Abtrennvorrichtung, additive Fertigungsmaschine mit der Abtrennvorrichtung, Abtrennverfahren und additives Fertigungsverfahren mit dem Abtrennverfahren

Die Erfindung betri f ft eine Abtrennvorrichtung zur Abtrennung eines mittels additiver Fertigung herstellbaren Bauteils von einer Aufbauplatte . Weiterhin betri f ft die Erfindung eine additive Fertigungsmaschine mit der Abtrennvorrichtung, ein Abtrennverfahren für die Abtrennvorrichtung und ein additives Fertigungsverfahren mit dem Abtrennverfahren für die additive Fertigungsmaschine .

Bei additiven Herstellungsverfahren im Kontext von 3D-Druck/ Additive Manufacturing (AM) , wie z . B . dem Powder Bed Fusion ( PBF) , auch bekannt als Selective Laser Melting ( SLM) - Selektives Laserschweißen - , werden Bauteile aus Materialien wie Metall oder Kunststof f mittels additiven Auftragens des Materials auf eine Bauplatte hergestellt .

Charakteristisch für additive Herstellungsverfahren, auch AM- Verfahren genannt , ist demnach meist , dass das Material , oft in Form eines Pulvers oder Granulats , mittels eines Vertei- lungs- bzw . Abstreichwerkzeugs , welches auch als Rakel bezeichnet wird, von einem Vorratsbehälter auf die Bauplatte transportiert und in einer definierten Schichtdicke dort abgelegt wird .

Am Beispiel des selektiven Laserschweißen als AM-Verfahren wird ein fokussierter Laserstrahl , der durch eine Spiegeleinheit ähnlich einem Scanner bewegt und positioniert wird, über das schichtweise auf der Bauplatte verteilte Material geführt , wobei das Material in vorbestimmten Bereichen schmil zt bzw . umschmil zt und nach erkalten das Bauteil ausbildet .

Nach dem Aufbauprozess haftet das derart erzeugte Bauteil aufgrund des Schmel zprozesses und der damit verbundenen Wär- meentwicklung im Allgemeinen fest auf der Oberfläche der Aufbauplatte . Nach der Entfernung des nicht vom Schmel zvorgang, also der Lasereinwirkung betrof fenen Materials muss das erzeugte und an der Aufbauplatte anhaftende Bauteil in der Regel von der Aufbauplatte mechanisch getrennt werden .

Das Abtrennen des Bauteils geschieht häufig durch manuelle Prozesse wie absägen, abschneiden oder auch erodieren der an der Aufbaufläche haftenden Verbindungsschicht zum Bauteil .

Diese Vorgehensweise ist aus Sicht des Herstellungsprozesses meist aufwändig, da beispielsweise das an der Aufbauplatte anhaftende Bauteil ggf . mit der Aufbauplatte in einen gesonderten Fertigungsbereich überführt werden muss .

Hier erfolgt die Abtrennung des Bauteils von der Aufbauplatte an separaten Bearbeitungsplätzen mittels dafür geeigneter Maschinen, wobei oftmals auch eine Nachbearbeitung an der von der Aufbauplatte mit herkömmlichen Abtrennverfahren abgetrennten Oberfläche des Bauteils notwendig wird .

Neben den Kosten, welche eine derartige Bauteil-Abtrennung grundsätzlich verursacht , ist für den Hersteller insbesondere der zusätzliche logistische Aufwand und die damit verbundene hohe Durchlauf zeit von der Konstruktion bis zum Vorliegen des finalen Bauteils ein Nachteil im gesamten Produktionsprozess .

Besonders für AM-Verf ahren, deren Durchlauf zeit für die Herstellung des Bauteils Stunden bis hin zu Tagen betragen kann, besteht oftmals die Forderung nach Verkürzung der Herstellungs zeit in Bezug auf die Bauteil-Abtrennung .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , eine Abtrennvorrichtung, eine additive Fertigungsmaschine mit der Abtrennvorrichtung, ein Abtrennverfahren und ein additives Fertigungsverfahren mit dem Abtrennverfahren vorzuschlagen, welche den Herstellungsprozess bei zumindest gleichbleibender Qualität eines mittels additiver Fertigungsverfahren produzierten Bauteils verbessern .

Die Aufgabe wird durch eine Abtrennvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, durch eine additive Fertigungsmaschine mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen, durch ein Abtrennverfahren mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen und ein additives Fertigungsverfahren mit den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst .

Für die Lösung der Aufgabe wird eine Abtrennvorrichtung zur Abtrennung eines mittels additiver Fertigung herstellbaren Bauteils von einer Aufbauplatte vorgeschlagen, welche die Aufbauplatte und einen Schwingungserzeuger aufweist , wobei das Bauteil auf einer Aufbaufläche der Aufbauplatte herstellbar und mit der Aufbaufläche anhaftend verbindbar ist , wobei die Aufbauplatte mittels des Schwingungserzeugers auf Basis einer elektrischen Schwingung in eine mechanische Schwingung versetzbar ist und wobei mittels der mechanischen Schwingung das Bauteil von der Aufbaufläche abtrennbar ist .

Der Schwingungserzeuger ist in vorteilhafter Weise ausgebildet , auf Basis der elektrischen Schwingung eine Resonanzschwingung zur mechanischen Schwingungsanregung der Aufbauplatte mittels einer Resonanz frequenz oder einem Viel fachen der Resonanz frequenz anzuregen, so dass ein Losbrechmoment zur Abtrennung des an der Aufbaufläche der Aufbauplatte anhaftenden Bauteils erzeugbar ist .

Die an der Aufbauplatte wirksame mechanische Schwingung wird derart dimensioniert , dass das herzustellende Bauteil selbst nicht beschädigt wird, sondern die haftende Verbindung zwischen Bauteil und Aufbauplatte abgetrennt und das Bauteil von der Aufbaufläche der Aufbauplatte losgelöst wird .

Diese haftende Verbindung kann z . B . als eine Oberflächenverbindung ausgebildet sein, wobei sich eine Oberfläche des Bauteils mit der Aufbaufläche der Aufbauplatte aufgrund der Oberflächenrauheit ihrer Materialien aus Sicht einer vergrößerten Betrachtung gleichsam verzahnt , oder als stof fschlüssige Verbindung ausbildet sein, wobei zumindest die Oberfläche des Bauteils und die Aufbaufläche der Aufbauplatte durch atomare oder molekulare Kräfte zwischen ihren Materialien zusammengehalten werden .

Die in die mechanische Schwingung versetzbare Aufbauplatte kann während der Abtrennung des Bauteils auch von Produktionsrückständen, welche nach der Herstellung des Bauteils auf der Aufbauplatte verbleibbar sind, gereinigt werden .

Vorteilhafte Ausgestaltungs formen der Abtrennvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .

Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung sind die elektrische Schwingung und die mechanische Schwingung vom Schwingungserzeuger als Ultraschallschwingungen insbesondere in einem Frequenzbereich von 15kHz bis 60kHz erzeugbar .

Hochfrequente Schwingung der Aufbauplatte , wie die mittels Ultraschalls , verbessern vorteilhaft das Losbrechen und somit die Abtrennung des Bauteils von der Aufbaufläche der Aufbauplatte , insbesondere bei Erreichen der Resonanzschwingung zwischen Schwingungserzeuger und Aufbauplatte im Frequenzbereich 15kHz bis 60kHz .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung weist der Schwingungserzeuger einen elektrischen Schwingungsgenerator zur Erzeugung der elektrischen Schwingung und einen Schwingungskonverter zur Umwandlung der elektrischen Schwingung in die mechanische Schwingung auf .

Der mittels elektrischer Energie betreibbare elektrische Schwingungsgenerator stellt in vorteilhafter Weise die elektrische Schwingung für den Schwingungskonverter auch als variabel einstellbare elektrische Schwingung bereit . Der Schwin- gungskonverter ist daher auch ausgebildet , diese variable einstellbare elektrische Schwingung derart in die mechanische Schwingung zu wandeln, dass die mechanische Schwingung, der elektrischen Schwingung folgend, ebenfalls variabel ist .

Für die Umwandlung der elektrischen Schwingung in die mechanische Schwingung können bei Schwingungskonverter beispielsweise die Wirkungsprinzipien der Piezoelektri zität oder der Magnetostriktion zum Einsatz kommen .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung weist der Schwingungserzeuger einen mechanischen Schwingungstrans formator zur Veränderung einer Schwingungsamplitude der mechanischen Schwingung insbesondere für einen Amplitudenbereich von 2pm bis 50pm auf .

Die Veränderung der Schwingungsamplitude kann insbesondere in Abhängigkeit der Frequenz der mechanischen Schwingung das Losbrechmoment und das Abtrennen des Bauteils von der Aufbaufläche der Aufbauplatte verstärken oder schwächen . Diese Variabilität ist dann beispielsweise vorteilhaft , falls für das j eweils abzutrennende Bauteil aus verschiedenen Materialien herstellbar ist und somit auch verschiedene Kräfte bei der Abtrennung des j eweiligen Bauteils wirken müssen, ohne das Bauteil zu zerstören .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung weist der Schwingungserzeuger eine Sonotrode auf , welche ausgebildet ist , die mechanische Schwingung von dem Schwingungskonverter und, falls vorhanden, über den mechanischen Schwingungstrans formator an die Aufbauplatte zu übertragen .

Die Sonotrode stellt die Verbindung des Schwingungserzeugers zur Aufbauplatte für die Einleitung der mechanischen Schwingung in die Aufbauplatte her, wobei sie die mechanische Schwingung vom Schwingungskonverter oder, falls vorhanden, vom Schwingungstrans formator übernimmt und weiterleitet . Besonders vorteilhaft ist das Einleiten der mechanischen Schwingungen als Ultraschallschwingung in die Aufbauplatte zur Erzeugung der Resonanzschwingungen .

Die Sonotrode ist demnach ein Werkzeug, welches insbesondere in Bezug auf die Bauform der Aufbauplatte zur gezielten Einleitung der mechanischen Schwingung in die Aufbauplatte ausgewählt werden kann .

Der Einsatz von Sonotroden ist beispielsweise auch bekannt beim Ultraschallschweißen oder beim Ultraschallschwingläppen (Ultraschallbohren) .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung ist die Aufbauplatte als Sonotrode ausgebildet .

Die Aufbauplatte kann demnach zumindest auch die Funktionalität und die Eigenschaften der Sonotrode übernehmen . Der Aufbau und die räumliche Anordnung der Abtrennvorrichtung kann so in vorteilhafter Weise derart ausgelegt werden, dass die Abtrennvorrichtung kompakt und damit platzsparend in Produktionsmaschinen für AM-Verfahren eingesetzt werden kann .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung ist eine Stützstruktur an dem Bauteil auf der Aufbaufläche der Aufbauplatte ausbildbar und ist das Bauteil mittels der Stützstruktur mit der Aufbaufläche der Aufbauplatte anhaftend verbindbar .

Das Bauteil und die dazugehörige Stützstruktur sind demnach während des Herstellungsvorgangs gemeinsam produzierbar, wobei vorteilhaft ist , dass das produzierte Bauteil nicht unmittelbar an der Aufbaufläche der Aufbauplatte haftet . Bei der Abtrennung des Bauteils über die Stützstruktur von der Aufbaufläche ist die Gefahr einer Beschädigung des Bauteils somit geringer, da die Stützstruktur eine Puf ferzone bildet . Umfang und Form der Stützstruktur richten sich im Wesentlichen nach ihrer Funktion, einen ausreichenden Abstand zwischen dem Bauteil und der Aufbaufläche der Aufbauplatte vorzuhalten, so dass das Bauteil nicht unmittelbar mit der Aufbaufläche der Aufbauplatte haftend verbindbar ist .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung ist die Stützstruktur mittels der mechanischen Schwingung zerstörbar und das Bauteil von der Aufbaufläche der Aufbauplatte abtrennbar .

Die zu erzeugende Stützstruktur ist für die Herstellung gemeinsam mit dem Bauteil derart aus zulegen, dass die mittels der mechanischen Schwingung zum Schwingen angeregte Aufbauplatte die Stützstruktur, nicht aber das Bauteil zerstört o- der beschädigt

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung ist eine Schwingungsausrichtung der mechanischen Schwingung der Aufbauplatte mittels Anordnung des Schwingungskonverters oder, falls vorhanden, der Sonotrode in Bezug auf eine zur Aufbaufläche der Aufbauplatte orthogonal ausgerichtete Schwingungsachse in eine longitudinale Schwingung oder in eine transversale Schwingung oder in eine koaxiale Schwingung erzeugbar .

Die orthogonal zur Aufbaufläche der Aufbauplatte ausgerichtete Schwingungsachse ist dabei eine durch die Aufbauplatte gehende gedachte Linie .

Die ef fi zienteste Wirkung zur Abtrennung des Bauteils und, falls vorhanden, der Stützstruktur erscheint die longitudinale Schwingung hervorzurufen . Jedoch können z . B . Anforderungen an eine spezi fische räumliche Anordnung der Abtrennvorrichtung innerhalb einer Produktionsmaschine auch die transversale oder koaxiale Schwingung als geeignetere Lösung vorsehen . Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungs form der Abtrennvorrichtung weist der Schwingungserzeuger mindestens einen weiteren Schwingungskonverter zur Umwandlung der elektrischen Schwingung in die mechanische Schwingung auf .

Diese Ausgestaltungs form ist insbesondere dann vorteilhaft , wenn die Schwingungsanregung der Aufbauplatte mittels der mechanischen Schwingung über mehrere Stellen an der Aufbauplatte verteilt werden soll . So kann die mechanische Schwingung gleichmäßiger an der Aufbauplatte verteilt und insbesondere die Resonanzschwingung besser ihre Wirkung zur Abtrennung des Bauteils und, falls vorhanden, der Stützstruktur entfalten .

Für die Lösung der Aufgabe wird weiterhin eine additive Fertigungsmaschine zum selektiven Laserschmel zen mit der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung, einem Vorratsbehälter für ein Schmel zmedium, einem Transportmittel zum Transport des Schmel zmediums vom Vorratsbehälter zur Aufbaufläche der Aufbauplatte , einem Lasererzeuger zur Erzeugung eines Laserstrahls und einer Ablenkvorrichtung zur Ablenkung des Laserstrahls auf dem Schmel zmedium der Aufbaufläche vorgeschlagen .

Der Vorratsbehälter ist mit dem Schmel zmedium befüllbar, welches als Material für die Herstellung des Bauteils und, falls vorhanden, für die Herstellung der Stützstruktur Verwendung findet . Das Schmel zmedium kann vor einem Schmel zvorgang beispielsweise in Pulverform oder als Granulat ausgebildet ist .

Das Transportmittel ist dazu ausgebildet , eine bestimmte Menge des Schmel zmediums vom Vorratsbehälter zur Aufbaufläche der Aufbauplatte zu befördern . Der Lasererzeuger kann einen Laserstrahl erzeugen, wobei der Laserstrahl durch die Ablenkvorrichtung über vorbestimmte Stellen des Schmel zmediums ablenkbar ist und an diesen Stellen das Schmel zmedium schmel zbar ist . Die so schmel zbaren Stellen des Schmel zmediums bilden nach erkalten das Bauteil und, falls vorhanden, die Stützstruktur aus . Mittels der Abtrennvorrichtung ist das erzeugbare Bauteil und, falls vorhanden, die erzeugbare Stützstruktur von der Aufbaufläche der Aufbauplatte abtrennbar .

Die additive Fertigungsmaschine zum selektiven Laserschmel zen steht hier beispielhaft für weitere Produktionsmaschinen im Kontext 3D-Druck/ Additive Manufacturing, wie zum selektiven Lasersintern, zum 3D-Siebdruck etc . , bei denen die erfindungsgemäße Abtrennvorrichtung eingesetzt werden kann .

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungs form der additiven Fertigungsmaschine weist das Transportmittel eine Transportplatte und eine Verteilungseinheit für das Schmel zmedium auf .

Über die Transportplatte ist das Schmel zmedium mittels der Verteilungseinheit von dem Vorratsbehälter zur Aufbaufläche der Aufbauplatte beförderbar, wobei die Verteilungseinheit vorteilhaft ausgebildet ist , das Schmel zmedium lagenweise auf der Aufbaufläche der Aufbauplatte zu verteilen .

Für die Lösung der Aufgabe wird ebenfalls ein Abtrennverfahren für die erfindungsgemäße Abtrennvorrichtung vorgeschlagen, mit den Schritten einer Bauteilherstellung, wobei das Bauteil auf der Aufbaufläche der Aufbauplatte hergestellt wird und an der Aufbaufläche anhaftet , einer Schwingungserzeugung, wobei die mechanische Schwingung der Aufbauplatte auf Basis der elektrischen Schwingung mittels des Schwingungserzeugers erzeugt wird, und einer Bauteilabtrennung, wobei das Bauteil von der Aufbaufläche mittels der mechanischen Schwingung abgetrennt wird .

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungs form des Abtrennverfahrens werden die Schritte einer Stützstrukturausbildung, wobei an dem Bauteil die Stützstruktur ausgebildet wird und das Bauteil mittels der Stützstruktur mit der Aufbaufläche anhaftend verbunden ist , und einer Stützstrukturzerstörung, wobei die Stützstruktur mittels der mechanischen Schwingung zer- stört und das Bauteil von der Aufbaufläche abgetrennt wird, vor geschlagen .

Für die Lösung der Aufgabe wird auch ein additives Fertigungsverfahren zum selektiven Laserschmel zen mit dem erfindungsgemäßen Abtrennverfahren für die additive Fertigungsmaschine vorgeschlagen, mit den Schritten eines Schmel zmitteltransports , wobei das Schmel zmedium durch das Transportmittel vom Vorratsbehälter zur Aufbaufläche der Aufbauplatte transportiert wird, einer Lasererzeugung, wobei mittels des Lasererzeugers der Laserstrahl erzeugt wird, und einer Laserstrahlablenkung, wobei mittels einer Ablenkvorrichtung der Laserstrahl auf dem Schmel zmedium der Aufbaufläche abgelenkt und das Bauteil und, falls vorgesehen, die Stützstruktur hergestellt wird .

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden . Es zeigt :

FIG 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung,

FIG 2 eine erste schematische Detaildarstellung der Schwingungsausrichtung von Schwingungserzeuger und Aufbauplatte gemäß der Abtrennvorrichtung nach FIG 1 ,

FIG 3 eine zweite schematische Detaildarstellung der Schwingungsausrichtung von Schwingungserzeuger und Aufbauplatte gemäß der Abtrennvorrichtung nach FIG 1 ,

FIG 4 eine dritte schematische Detaildarstellung der Schwingungsausrichtung von Schwingungserzeuger und Aufbauplatte gemäß der Abtrennvorrichtung nach FIG 1 ,

FIG 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen additiven Fertigungsmaschine zum selektiven Laserschmel zen mit der Abtrennvorrichtung nach FIG 1 bis FIG 4 ,

FIG 6 ein Struktogramm des erfindungsgemäßen Abtrennverfahrens für die Abtrennvorrichtung nach FIG 1 bis 4 und

FIG 7 ein Struktogramm des erfindungsgemäßen additiven Fertigungsverfahrens zum selektiven Laserschmel zen mit dem Abtrennverfahren nach FIG 6 für die additiven Fertigungsmaschine nach FIG 5 .

Die FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Abtrennvorrichtung 1 .

Ein mittels additiver Fertigung auf einer Aufbauplatte 3 aus einem Schmel zmedium 23 hergestelltes Bauteil 2 ist über eine Stützstruktur 13 , welche ebenfalls aus dem Schmel zmedium 23 auf der Aufbauplatte 3 hergestellt wurde , mit einer Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 haftend verbunden .

Die Aufbauplatte 3 wird für die Abtrennung des Bauteils 2 von der Aufbauplatte 3 mittels eines Schwingungserzeugers 4 auf Basis einer elektrischen Schwingung in eine mechanische Schwingung 6 versetzt .

Sowohl die elektrische Schwingung wie auch die mechanische Schwingung 6 sind j eweils als eine Ultraschallschwingung 7 ( für die elektrische Schwingung in FIG 1 nicht gezeigt ) insbesondere in einem Frequenzbereich von 15kHz bis 60kHz ausgebildet . Die elektrische Schwingung, üblicherweise basierend auf einem Wechselstrom, wird mittels eines elektrischen Schwingungsgenerators 8 des Schwingungserzeugers 4 erzeugt und von einem elektrischen Übertragungsmittel 52 ( z . B . einer geschirmten elektrischen Leitung) an einen Schwingungskonverter 9 des Schwingungserzeugers 4 übertragen .

Der Schwingungskonverter 9 wandelt die elektrische Schwingung als Ultraschallschwingung beispielsweise mittels eines piezoelektrischen oder eines magnetostriktiven Ef fekts in die mechanische Schwingung 6 als Ultraschallschwingung 7 um .

Ein mechanischer Schwingungstrans formator 10 des Schwingungserzeugers 4 ist dazu ausgebildet , die vom Schwingungskonverter 9 ausgehende mechanische Schwingung 6 in ihrer Schwingungsamplitude 11 insbesondere in einem Amplitudenbereich von 2pm bis 50pm zu verändern .

Der Schwingungserzeuger 4 weist eine Sonotrode 12 auf , welche die mechanische Schwingung 6 als Ultraschallschwingung 7 vom mechanischen Schwingungstrans formator 10 an die Aufbauplatte 3 in einer Schwingungsausrichtung 14 einer longitudinalen Schwingung 16 gegenüber einer zur Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 senkrecht stehenden Schwingungsachse 15 überträgt . Die Schwingungsachse 15 ist eine nicht materialisierte , gedachte Linie , welche lediglich zur Verdeutlichung der Schwingungsausrichtung 14 der Aufbauplatte 3 vorgesehen ist .

Die Sonotrode 12 ist an einer von einer Seite mit der Aufbaufläche 5 gegenüberliegenden Seite angeordnet und stellt die Verbindung des Schwingungserzeugers 4 zur Aufbauplatte 3 her, um die mechanische Schwingung 6 in die Aufbauplatte 3 einzuleiten und die Stützstruktur 13 , und somit das Bauteil 2 , von der Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 abzutrennen, wobei das Bauteil 2 keine Beschädigung erfährt , die Stützstruktur 13 aber vollständig zerstört werden kann . Im Aus führungsbeispiel der FIG 1 ist der Schwingungserzeuger 4 mittels des Schwingungstrans formators 10 über eine Lagerungsvorrichtung 38 mit einer Verankerungsvorrichtung 39 verbunden .

Der elektrische Schwingungsgenerator 8 ist in FIG 1 nicht unmittelbar am Schwingungskonverter 9 angeordnet und kann somit deutlich vom Schwingungskonverter 9 beabstandet sein .

Mittels der FIG 2 wird eine erste schematische Detaildarstellung der Schwingungsausrichtung 14 von Schwingungserzeuger 4 und Aufbauplatte 3 gemäß der Abtrennvorrichtung 1 nach FIG 1 auf gezeigt .

Die Aufbauplatte 3 , welche als Sonotrode 12 ausgebildet ist , wird mittels des Schwingungskonverters 9 und eines j eweils parallel zum Schwingungskonverter 9 angeordneten zweiten und dritten Schwingungskonverters 40 , 41 als weitere Schwingungskonverter 19 des Schwingungserzeugers 4 in die mechanische Schwingung 6 als Ultraschallschwingung 7 versetzt . Die Schwingungskonverter 9 , 40 , 41 sind dabei an der von der Seite mit der Aufbaufläche 5 gegenüberliegenden Seite angeordnet .

Alle drei Schwingungskonverter 9 , 40 , 41 erzeugen die mechanische Schwingung 6 , welche an die als Sonotrode 12 ausgebildete Aufbauplatte 3 übertragen wird, in der Schwingungsausrichtung 14 der longitudinalen Schwingung 16 gegenüber der zur Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 senkrecht stehenden Schwingungsachse 15 . Die Schwingungsachse 15 ist die nicht materialisierte , gedachte Linie , welche lediglich zur Verdeutlichung der Schwingungsausrichtung 14 der Aufbauplatte 3 vorgesehen ist .

Im Aus führungsbeispiel der FIG 2 wird auf einen Schwingungstrans formator verzichtet , so dass die drei Schwingungskonverter 9 , 40 , 41 vorzugsweise synchron in j eweils eine gleiche Schwingungsrichtung der Schwingungsausrichtung 14 betrieben werden und die mechanische Schwingung 6 in die als Sonotrode 12 ausgebildete Aufbauplatte 3 unmittelbar einleiten .

In FIG 3 wird eine zweite schematische Detaildarstellung der Schwingungsausrichtung 14 zwischen Schwingungserzeuger 4 und Aufbauplatte 3 gemäß der Abtrennvorrichtung 1 nach FIG 1 gezeigt .

Die Aufbauplatte 3 , welche als Sonotrode 12 ausgebildet ist , wird mittels des an einer Seite der Aufbauplatte 3 angeordneten Schwingungskonverters 9 und eines an einer zum Schwingungskonverter 9 auf einer entgegengesetzten Seite der Aufbauplatte 3 angeordneten zweiten Schwingungskonverter 40 als weiteren Schwingungskonverter 19 des Schwingungserzeugers 4 in die mechanische Schwingung 6 , hier die Ultraschallschwingung 7 , versetzt . Keiner der Schwingungskonverter 9 , 40 ist dabei an der Seite mit der Aufbaufläche 5 oder der der Aufbaufläche 5 gegenüberliegenden Seite angeordnet .

Die Schwingungskonverter 9 , 40 erzeugen die mechanische Schwingung 6 , welche an die als Sonotrode 12 ausgebildete Aufbauplatte 3 übertragen wird, in der Schwingungsausrichtung 14 einer transversalen Schwingung 17 gegenüber der zur Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 senkrecht stehenden Schwingungsachse 15 . Die Schwingungsachse 15 ist die nicht materialisierte , gedachte Linie , welche lediglich zur Verdeutlichung der Schwingungsausrichtung 14 der Aufbauplatte 3 vorgesehen ist .

Die beiden Schwingungskonverter 9 , 40 werden in ihrer Schwingungsausrichtung 14 vorzugsweise derart betrieben, dass sie synchron in j eweils eine gleiche Schwingungsrichtung der Schwingungsausrichtung 14 zur Einleitung der mechanischen Schwingung 6 in die Aufbauplatte 3 wirken .

Im Aus führungsbeispiel der FIG 3 wird auf einen Schwingungstrans formator verzichtet , so dass die synchron betreibbaren Schwingungskonverter 9 , 40 die mechanische Schwingung 6 in die als Sonotrode 12 ausgebildete Aufbauplatte 3 unmittelbar einleiten .

Mittels FIG 4 wird eine dritte schematische Detaildarstellung der Schwingungsausrichtung von Schwingungserzeuger und Aufbauplatte gemäß der Abtrennvorrichtung nach FIG 1 visualisiert .

Die Aufbauplatte 3 wird über am radialen Umfang der Aufbauplatte 3 angeordnete vier Sonotroden 12 , 44 , 45 , 46 des Schwingungserzeugers 4 in die mechanische Schwingung 6 , hier die Ultraschallschwingung 7 , versetzt . Keine der Sonotroden 12 , 44 , 45 , 46 ist dabei an der Seite mit der Aufbaufläche 5 o- der der der Aufbaufläche 5 gegenüberliegenden Seite angeordnet .

Dabei wird die Sonotrode 12 durch den Schwingungskonverter 9 , die zweite Sonotrode 44 als weitere Sonotrode 43 durch den zweiten Schwingungskonverter 40 als weiteren Schwingungskonverter 19 , die dritte Sonotrode 45 als weitere Sonotrode 43 durch den dritten Schwingungskonverter 41 als weiteren Schwingungskonverter 19 und die vierte Sonotrode 46 als weitere Sonotrode 43 durch den vierten Schwingungskonverter 42 als weiteren Schwingungskonverter 19 zur mechanischen Schwingung 6 angeregt .

Der Schwingungserzeuger 4 mit den Sonotroden 12 , 44 , 45 , 46 erzeugt die an die Aufbauplatte 3 übertragene mechanische Schwingung 6 in der Schwingungsausrichtung 14 einer koaxialen Schwingung 18 gegenüber der zur Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 senkrecht stehenden Schwingungsachse 15 . Die Schwingungsachse 15 ist die nicht materialisierte , gedachte Linie , welche lediglich zur Verdeutlichung der Schwingungsausrichtung 14 der Aufbauplatte 3 vorgesehen ist .

Da FIG 4 eine Draufsicht auf die Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 zeigt , ist die Schwingungsachse 15 ebenfalls nur in der Draufsicht visualisierbar . Mittels der FIG 5 erfolgt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen additiven Fertigungsmaschine 20 zum selektiven Laserschmel zen 21 mit der Abtrennvorrichtung 1 nach FIG 1 bis FIG 4 .

Im Gegensatz zu der Abtrennvorrichtung 1 in FIG 1 ist in FIG 5 die Aufbauplatte 3 als Sonotrode 12 ausgebildet . Auf den Schwingungstrans formator wurde in diesem Aus führungsbeispiel verzichtet . Auch ist der Schwingungsgenerator 8 im Wesentlichen unmittelbar am Schwingungskonverter 9 angeordnet .

Somit wird die vom Schwingungskonverter 9 von der elektrischen Schwingung des Schwingungsgenerator 8 in die mechanische Schwingung 6 umgewandelte Ultraschallschwingung 7 an die als Sonotrode 12 ausgebildete Aufbauplatte 3 übertragen .

Im Aus führungsbeispiel der FIG 5 der Schwingungserzeuger 4 entgegen der FIG 1 mittels des Schwingungskonverters 9 über die Lagerungsvorrichtung 38 mit der Verankerungsvorrichtung 39 verbunden .

Ein Vorratsbehälter 22 ist mit dem Schmel zmedium 23 befüllt . Das Schmel zmedium 23 wird in einer ersten Produktionsrichtung 49 auf eine Transportplatte 26 des Transportmittels 24 be- reitgestellt . Eine Verteilungseinheit 27 des Transportmittels 24 verteilt das Schmel zmedium 23 in einer dritten Produktionsrichtung 51 mittels der Transportplatte 26 schichtweise auf der Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 .

Ein Lasererzeuger 25 erzeugt einen Laserstrahl 47 , wobei der Laserstrahl 47 durch eine Ablenkvorrichtung 48 über vorbestimmte Stellen des Schmel zmediums 23 abgelenkt wird und an diesen Stellen das Schmel zmedium 23 schmil zt , so dass nach Abkühlung der geschmol zenen Schicht das Bauteil 2 und die Stützstruktur 13 schichtweise in der zweiten Produktionsrichtung 50 auf der Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 erzeugt werden . Überschüssiges , nicht geschmol zenes Schmel zmedium 23 wird oft nach Erzeugung des Bauteils 2 und vor Abtrennung des hier über die Stützstruktur 13 an der Aufbaufläche haftenden Bauteils 2 beispielsweise via Druckluft entfernt .

Mittels der Abtrennvorrichtung 1 wird das so erzeugte Bauteil 2 und die Stützstruktur 13 von der Aufbaufläche 5 der Aufbauplatte 3 abgetrennt .

Die FIG 6 zeigt ein Struktogramm des erfindungsgemäßen Abtrennverfahrens 28 für die Abtrennvorrichtung nach FIG 1 bis FIG 4 .

Im Schritt einer Bauteilherstellung 29 wird das Bauteil auf der Aufbaufläche der Aufbauplatte hergestellt , wobei das Bauteil an der Aufbaufläche haftet .

Falls die Stützstruktur vorgesehen ist , wird im Schritt einer Stützstrukturausbildung 32 die Stützstruktur an dem Bauteil ausgebildet und das Bauteil ist über die Stützstruktur mit der Aufbaufläche haftend verbunden .

Im Schritt einer Schwingungserzeugung 30 wird die mechanische Schwingung der Aufbauplatte auf Basis der elektrischen Schwingung mittels des Schwingungserzeugers erzeugt .

Im Schritt einer Bauteilabtrennung 31 , wird das Bauteil von der Aufbaufläche mittels der mechanischen Schwingung abgetrennt .

Falls die Stützstruktur vorgesehen ist , wird im Schritt der Stützstrukturzerstörung 33 die Stützstruktur mittels der mechanischen Schwingung zerstört und das Bauteil von der Aufbaufläche abgetrennt .

Mit der FIG 7 wird ein Struktogramm des erfindungsgemäßen additiven Fertigungsverfahrens zum selektiven Laserschmel zen mit dem Abtrennverfahren nach FIG 6 für die additiven Fertigungsmaschine nach FIG 5 auf gezeigt . Im Schritt eines Schmel zmitteltransports 35 wird das Schmel zmedium durch das Transportmittel vom Vorratsbehälter zur Aufbaufläche der Aufbauplatte transportiert .

Im Schritt einer Lasererzeugung 36 wird mittels des Lasererzeugers der Laserstrahl erzeugt .

Im Schritt einer Laserstrahlablenkung 37 wird mittels der Ablenkvorrichtung der Laserstrahl auf dem Schmel zmedium der Aufbaufläche abgelenkt und das Bauteil und, falls vorgesehen, die Stützstruktur hergestellt .

Die Schritte des Schmel zmitteltransports 35 , der Lasererzeugung 36 und der Laserstrahlablenkung 37 werden während der Bauteilherstellung 29 durchgeführt .

Ist die Bauteilherstellung 29 beendet , erfolgt das Abtrennverfahren 28 .