet, an denen Aufbaumaterial verfestigt werden soll. Zur besseren Veranschaulichung des Vorgehens sei hier beispielhaft angenommen, dass in dem Datenmodell gekennzeichnet ist, wie ein Energiestrahlbündel (z.B. ein Laserstrahl) in mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Scanlinien über den Objektquerschnitt zur Verfestigung desselben zu bewegen ist.

In einem in Fig. 5 gezeigten Schritt S2 wird durch die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102 in zumindest einem Datenmodell eines Schichtdatensatzes an mindestens einer Ausgangsstelle PI, an der eine Verfestigung stattfinden soll, der zeitliche Abstand zwischen dem Zeitpunkt der Abtastung dieser Ausgangsstelle PI und dem Zeitpunkt der Abtastung einer anderen Stelle Nl, die in dem Datenmodell als zu verfestigende Stelle gekennzeichnet ist, bestimmt. Die genaue Vorgehensweise wird beispielhaft an Fig. 3a erläutert.

Fig. 3a zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich eines zu verfestigenden Objektquerschnitts, speziell zwei nebeneinander liegende Scanlinien 54a und 54b, entlang derer das Energiestrahlbündel, im folgenden auch oftmals als Laserstrahl bezeichnet, beim Abtasten des Aufbaumaterials zu bewegen ist. Es werde hier angenommen, dass in dem Datenmodell nicht nur die zeitliche Reihenfolge, in der der Laserstrahl über das Aufbaumaterial zu bewegen ist, spezifiziert ist, sondern ebenfalls bereits auf einer vorgegebenen Zeitskala die Zeitpunkte spezifiziert sind, an denen der Laserstrahl an zu verfestigenden Stellen der Aufbaumaterialschicht auf das Aufbaumaterial auftrifft. In Fig. 3a sieht eine derartige Zuordnung zu einer Zeitskala beispielhaft so aus, dass den unterschiedlichen Stellen auf einer Scanlinie unterschiedliche Zeitabschnitte 154 zugeordnet sind. Die Richtung, in der die Scanlinien 54a und 54b durchlaufen werden, ist in Fig. 3a durch Pfeile gekennzeichnet. Die Scanlinie 54a wird also zunächst an ihrem in der zeichnerischen Darstellung oberen Ende durchlaufen. Diesem Bereich der Scanlinie ist ein erster Zeitabschnitt 154 zugeordnet, der mit der Ziffer "1" rechts neben der Scanlinie 54a veranschaulicht ist. Mit dem Voranschreiten bei der Abtastung der Scanlinie werden den weiteren Stellen auf der Scanlinie ein zweiter bis fünfzehnter Zeitabschnitt (wiederum durch die Ziffern "2" bis "15" veranschaulicht) zugeordnet, so dass die Scanlinie 54a nach fünfzehn Zeitabschnitten vollständig abgetastet ist.

Ein Zeitabschnitt 154 ist, wie man in Fig. 3a erkennt, mehreren Stellen auf einer Scanlinie zugeordnet und zwar jeweils den Stellen zwischen in Fig. 3a gestrichelt dargestellten horizontalen Linien 154h. Die Zeitdauer, innerhalb der ein Zeitabschnitt 154 durchlaufen wird, kann so gewählt werden, dass sie der tatsächlichen Zeitdauer entspricht, die während des Herstellungsvorgangs des Objekts der Laserstrahl zum Durchlaufen des entsprechenden Bereichs der Scanlinie benötigt. Bevorzugt werden die Zeitabschnitte 154 so gewählt, dass die ihnen zugeordneten Zeitdauern alle gleich sind. Dies vereinfacht das Vorgehen.

Man erkennt in Fig. 3a, dass auch der Scanlinie 54b Zeitabschnitte 154 zugeordnet sind, nämlich ein siebzehnter bis einunddreißigster Zeitabschnitt (die Nummerierung der Zeitabschnitte soll auf die zeitliche Reihenfolge, in der sie durchlaufen werden, hindeuten). Es ist daher offensichtlich, dass die Scanlinie 54b zeitlich nach der Scanlinie 54a durchlaufen werden soll. Man erkennt an der Pfeilspitze der Scanlinie 54a einen gestrichelten bogenförmigen Pfeil 154s, der einen Versatz des Laserstrahls ohne Belichtung, also eine Sprungstelle, veranschaulicht. Neben der Sprungstelle 154s ist mit der Ziffer "2" gekennzeichnet, dass für den Versatz des Laserstrahls zwei Zeitabschnitte benötigt werden. Daher startet auch die Belichtung der Scanlinie 54b mit dem siebzehnten Zeitabschnitt.

Falls in einem Datenmodell entweder noch keine Information über die zeitliche Reihenfolge, in der die Stellen eines Objektquerschnitts zu verfestigen sind, enthalten ist oder aber keine Zeitskala für die Abtastung der Stellen des Objektquerschnitts vorgegeben ist, so können die- se Informationen vor Durchführung des Verfahrens dem Datensatz hinzugefügt werden oder aber die Vorrichtung 100 selbst, insbesondere die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102, fügt diese Informationen dem Datenmodell eines Schichtdatensatzes hinzu.

Im Beispiel der Fig. 3a ermittelt nun die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102 die Zeitdifferenz 155 zwischen einem Abschnitt auf der ersten Scanlinie 54a und einem Abschnitt auf der Scanlinie 54b. Im Beispiel ist auf der Scanlinie 54a eine Ausgangsstelle PI gekennzeichnet, der, zusammen mit anderen Stellen, der elfte Zeitabschnitt für eine Belichtung zugeordnet ist und auf der zweiten Scanlinie 54b ist eine Stelle Nl gekennzeichnet, der, zusammen mit anderen Stellen, der einundzwanzigste Zeitabschnitt für eine Belichtung zugeordnet ist. Die Zeitdifferenz-Ermittlungseinheit 102 ermittelt nun für die Stellen PI und Nl eine zeitliche Differenz von zehn Abschnitten, die zwischen den Belichtungen der beiden Stellen liegt. Bevorzugt wird solch eine zeitliche Differenz für alle Zeitabschnitte ermittelt, die auf den beiden zueinander parallelen Scanlinien 54a und 54b einander gegenüberliegen. Die entsprechenden Ergebnisse sind als Ziffern in der Mitte zwischen beiden Scanlinien dargestellt (Bezugszeichen 155), wobei der Zahlwert jeweils die zeitliche Differenz zwischen den Belichtungszeitpunkten auf der ersten Scanlinie 54a und der zweiten Scanlinie 54b angibt.

In einem in Fig. 5 gezeigten dritten Schritt S3 ändert die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit 103 nun entweder einen Energieeintragsparameter für die Abtastung der ersten Scanlinie 54a und/oder der zweiten Scanlinie 54b. Das Ausmaß der Abänderung des/der Energieeintragsparameter/s hängt dabei vom Wert der Zeitdifferenz 155 ab. Wie man in Fig. 3a erkennt, ist die Zeitdifferenz gerade an der Sprungstelle 154s sehr klein. Dort werden also die im fünfzehnten Zeitabschnitt belichteten Stellen auf der Scanlinie 54a und die im siebzehnten Zeitabschnitt belichteten Stellen auf der Scanlinie 54b unmittelbar nacheinander belichtet. Entsprechend wird die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit in dem Datenmodell spezifizieren, dass entweder die ursprünglich vorgesehene Energiedichte des Laserstrahls bei der Abtastung der Scanlinie 54a und/oder die Energiedichte (Strahlenergie pro Flächeneinheit) bei der Abtastung der Scanlinie 54b mit dem Laserstrahl erniedrigt werden, da beim Abtasten der Stellen im siebzehnten Zeitabschnitt noch sehr viel Restwärme vorhanden ist, die von der Abtastung entlang der ersten Scanlinie 54a im fünfzehnten Zeitabschnitt herrührt. Andererseits erkennt man, dass z. B. die Zeitdifferenz 155 zwischen dem ersten Zeitabschnitt und dem einunddreißigsten Zeitabschnitt dreißig Zeitabschnitte beträgt, so dass nur mehr eine geringe oder zu vernachlässigende Restenergiemenge, die von der Verfestigung im ersten Zeitabschnitt herrührt, bei der Verfestigung im einunddreißigsten Zeitabschnitt vorhanden ist. An den entsprechenden Stellen der ersten Scanlinie 54a und/oder zweiten Scanlinie 54b wird daher die Schichtdatensatz-Abänderungseinheit 103 die Energiedichte entweder nur geringfügig oder gar nicht gegenüber der ursprünglich vorgesehenen Energiedichte absenken.

Die ursprünglich vorgesehene Energiedichte des Energiestrahlbündels ("Norm-Energiedichte") basiert in der Regel auf Erfahrungswerten für die für eine Herstellung eingesetzte generative Schichtbauvorrichtung und ein verwendetes Aufbaumaterial. Auch hinsichtlich der Gestalt und Größe der herzustellenden Objekte weiß der Fachmann im voraus, welche Energiedichte bevorzugt an einer Stelle eines Objektquerschnitts zu wählen ist. Gegebenenfalls können zu verwendende Werte für die Norm-Energiedichte auch im Rahmen von Vorversuchen ermittelt werden.

Eine Veränderung der Energiedichte des Energiestrahlbündels kann beispielsweise durch Verringern der Leistung der Laserquelle oder Elektronenstrahlquelle bewerkstelligt werden, durch eine geänderte Ansteuerung der Strahlungsenergiequelle, beispielsweise eine Änderung der Laserpulsbreite bei einem gepulsten Laser, etc.

In einem in Fig. 5 gezeigten Schritt S4 wird schließlich durch die Schichtdatensatz- Bereitstellungseinheit 104 der im Schritt S3 abgeänderte Schichtdatensatz für die Herstellung mittels der generativen Schichtbauvorrichtung bereitgestellt, beispielsweise für die Integration in einen Steuerbefehlssatz derselben.

Nachfolgend werden Abwandlungen des soeben beschriebenen Vorgehens beschrieben. Fig. 3a zeigt als Beispiel den Idealfall, in dem zwei Scanlinien gleich lang und parallel zueinander sind und exakt einander gegenüberliegen. Dieser Idealfall liegt vor, wenn ein rechteckiger oder quadratischer Objektquerschnitt verfestigt wird und die Scanlinien parallel zu einer der Seiten des Rechtecks bzw. Quadrats liegen. Des Weiteren ist dieser Idealfall aber von Bedeutung für Verfestigungsstrategien, bei denen einem zu verfestigenden Objektquerschnitt oder zumindest einem Teilbereich desselben mehrere Belichtungsbereiche zugeordnet werden. Solch ein Vorgehen ist schematisch in Fig. 2 veranschaulicht, die beispielhaft einen rechteckigen Objektquerschnitt 50 zeigt. Der Objektquerschnitt 50 in Fig. 2 besteht aus einem Innenbereich 52 und einer Konturlinie 51. Während die Konturlinie 51 gewöhnlich durch Abfahren der Kontur des Objektquerschnitts mittels eines Verfestigungsstrahlbündels verfestigt wird, wird der Innenbereich 52 Belichtungsbereich für Belichtungsbereich abgetastet. In Fig. 2 sind lediglich zwei Belichtungsbereiche 53 dargestellt, die im Beispiel eine rechteckige Form aufweisen. Der gesamte Innenbereich 52 kann mit solchen Belichtungsbereichen 53 überdeckt werden, auch wenn aus Gründen der Anschaulichkeit lediglich zwei Belichtungsbereiche 53 gezeigt sind.

Zur Verfestigung des Aufbaumaterials innerhalb eines Belichtungsbereichs 53 wird das Energiestrahlbündel (z.B. ein Laserstrahl) in im Wesentlichen parallel zueinander liegenden Scanlinien 54 über das Aufbaumaterial bewegt. Beispielsweise würde in Fig. 2 jeder der beiden Belichtungsbereiche 53 Scanlinie für Scanlinie von links nach rechts abgetastet, wobei zwei benachbarte Scanlinien jeweils in entgegengesetzten Richtungen abgefahren werden. Es sei noch der Vollständigkeit halber hinzugefügt, dass, falls ein Belichtungsbereich 53 den Innenbereich 52 an dessen Rand überragt, natürlich nur das Aufbaumaterial im Belichtungsbereich 53, das auch innerhalb des Innenbereichs 52 liegt, abgetastet und verfestigt wird.

Man erkennt, dass bei der in Fig. 2 veranschaulichten Verfestigungsstrategie der in Fig. 3a gezeigte Beispielsfall die Regel ist. Mittels des erfindungsgemäßen Vorgehens kann also gerade beim Vorgehen gemäß der in Fig. 2 gezeigten Belichtungsstrategie dafür gesorgt werden, dass unterschiedliche Temperaturverhältnisse vor der Verfestigung, die an unterschiedlichen Stellen einer Scanlinie vorliegen können, kompensiert werden können. Insbesondere können W

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Überhitzungsvorgänge nahe den Sprungstellen des Laserstrahls beim jeweiligen Übergang zur nächsten Scanlinie verhindert werden.

Fig. 3b veranschaulicht das Vorgehen, wenn Scanlinien unterschiedliche Längen aufweisen und einander nicht exakt gegenüberliegen. Zu solch einer Konstellation kann es bei komplexen, nicht rechteckigen Objektquerschnitten kommen oder aber in Fällen, in denen in Fig. 2 ein Belichtungsbereich 53 über einen nicht rechteckigen Objektquerschnitt hinausragt.

Das Vorgehen in Fig. 3b ist ähnlich jenem von Fig. 3a. Wiederum werden einzelnen Abschnitten einer Scanlinie Zeitabschnitte 154 zugeordnet. Im Beispiel der Fig. 3b wird die Scanlinie 56a vor der Scanlinie 56b und diese vor der Scanlinie 56c abgetastet. Entsprechend werden, analog dem Vorgehen in Fig. 3a, der Scanlinie 56a der erste bis zehnte Zeitabschnitt zugeordnet. Beim Übergang von der Scanlinie 56a zur Scanlinie 56b muss das Verfestigungsstrahlbündel über einen längeren Streckenabschnitt bewegt werden als in Fig. 3a. Für den Sprung werden daher drei Zeitabschnitte benötigt, so dass der Scanlinie 56b der dreizehnte bis zwanzigste Zeitabschnitt zugeordnet werden und, nach einem weiteren Übergangssprung zur Scanlinie 56c dieser der zweiundzwanzigste bis fünfundzwanzigste Zeitabschnitt zugeordnet werden. Wie man anhand der in Fig. 3b dargestellten Zeitdifferenzen 155 erkennt, werden diese jeweils an jenen Stellen ermittelt, an denen Bereiche unterschiedlicher Scanlinien einander gegenüberliegen, also Stellen, bei denen ein auf einer Scanlinie errichtetes Lot eine benachbarte Scanlinie schneidet.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel mit acht Scanlinien 57a, 57b, 57c, 57d, 57e, 57f, 57g und 57h. Das Vorgehen in dem Beispiel von Fig. 4 ist analog jenem in den Fig. 3a und 3b. Anhand von Fig. 4 kann jedoch näher auf eine Zeitskala eingegangen werden, die den Verfestigungszeitpunkten der einzelnen Stellen auf den Scanlinien zugeordnet ist. Man erkennt anhand von Fig. 4, dass nicht zwingend eine allgemeine Zeitskala eingeführt werden muss, auf der jeder zu verfestigenden Stelle eines Objektquerschnitts ein Zeitpunkt zugeordnet wird bzw. jede Stelle einem Zeitabschnitt zugeordnet wird. Vielmehr erkennt man in Fig. 4, dass es auch möglich ist, jeweils für zwei benachbarte Scanlinien eine lokale Zeitskala einzuführen, bezüglich derer bei- spielsweise die Zeitdifferenz-Bestimmungseinheit 102 den einzelnen Stellen auf den Scanlinien Zeitabschnitte 154 zuordnet. Beispielsweise werden den Stellen der Scanlinie 57b jeweils zwei unterschiedliche Zeitabschnitte zugeordnet: ein Zeitabschnitt 157a in Bezug auf die zeitlich vorangegangene Scanlinie 57a und ein Zeitabschnitt 157c in Bezug auf die zeitlich nachfolgende Scanlinie 57c. Es wird also jeweils zwei benachbarten Scanlinien eine Zeitskala zugeordnet. Neben der Scanlinie 57b sind jene Zeitabschnitte 157a, die sich auf die vorangegangene Scanlinie 57a beziehen, auf der zu der Scanlinie 57a zeigenden Seite dargestellt und jene Zeitabschnitte 157c, die sich auf die Scanlinie 57c beziehen, sind auf der zur Scanlinie 57c zeigenden Seite dargestellt. Für die übrigen Scanlinien gilt Analoges.

In Fig. 4 erkennt man, dass Zeitdifferenzen jeweils nur zwischen Stellen auf zueinander benachbarten Scanlinien bestimmt werden. Je nachdem, wie groß der Abstand zwischen den einzelnen Scanlinien ist, könnte aber auch noch ein Einfluss der übernächsten Scanlinie vorhanden sein. Entsprechend wäre es möglich, nicht nur den zeitlichen Abstand des vierten Zeitabschnitts der Scanlinie 57a zum achtundzwanzigsten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57b zu bestimmen, sondern ebenfalls den zeitlichen Abstand zwischen dem vierten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57a und dem sechzehnten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57c. Mit anderen Worten, man könnte die Energiedichte der Strahlung, die auf die dem vierten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57a zugeordneten Stellen auftreffen soll, von zwei unterschiedlichen Zeitdifferenzen abhängig machen. Offensichtlich würde dabei die Zeitdifferenz zur Scanlinie 57b stärker berücksichtigt werden, beispielsweise durch einen unterschiedlichen Wichtungsfaktor, als die Zeitdifferenz zu den Stellen des sechzehnten Zeitabschnitts auf der Scanlinie 57c.

Weiterhin ist es natürlich auch möglich, mehrere Zeitdifferenzen zwischen einer Stelle auf einer ersten Scanlinie und mehreren Stellen auf einer anderen zweiten Scanlinie in die Festlegung des Energieeintrags auf der ersten Scanlinie einfließen zu lassen. Beispielsweise könnte man also zur Bemessung des Energieeintrags an den Stellen im vierten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57a die Zeitdifferenzen zu dem sechsundzwanzigsten, siebenundzwanzigsten, achtundzwanzigsten und neunundzwanzigsten Zeitabschnitt auf der Scanlinie 57b einfließen lassen. Das erfindungsgemäße Vorgehen ist nicht auf parallel zueinander liegende Scanlinien beschränkt. Beispielsweise kann es eine Beeinflussung des Verfestigungsverhaltens in der oberen linken Ecke des Innenbereichs 52 in Fig. 2 geben, wenn kurz vor der Abtastung der Scanlinie 54 ganz links die Kontur 51 abgetastet wurde und daher beide Abtastvorgänge zeitlich nah beieinander liegen. In solch einem Falle ist es vorteilhaft, die Zeitdifferenz zwischen der Abtastung von Stellen der Scanlinie 54 ganz links und der Abtastung der Konturlinie in der oberen linken Ecke des Querschnitts 50 in Fig. 2 einfließen zu lassen in die einzutragende Energie an den Stellen der Scanlinie 54 (unter der Annahme, dass diese nach der Konturlinie 51 verfestigt wird).

Weiterhin müssen Zeitdifferenzen nicht notwendigerweise zwischen Stellen innerhalb eines Objektquerschnitts bestimmt werden zur Festlegung der einzutragenden Energie. In Fig. 1 ist das herzustellende Objekt 2 in einem Zwischenzustand gezeigt, in dem bereits verfestigte Objektquerschnitte zu sehen sind. Wenn in Fig. 1 der oberste Objektquerschnitt verfestigt wird, dann kann es vorkommen, dass der unmittelbar darunter liegende Objektquerschnitt, der kurz zuvor verfestigt wurde, noch sehr viel Wärmeenergie enthält, die an den obersten zu verfestigenden Objektquerschnitt abgegeben wird. Entsprechend kann es sinnvoll sein, eine Zeitdifferenz zwischen der Verfestigung einer Stelle in der obersten Schicht und einer Stelle in einer darunter liegenden Schicht, beispielsweise der unmittelbar darunter liegenden Stelle in der unmittelbar darunter liegenden Schicht, zu bestimmen und auf dieser Grundlage die einzutragende Energie in der obersten Schicht zu bemessen. Je nach Aufbaumaterial und Typ von Schichtbauvorrichtung könnte auch noch ein Einfluss von Stellen in Schichten unterhalb der unmittelbar darunter liegenden Schicht vorhanden sein. Entsprechend wäre es möglich, nicht nur die Zeitdifferenz zu einer Stelle in der unmittelbar darunter liegenden Schicht zu berücksichtigen, sondern ebenfalls einen oder mehrere zeitliche Abstände zu Stellen in einer oder mehreren weiteren Schichten unterhalb der unmittelbar darunter liegenden Schicht.

Bei den Beispielen der Fig. 3 und 4 wurden jeweils mehrere zu verfestigende Stellen ein und demselben Zeitabschnitt zugeordnet. Natürlich könnte man auch jeder zu verfestigenden Stel- le einen individuellen Zeitabschnitt zuordnen, jedoch würde dies das Datenvolumen des Datenmodells einer Schicht sehr stark vergrößern. Ebenso kann das gezeigte Vorgehen abgeändert werden, wenn zur Änderung des Energieeintrags nicht die Energiedichte der Strahlung/des Strahls abgeändert wird, sondern die Abtastgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, mit der das Strahlbündel über das Aufbaumaterial bewegt wird. In diesem Fall muss die Zuordnung von abzutastenden Stellen zu Abtastzeiten/Zeitabschnitten dynamisch erfolgen, da bei sich ändernder Abtastgeschwindigkeit, beispielsweise einer Erhöhung der Abtastgeschwindigkeit, innerhalb der Zeitdauer eines Norm-Zeitabschnitts, wie er in den Fig. 3 und 4 jeweils zwischen zwei horizontalen Linien 154h gezeigt ist, die Anzahl der solch einem Zeitabschnitt zuzuordnenden Stellen auf einer Scanlinie anwächst. Mit anderen Worten, wenn bei dem Verfahren die Abtastgeschwindigkeit verändert wird, so sollte nach der Veränderung der Abtastgeschwindigkeit eine Neuzuordnung von Zeitabschnitten zu abzutastenden Stellen und eine Neuermittlung von Zeitabständen bzw. Zeitdifferenzen für die noch abzutastenden Stellen erfolgen.

Es sei noch erwähnt, dass natürlich nicht alle Zeitabschnitte gleich lang sein müssen. Allerdings ist ein gleicher Zeitabschnitt bzw. Norm-Zeitabschnitt von Vorteil, da bei der Berechnung von Zeitdifferenzen die für einen Norm-Zeitabschnitt benötigte Abtastdauer als Zeiteinheit angesehen werden kann und der Berechnung der Zeitdifferenzen zugrunde gelegt werden kann, wie es auch bei der Erläuterung zu Fig. 3 und 4 geschah.

Abschließend sei noch erwähnt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Bereitstellung von Steuerdaten für eine generative Schichtbauvorrichtung nicht nur allein durch Softwarekomponenten, sondern auch allein durch Hardware-Komponenten oder Mischungen aus Hard- und Software realisiert sein kann. In der vorliegenden Anmeldung erwähnte Schnittstellen müssen insbesondere nicht zwangsläufig als Hardware-Komponenten ausgebildet sein, sondern können auch als Softwaremodule realisiert sein, beispielsweise, wenn die darüber eingespeisten bzw. ausgegebenen Daten von bereits auf dem gleichen Gerät realisierten anderen Komponenten übernommen werden können oder an eine andere Komponente nur softwaremäßig übergeben werden müssen. Ebenso könnten die Schnittstellen aus Hardware- und Software-Komponenten bestehen, wie zum Beispiel einer Standard-Hardware- Schnittstelle, die durch Software für den konkreten Einsatzzweck speziell konfiguriert wird. Außerdem können mehrere Schnittstellen auch in einer gemeinsamen Schnittstelle, beispielsweise einer Input-Output-Schnittstelle, zusammengefasst sein.