EINES DREIDIMENSIONALEN OBJEKTS MITTELS EINES PARABOLSPIEGELS

Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung oder Reparatur eines dreidimensionalen Objekts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines dreidimensionalen Objekts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten, insbesondere von Bauteilen sind in einer großen Vielzahl bekannt. Insbesondere sind generative Fertigungsverfahren (sog. Rapid Manufacturing- bzw. Rapid Prototyping- Verfahren) bekannt, bei denen das dreidimensionale Objekt beziehungsweise das Bauteil durch pulverbettbasierte, additive Fertigungsverfahren schichtweise aufgebaut wird. Vorwiegend metallische Bauteile können bei- spielsweise durch Laser- bzw. Elektronenstrahlschmelz- oder -sinterverfahren hergestellt werden. Dabei wird zunächst schichtweise mindestens ein pulverförmiger Bauteilwerkstoff auf eine Bauplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone der Vorrichtung aufgetragen. Anschließend wird der Bauteilwerkstoff schichtweise lokal verschmolzen und/oder versintert, indem dem Bauteilwerkstoff im Bereich der Aufbau- und Fügezone Energie mittels wenigstens eines Hoch- energiestrahls, zum Beispiel eines Elektronen- oder Laserstrahls zugeführt wird. Der Hochenergiestrahl wird dabei in Abhängigkeit einer Schichtinformation der jeweils herzustellenden Bauteilschicht gesteuert. Nach dem Verschmelzen und/oder Versintern wird die Bauplattform schichtweise um eine vordefinierte Schichtdicke abgesenkt. Danach werden die genannten Schritte bis zur endgültigen Fertigstellung des Bauteils wiederholt. Vergleichbare additive Ver- fahren sind zur Herstellung von Keramik- oder Kunststoffelementen bekannt.

Aus dem Stand der Technik sind insbesondere auch generative Herstellverfahren für die Herstellung von Bauteilen einer Strömungsmaschine, wie beispielsweise von Bauteilen eines Flugtriebwerks oder einer Gasturbine bekannt, z.B. das in der DE 10 2009 051 479 AI beschriebene Ver- fahren bzw. eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Bei diesem Verfahren wird durch schichtweisen Auftrag von mindestens einem pulver- förmigen Bauteilwerkstoff auf einer Bauplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone sowie schichtweises und lokales Schmelzen oder Sintern des Bauteilwerkstoffs mittels im Bereich der Aufbau- und Fügezone zugeführter Energie ein entsprechendes Bauteil hergestellt. Die Zufuhr der Energie erfolgt hierbei über Laserstrahlen, wie beispielsweise C0 ₂ -Laser, Nd: YAG-Laser, Yb-Faserlaser sowie Diodenlaser, oder durch Elektronenstrahlen. In bekannten Vorrichtungen zur generativen Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Laserenergie (z.B. Selektive Laserschmelzanlagen) trifft der Laserstrahl innerhalb eines Bauraums der Vorrichtung nur in einem Punkt senkrecht zur Lasereinrichtung senkrecht auf den pul- verförmigen Bauteilwerkstoff. In den Randbereichen des Bauraums trifft der Laserstrahl in einem anderen, ungünstigen Winkel auf. Bei einem senkrechten Auftreffen des Laserstrahls ist der re- sultierende Schmelzbereich im Wesentlichen kreisförmig. Je weiter entfernt von diesem Idealpunkt der Laserstrahl auf der Pulveroberfläche auftrifft, desto ellipsoider wird der Schmelzbereich. Da hierbei die Schmelzfläche vergrößert wird, entstehen Bereiche am Objekt mit deutlich verminderter Qualität. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne großen konstruktiven Aufwand eine Vielzahl an zusätzlichen Freiheitsgraden und damit verbesserte Einstellmöglichkeiten für den Weg des Laserstrahls zur Erzielung einer verbesserten Qualität des herzustellenden dreidimensionalen Objekts oder einer Reparatur des dreidimensionalen Objekts gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Herstellung oder Reparatur eines dreidimensionalen Objekts mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vor- teilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und umgekehrt anzusehen sind.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung oder Reparatur eines dreidimensionalen Objekts umfassend mindestens einen Bauraum für ein schichtweises, aufein- derfolgendes Verfestigen mindestens eines verfestigbaren Werkstoffs in vordefinierten Bereichen zum schichtweisen Aufbau des dreidimensionalen Objekts oder zur schichtweisen Reparatur einzelner Bereiche des dreidimensionalen Objekts innerhalb des Bauraums und mindestens eine Lasereinrichtung zum Erzeugen wenigstens eines Laserstrahls mittels welchem eine Werkstoff- Schicht lokal zu einer Objektschicht verschmelzbar und/oder versinterbar ist. Zudem ist inner- oder überhalb des Bauraums mindestens ein Parabolspiegel oder mindestens eine parabolspiegelartige ausgebildete Vorrichtung angeordnet, wobei eine Innenseite des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung konkav zu der Werkstoffschicht ausgerichtet ist und die Lasereinrichtung zwischen dem Parabolspiegel oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung und der Werkstoffschicht angeordnet ist, derart, dass der erzeugte Laserstrahl über eine Strahlablenkung mittels des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung auf der Werkstoffschicht auftrifft. Damit wird erfindungsgemäß erreicht, dass mittels des über der Lasereinrichtung angeordneten Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung der von der Lasereinrichtung erzeugte Laserstrahl in nahezu alle Bereiche der Werkstoffschicht innerhalb des Bauraums mit vordefinierten Einstrahlwinkeln eingeleitet werden kann. Ohne großen konstruktiven Aufwand wird eine Vielzahl an zusätzlichen Freiheitsgraden und damit verbesserte Einstellmöglichkeiten für den Weg des Laserstrahls zur Erzielung einer verbesserten Qualität des herzustellenden dreidimensionalen Objekts oder einer Reparatur des dreidimensionalen Objekts bereitgestellt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Lasereinrichtung innerhalb des Bauraums zumindest zeitweise im Brennpunkt des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung angeordnet, derart, dass der von der Lasereinrichtung erzeugte Laserstrahl über die Strahlablenkung mittels des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung ungefähr senkrecht zu der Werkstoffschicht auf dieser auftrifft. Damit wird erfindungsgemäß erreicht, dass mittels des über der Lasereinrichtung angeordneten Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung der von der Lasereinrichtung erzeugte und auf eine Innenseite des Parabolspiegels gerichtete Laserstrahl in nahezu allen Bereichen der Werkstoffschicht ungefähr senkrecht auf dieser auftrifft. Vorteilhafterweise ist durch das senkrechte Auftreffen des Laserstrahls der resultierende Schmelzbereich in nahezu allen Bereichen der Werkstoffschicht im Wesentlichen kreisförmig. Dies trägt zur deutlichen Qualitätssteigerung des herzustellenden dreidimensionalen Objekts beziehungsweise zur Steigerung der Qualität der Reparatur einzelner Bereiche des dreidimensionalen Objekts bei. Unter der Bezeichnung„ungefähr senkrecht" wird dabei verstanden, dass der Laserstrahl in einem Winkel von 90° auf die Werkstoffschicht auftrifft. Geringfügige Abweichungen von der Senkrechten im Bereich von +/- 5° sollten aber ebenfalls unter dem Begriff„ungefähr senkrecht" verstanden werden. Erfindungsgemäß sendet die Lasereinrichtung den Laserstrahl in Richtung der konkav in Richtung der Werkstoffschicht ausgerichteten Innenseite des Parabolspiegels. An der Innenseite des Parabolspiegels wird der Laserstrahl dann derart abgelenkt, dass er ungefähr senkrecht auf die Werkstoffschicht auftrifft. Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Bauraum der Vorrichtung handelt es sich üblicherweise um eine Prozesskammer zur Durchführung des generativen Herstellungs- oder Reparaturverfahrens. Bei dem herzustellenden oder zu reparierenden dreidimensionalen Objekt kann es sich um ein Bauteil oder einen Bauteilbereich eines Flugtriebwerks, insbesondere eines Verdichters oder einer Turbine handeln. Der verwendete Werkstoff kann pul verförmig, flüssig oder pas- tös ausgebildet sein und besteht üblicherweise aus Metall, einer Metalllegierung, Keramik oder Kunststoff oder einer Mischung daraus.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Parabolspiegel oder die parabolspiegelartig ausgebildete Vorrichtung und/oder die Lasereinrichtung rela- tiv zueinander und/oder relativ zur Werkstoffschicht beweglich ausgebildet. Die Lasereinrichtung kann beispielhaft zumindest zeitweise nicht mehr im Brennpunkt des Parabolspiegels liegen. Damit besteht aber vorteilhafterweise die Möglichkeit, dass der Bereich auf der Werkstoffschicht, der im Bereich eines Laserschattens, das heißt den durch die Lasereinrichtung verdeckten Bereich unterhalb der Lasereinrichtung, ebenfalls mit dem Laserstrahl bearbeitet werden kann. Beispielsweise wird durch ein vertikales Verfahren des Parabolspiegels der Abstand zwischen der Lasereinrichtung und dem Parabolspiegel beziehungsweise der Innenseite des Parabolspiegels vergrößert. Ist aber der durch das Verfahren des Parabolspiegels vergrößerte Abstand größer als der ursprüngliche Abstand, der durch den Brennpunkt des Parabolspiegels und dem Parabolspiegel selbst beziehungsweise dessen Innenseite definiert wird, wird der Laserstrahl in Richtung des Bereichs des Laserschattens auf der Werkstoffschicht hin reflektiert. Dabei kann in Kauf genommen werden, dass der Laserstrahl nicht ganz senkrecht auf der Werkstoffschicht auftrifft. Um eine Bestrahlung des Bereichs des Laserschattens zu ermöglichen, kann auch die Lasereinrichtung bewegt werden, beispielsweise entlang einer Mittelachse, die einerseits durch den Brennpunkt des Parabolspiegels verläuft und andererseits senkrecht zur Werkstoffschicht liegt. Auch andere Bewegungsrichtungen der Lasereinrichtung innerhalb des Bauraums der Vorrichtung sind möglich. Die Bewegung des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung und/oder der Lasereinrichtung kann beispielsweise mittels elektrischer Motoren, Piezoaktuatoren, Schrittmotoren, mechanischer Vorrichtungen oder dergleichen erfolgen. In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht der Parabolspiegel oder die parabolspiegelartig ausgebildete Vorrichtung aus einer Vielzahl einzelner Spiegelelemente, wobei die Spiegelelemente einzeln ansteuerbar und ausrichtbar sind. Die Spie- gelelemente können dabei insbesondere als Sechsecke, insbesondere wabenförmige Sechsecke, ausgebildet sein. Durch eine derartige Ausgestaltung des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung ergibt sich eine äußerst exakte Ablenkung beziehungsweise Reflexion des auftreffenden Laserstrahls.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Lasereinrichtung mindestens ein steuerbares und/oder regelbares optisches System zum Ablenken und/oder Fokussieren ihres Laserstrahls. Dadurch besteht unter anderem die Möglichkeit, dass der Laserstrahl nicht nur in Richtung des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung, sondern auch direkt auf die Werkstoffschicht gerichtet werden kann. So kann vorteilhafterweise der Laserstrahl direkt in den Bereich des Laserschattens auf die Werkstoffschicht gerichtet werden, derart, dass er auch in diesem Bereich ungefähr senkrecht zur Werkstoffschicht auftrifft.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese mindestens ein optisches System, wobei das optische System mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelt ist und die Auswerteeinrichtung derart ausgebildet ist, dass anhand wenigstens einer bildgebenden Aufnahme mittels des optischen Systems eine Oberflächengüte der zugeordneten Objektschicht und/oder eine Fehlstelle in der zugeordneten Objektsschicht ermittelt wird. Insbesondere kann es sich bei dem optischen System um ein optisches Thermografiesystem handeln. Dadurch ergibt sich vorteilhafterweise die Möglichkeit bereits während der Herstellung des dreidimensionalen Objekts mögliche Mängel in der Oberflächengüte der Objektschicht und/oder Fehlstellen in der Objektschicht zu erkennen. Mögliche Fehlstellen können dann vor dem Auftrag einer weiteren Werkstoffschicht mittels einer weiteren Laserbehandlung repariert werden. In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese mindestens eine Steuervorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Lasereinrichtung, zur Steuerung und/oder Regelung der Lage des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung und/oder der Lasereinrichtung relativ zur Werkstoffschicht und/oder zur Steue- rung und/oder Regelung der Vielzahl einzelner Spiegelelemente des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung auf. Vorteilhafterweise kann somit zum Beispiel mittels einer einzelnen Steuervorrichtung die Lage und Position der Lasereinrichtung relativ zum Parabolspiegel oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung sowie die Ausrichtung und die Energiemenge des Laserstrahls koordiniert und durchgeführt werden.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines dreidimensionalen Objekts, wobei das erfindungsgemäße Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst: a) Schichtweises Auftragen von mindestens einem Werkstoff auf mindestens eine in- nerhalb eines Bauraums angeordnete Bauplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone; b) schichtweises und lokales Verschmelzen und/oder Vereintem des Werkstoffs durch Zufuhren von Energie mittels wenigstens eines Laserstrahls im Bereich der Aufbau- und Fügezone zum Ausbilden einer Schicht des Objekts; c) schichtweises Absenken der Bauplattform um eine vordefinierte Schichtdicke: und d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis zur Fertigstellung des Ob- jekts. Dabei wird für das schichtweise und lokale Verschmelzen und/oder Vereintem des Werkstoffs der Laserstrahl mittels einer Lasereinrichtung erzeugt, wobei die Lasereinrichtung zwischen einem Parabolspiegel oder einer parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung und der Werkstoffschicht angeordnet ist, derart, dass der erzeugte Laserstrahl über eine Strahlablenkung mittels des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung auf der Werkstoffschicht auftrifft. Damit wird erfindungsgemäß erreicht, dass mittels des über der Lasereinrichtung angeordneten Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung der von der Lasereinrichtung erzeugte Laserstrahl in nahezu alle Bereiche der Werkstoffschicht innerhalb des Bauraums mit vordefinierten Einstrahlwinkeln eingeleitet werden kann. Ohne großen konstruktiven Aufwand wird eine Vielzahl an zusätzlichen Freiheitsgraden und damit ver- besserte Einstellmöglichkeiten für den Weg des Laserstrahls zur Erzielung einer verbesserten Qualität des herzustellenden dreidimensionalen Objekts oder einer Reparatur des dreidimensionalen Objekts bereitgestellt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dabei die Laserein- richtung innerhalb des Bauraums zumindest zeitweise in einem Brennpunkt des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung angeordnet wird, derart, dass der von der Lasereinrichtung erzeugte Laserstrahl über eine Strahlablenkung mittels des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung ungefähr senkrecht zu der Werkstoffschicht auf dieser auftrifft. Vorteilhafterweise kann der Laserstrahl erfindungsgemäß derart abgelenkt werden, dass er in nahezu allen Bereichen der Werkstoffschicht ungefähr senkrecht auftrifft. Dies trägt zu einer deutlich verbesserten Qualität des herzustellenden oder zu reparierenden dreidimensionalen Objekts bei. Dabei wird unter dem Begriff„ungefähr senkrecht" verstanden, dass der Laserstrahl in einem Winkel von 90° +/- 5° auf die Werkstoffschicht auftrifft. Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Bauraum handelt es sich üblicherweise um eine Prozesskammer zur Durchführung des generativen Herstellungs- oder Reparaturverfahrens. Bei dem herzustellenden oder zu reparierenden dreidimensionalen Objekt kann es sich um ein Bauteil oder einen Bauteilbereich eines Flugtriebwerks, insbesondere eines Verdichters oder einer Turbine handeln. Der verwendete Werkstoff kann pulverförmig, flüssig oder pastös ausgebildet sein und besteht üblicherweise aus Metall, einer Metalllegierung, Keramik oder Kunststoff oder einer Mischung daraus.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Laser- strahl über mindestens ein steuerbares und/oder regelbares optisches System der Lasereinrichtung abgelenkt und/oder fokussiert. Damit ist eine exakte Ausrichtung des Laserstrahls in Richtung des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung beziehungsweise der Innenseite des Parabolspiegels oder der Innenseite oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung aber auch eine direkte Ausrichtung und Fokussierung des Laserstrahls auf einen Be- reich der Werkstoffschicht, die sich unterhalb der Lasereinrichtung und damit in einem Bereich eines Laserschattens befindet, möglich. Insbesondere kann der Laserstrahl derart ausgerichtet werden, dass er ungefähr senkrecht auf den Bereich des Laserschattens auf der Werkstoffschicht auftrifft. In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der Parabolspiegel oder die parabolspiegelartig ausgebildete Vorrichtung und/oder die Lasereinrichtung während der Herstellung oder Reparatur des dreidimensionalen Objekts relativ zueinander und/oder relativ zur Werkstoffschicht bewegt, derart, dass die Lasereinrichtung zumindest zeitweise nicht mehr im Brennpunkt des Parabolspiegels oder der parabolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung liegt. Dadurch ergibt sich vorteilhafterweise eine alternative Möglichkeit zur Belichtung beziehungsweise Bestrahlung des sich im Laserschatten befindlichen Bereichs der Werkstoffschicht. Wie im Vorhergehenden bereits beschrieben, kann dabei in Kauf genommen werden, dass der Laserstrahl in diesen Fällen nicht ganz senkrecht auf die Werkstoffschicht auftrifft. In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels mindestens einem optischen System wenigstens eine bildgebende Aufnahme für mehrere und/oder jede Objektschicht des herzustellenden dreidimensionalen Objekts erzeugt. Dabei kann anhand der wenigstens einen bildgebenden Aufnahme eine Oberflächengüte der zugeordneten Objektschicht und/oder eine Fehlstelle in der zugeordneten Objektschicht ermittelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet somit, dass bereits während des Herstellungs- oder Reparaturprozesses des dreidimensionalen Objekts die Oberflächengüte der einzelnen Objektschichten und/oder Fehlstellen noch vor dem Auftrag einer weiteren Werkstoffschicht ermittelt werden. Zudem besteht die Möglichkeit, dass anhand der wenigstens einen bildgebenden Aufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Topographie beziehungsweise Morphologie der Objektschicht eine zusätzliche Energiezuführung über den wenigstens einen Laserstrahl zur Verbesserung der Oberflächengüte der Objektschicht und/oder zur Reparatur der Fehlstelle in der Objektschicht gesteuert wird. Dabei kann der Laserstrahl auch über ein Bewegen des Parabolspiegels oder der para- bolspiegelartig ausgebildeten Vorrichtung und/oder der Lasereinrichtung relativ zur Objektschicht gesteuert werden. So ist es möglich, die entsprechende Fehlstelle beispielsweise mit Laserstrahlen zu belichten, die mit variierenden Winkeln auf dem entsprechenden Bereich der Objektschicht auftreffen, um die aufgefundene Fehlstelle zu reparieren. Die sich aus der Verwendung der Vorrichtung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ergebenden Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, dem Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in dem Ausführungsbeispiel genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Dabei zeigt die Figur eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung oder Reparatur eines dreidimensionalen Objekts. Die Figur zeigt eine schematisch dargestellte Vorrichtung 10 zur generativen Herstellung oder generativen Reparatur eines dreidimensionalen Objekts 36. Bei dem dreidimensionalen Objekt 36 kann es sich beispielhaft um ein Bauteil einer Strömungsmaschine handeln. Insbesondere kann es sich dabei um ein Bauteil einer Turbine oder eines Verdichters eines Flugtriebwerks handeln. Die Vorrichtung 10 weist dabei einen Beschichter (nicht dargestellt) zum Auftrag von mindestens einer Pulverschicht eines Werkstoffs 16 auf zumindest eine Aufbau- und Fügezone 38 einer absenkbaren Bauplattform 14 auf. Der Beschichter ist mittels einer Verfahreinheit (nicht dargestellt) innerhalb eines Bauraums 12 der Vorrichtung 10 verfahrbar. Die Bewegung des Beschichters erfolgt dabei über und entlang der Bauplattform 14 beziehungsweise der Aufbau- und Fügezone 38, so dass ein gleichmäßiger und schichtweiser Auftrag des pul verförmigen Werkstoffs 16 als Werkstoffschicht 22 auf die Bauplattform 14 möglich ist. Der Werkstoff 16 ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel pulverformig ausgebildet. Insbesondere handelt es sich um ein Pulver aus Metall oder einer Metalllegierung. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass in anderen Ausfuhrungsbeispielen weitere Werkstoffe wie zum Beispiel Keramik oder Kunststoff oder eine Mischung aus Metall, Metalllegierung, Keramik oder Kunststoff verwendet wird. Zudem besteht die Möglichkeit, dass der Werkstoff nicht nur pulverformig, sondern auch pastös oder flüssig aufgebildet sein kann. Gegebenenfalls werden bei Verwendung derartiger Bauteilwerkstoffe andere Auftragsverfahren mittels des Beschichters angewandt. Die Vorrichtung 10 umfasst des Weiteren mindestens eine Lasereinrichtung 18 zum Erzeugen wenigstens eines Laserstrahls 20, 32, 40, 46 mittels welchem die Pulverschicht 22 im Bereich der Aufbau- und Fügezone 38 lokal unter Ausbildung eines Schmelzbades zu einer Objekt- oder Bauteilschicht verschmelzbar und/oder versinterbar ist. Man erkennt, dass die Lasereinrichtung 18 innerhalb des Bauraums 12 zumindest zeitweise im Brennpunkt 26 eines über dem Bauraum 12 angeordneten Parabolspiegels 24 angeordnet sein kann, derart, dass der von der Lasereinrichtung 18 erzeugte Laserstrahl 20 über eine Strahlablenkung an der Innenseite des Parabolspiegels 24 ungefähr senkrecht zu der Werkstoffschicht 22 auf dieser auftrifft. Man erkennt, dass die von der Lasereinrichtung 18 ausgehenden Laserstrahlen 20 auf die Innenseite des Parabolspiegels 24 gerichtet sind. An dieser werden die Laserstrahlen 20 abgelenkt beziehungsweise reflektiert, sodass sie ungefähr senkrecht auf der Werkstoffschicht 22 auftreffen. Die konkave Öffnung des Parabolspiegels 24 zeigt in Richtung des Werkstoffs 16 bzw. der Bauplattform 14. Zwischen dem Parabolspiegel 24 und dem Werkstoff 16 bzw. der Bauplattform 14 ist die Lasereinrichtung 18 angeordnet.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine weitere Möglichkeit des Betreibens der Vor- richtung 10 schematisch dargestellt. So kann der Abstand zwischen der sich ursprünglich im Brennpunkt 26 des Parabolspiegels 24 befindlichen Lasereinrichtung 18 und dem Parabolspiegel 24 beziehungsweise dessen Innenseite 42 durch eine Bewegung des Parabolspiegels 24 und/oder der Lasereinrichtung 18 entlang einer Mittelachse 34 zueinander vergrößert werden. Die Lasereinrichtung 18 würde in diesem zweiten Anwendungsfall sich nicht mehr im Brennpunkt 26 son- dem in einer davon beabstandeten Position 30 oder einer ebenfalls davon beabstandeten Position 44 befinden. Da sich die Lasereinrichtung 18 nicht mehr im Brennpunkt 26 des Parabolspiegels 24 befindet, wird ein entsprechend von der Lasereinrichtung 18 erzeugter und in Richtung des Parabolspiegels 24 gerichteter Laserstrahl 32 bzw. 46 derart von der Innenseite des Parabolspiegels 24 abgelenkt beziehungsweise reflektiert, dass er in einem Winkel unterschiedlich zur Senk- rechten auf der Werkstoffschicht 22 auftrifft. Dies kann aber in Kauf genommen werden, da somit Bereiche, die sich in einem Bereich des durch die Lasereinrichtung 18 entstehenden Laserschattens 28 auf der Werkstoffschicht 22 befinden, dennoch bestrahlt werden können. Die Lasereinrichtung 18 kann auch senkrecht oder in einem anderen Winkel relativ zur Mittelachse 34 bewegt werden.

Es ist aber auch möglich, dass gemäß einem weiteren Anwendungsfall die Lasereinrichtung 18 einen Laserstrahl 40 erzeugt, der direkt auf die Werkstoffschicht 22, das heißt ohne Ablenkung durch den Parabolspiegel 24, gerichtet wird.

Bezugszeichenliste

10 Vorrichtung

12 Bauraum

14 Bauplattform

16 Werkstoff

18 Lasereinrichtung

20 Laserstrahl

22 Werkstoffschicht

24 Parabolspiegel

26 Brennpunkt

28 Laserschattenbereich

30 Position Lasereinrichtung

32 Laserstrahl

34 Mittelachse

36 Objekt

38 Aufbau- und Fügezone

40 Laserstrahl

42 Innenseite

44 Position Lasereinrichtung

46 Laserstrahl