Vorrichtung zum lagenweisen Herstellen eines dreidimensionalen Gegenstandes

Technisches Gebiet

[0001 ] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lagenweisen

Herstellen eines dreidimensionalen Gegenstandes und insbesondere auf das Verpacken des fertig hergestellten Gegenstandes sowie des diesen umgebenden unverfestigten Pulvers.

Stand der Technik

[0002] Beim lagenweisen Herstellen eines dreidimensionalen Körpers aus

Pulver wird das zu verfestigende Pulver in einem Vorratbehälter bereit gehalten. Aus diesem Vorratsbehälter wird eine gewisse Menge Pulver zunächst in einen sogenannten Beschichter gegeben und mittels dieses Beschichters wird das Pulver lagenweise auf eine Tragerplatte aufgetragen.

[0003] Die Oberfläche der aufgetragenen Lage wird Baufeld genannt. Durch eine Energiequelle werden vorbestimmte Bereiche der aufgetragenen Pulverlage verfestigt. Diese verfestigten Bereiche entsprechen dem jeweiligen Querschnitt des herzustellenden Objektes innerhalb der eben aufgetragenen Lage.

[0004] Anschließend wird eine neue Lage Pulver aufgetragen und die dem jeweiligen Querschnitt des herzustellenden Objektes entsprechenden Bereiche dieser neuen Lage werden verfestigt. Üblicherweise erfolgt vor dem Auftragen der neuen Lage ein Absenken der Trägerplatte um einen der Dicke dieser Lage entsprechenden Betrag. Das Baufeld befindet sich somit immer auf der gleichen Ebene.

[0005] Der Raum in welchen die Trägerplatte und die auf ihr befindlichen Lagen absenkbar sind, wird in der Fachsprache Bauraum genannt. Dieser Bauraum ist seitlich durch Wandungen begrenzt. Der Boden des Bauraumes wird durch die Trägerplatte gebildet.

[0006] Diese Folge von Beschichten, Verfestigen und Absenken setzt sich fort, bis das zu erstellende Objekt komplett hergestellt ist. Das hergestellte Objekt befindet sich nun umgeben von nicht verfestigtem Pulver im Bauraum. [0007] Aus dem Stand der Technik DE19846478A1 ist es bekannt, den gesamten Bauraum einschließlich der Wandungen und der

Trägerplatte aus der Lasersintermaschine zu entnehmen.

[0008] Aus der WO9308928 ist ein hutartiges Behältnis über dem Baufeld bekannt, mittels welchem der hergestellte Gegenstand und das ihn umgebende unverfestigte Pulver aus der Baukammer entfernt werden kann. Unter hutartigem Behältnis ist ein Gegenstand zu verstehen, der ein Volumen umgibt und an einer Seite offen ist, wobei die Öffnung üblicherweise nach unten zeigt.

[0009] Nachteilig bei dem Stand der Technik gemäß WO9308928 ist die

Tatsache, dass kein Verschluss für das hutartige Behältnis offenbart ist.

[0010] Sofern es sich bei dem Pulver um ein sehr werthaltiges Pulver, etwa ein Edelmetallpulver handelt, hat ein Behältnis ohne Verschluss den Nachteil, dass Pulver unkontrolliert verloren gehen kann.

[001 1] Auch kann es bei der Verwendung eines Behälters ohne Verschluss zu einer Kontamination der Innenbereiche der Vorrichtung mit Pulver kommen. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn verschiedene Arten von Pulver in ein und der selben Maschine nacheinander verwendet werden, da Reste des zuvor verwendeten Pulvers die Eigenschaften des später auf dieser Maschine hergestellten

Gegenstandes nachteilig beeinflussen können.

Technische Aufgabe

[0012] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher der hergestellte Gegenstand und das ihn umgebende Pulver in einem verschlossenem Behälter aus der Lasersintermaschine entnehmbar ist, ohne dass Pulver aus dem Behältnis entweicht.

Technische Lösung

[0013] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem der hergestellte Gegenstand und das ihn umgebende Pulver zusammen mit einem Verschlusselement aus dem Bauraum heraus in das hutartige

Behältnis einschiebbar ist und anschließend das Behältnis mit einem Verschlusselement verschließbar ist. [0014] Die Überlegungen, die zum Entstehen der vorliegenden Erfindung führten gingen von der Erkenntnis aus, dass aufgrund der nach unten gerichteten Öffnung des Behältnisses es in vorteilhafter Weise möglich ist in einem Arbeitsschritt die hergestellten Gegenstände und das diese umgebende Pulver in das Behältnis zu verpacken und anschließend das Behältnis sicher zu verschließen. Hierzu ist in erfinderischer weise eine Anordnung gewählt, bei welcher als

Verschlusselement eine Platte dient, die sich direkt auf der

Trägerplatte und damit gleichzeitig unterhalb des hergestellten Gegenstandes und befindet.

[0015] Das Verschlusselement hat bevorzugt einen Querschnitt, welcher der Öffnung des hutartigen Behältnis entspricht.

[0016] In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Grundplatte, welche bei der lagenweisen Herstellung von Gegenständen aus Metall zwingend notwendig ist als Verschlusselement für das hutartige Behältnis verwendet.

Eine solche Grundplatte ist in der EP 0734 842 A1 beschrieben, worauf als

Referenz Bezug genommen wird.

Vorteilhafte Wirkungen

[0017] Durch die Anordnung des Verschlusselements auf der Trägerplatte und somit unterhalb des hergestellten Gegenstandes im Baufeld ist es möglich mit dem Antrieb, der auch für das Absenken der Trägerplatte verwendet wird das Verschlusselement in das hutartige Behältnis einzuschieben.

[0018] Da die Öffnung des hutartigen Behältnis nach unten zeigt, kann durch einfaches Anheben der gesamten Einheit von Verschlusselement, hergestelltem Bauteil und umgebendem nicht verfestigten Pulver in einem Vorgang das Verpacken des hergestellten Gegenstandes samt des nicht verfestigten Pulvers und das Verschließen des Behältnis erfolgen.

[0019] Bei der Anwendung der Erfindung beim lagenweisen Herstellen von Gegenständen aus Metall kann die Grundplatte in vorteilhafter Weise gleichzeitig als Verschlusselement dienen, wodurch in vorteilhafter Weise auf ein separates Verschlusselement verzichtet werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren

[0020] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von drei Zeichnungen

näher erläutert. [0021 ] Die Figur 1 zeigt den in geschnittener Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Schnittlinie verläuft etwa mittig durch das Baufeld.

[0022] Der hergestellte Gegenstand 1 ist umgeben von einem Pulverbett 2 auf einer Grundplatte 3 in bekannter Weise aufgebaut.

[0023] Die Grundplatte 3 ihrerseits ist mit einer Trägerplatte 4 verbunden. Die Verbindung zwischen der Grundplatte 3 und der Trägerplatte 4 ist lösbar gestaltet. In der gezeigten Darstellung ist die Art der lösbaren Verbindung nicht detailliert abgebildet, da es für das Funktionieren der vorliegenden Erfindung unerheblich ist, welche Art der lösbaren Verbindung zur Anwendung kommt. Es sind sowohl formschlüssige, als auch kraftschlüssige Verbindungen verwendbar. (Klebe- Vakuumoder Bajonet-Verbindung) Die Trägerplatte 4 ist mittels eines nicht dargestellten Antriebs auf und ab bewegbar.

[0024] Oberhalb der Bauebene 5 ist ein Behältnis 6 angebracht. Das Behältnis 6 ist an seiner zur Bauebene zeigenden Seite offen und hat einen Querschnitt, welcher dem Querschnitt des Baufeldes entspricht. Das Behältnis 6 ist so auf der Bauebene 5 positioniert, dass seine

Innenwandung mit der Innenwandung des Bauraumes fluchtet.

[0025] Das Behältnis 6 sitzt in einer Halterung 7, welche durch einen nicht gezeigten Antrieb parallel zur Bauebene 5 verfahrbar ist. Das

Behältnis 6 befindet sich während des eigentlichen

Herstellungsvorganges, ausserhalb des Strahlengangs der

Energiequelle welche für die Verfestigung des Pulvers dient.

[0026] Nach Beendigung des Herstellungsvorgangs wird das Behältnis über dem Baufeld positioniert. Zur Abdichtung ist eine umlaufende

Dichtung 8 vorgesehen, welche den Spalt zwischen der Halterung 7 und der Bauebene 5 abdichtet.

[0027] Die Figur 2 zeigt die aus Figur 1 bekannten Elemente, wobei die

Grundplatte 3 und das auf dieser Grundplatte 3 hergestellte Objekt 1 zusammen mit dem Pulver 2 nach oben in das Behältnis 6 geschoben ist. Durch das Einschieben kann im Behältnis 6 eine Druckerhöhung auftreten, welche gegebenenfalls durch ein Ventil 9 kontrolliert abgelassen werden kann. [0028] Die Figur 3 zeigt die Situation, nachdem die Trägerplatte wieder nach unten verfahren wurde. Hierzu wurde zuvor die lösbare Verbindung zwischen Grundplatte 3 und Trägerplatte 4 gelöst. Die Grundplatte 3 verblieb aufgrund der Reibung zwischen dem Aussenrand der

Grundplatte 4 und der Innenwand des Behältnisses 6 in diesem.

[0029] Die Grundplatte 3 ist so weit in das Behältnis 6 eingeschoben, dass der untere Rand des Behältnisses 6 umgebördelt werden kann. Dieses Umbördeln bewirkt zuverlässig, dass die Grundplatte 3 mit dem hergestellten Objekt 1 oder das Pulver 2 während eines weiteren Transports in dem Behältnis 6 verbleibt.

[0030] In einer bevorzugten, nicht näher dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist keine separate Trägerplatte vorgesehen. Der Antrieb, der in den vorhergehenden Ausführungsformen für das Absenken der Trägerplatte vorgesehen ist, greift vielmehr direkt an dem Verschlusselement an, so dass eine lösbare Verbindung zwischen dem Verschlusselement und dem Antrieb besteht. Um das Behältnis nach Herstellung des Objektes mitsamt diesem aus dem Bauraum heraus zu entfernen, wird das Behältnis mit dem

Verschlusselement verschlossen und anschließend die lösbare Verbindung zwischen dem Verschlusselement und dem Antrieb gelöst.

Gewerbliche Anwendbarkeit

[0031 ] Die Erfindung ist gewerblich anwendbar bei der lagenweisen

Herstellung von Gegenständen.