Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beströmungsvorrichtung und ein Beströmungsverfahren für eine Vorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials, vorzugsweise eines Pulvers, sowie auf eine derartige additive Herstellvorrichtung.

Vorrichtungen und Verfahren dieser Art werden beispielsweise beim Rapid Prototy- ping, Rapid Tooling oder Additive Manufacturing verwendet. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist unter den Namen "Selektives Lasersintern“ oder„Selektives Laserschmelzen" bekannt. Dabei wird wiederholt eine dünne Schicht eines pulverförmigen Aufbaumaterials aufgebracht und das Aufbaumaterial in jeder Schicht durch selektives Bestrahlen von einem Querschnitt des herzustellenden Objekts entsprechenden Stellen mit zumindest einem Laserstrahl selektiv verfestigt.

Bei dem selektiven Bestrahlen einer aufgebrachten Schicht des Aufbaumaterials, insbesondere eines Metallpulvers, mit dem Laserstrahl können Spratzer, Rauch, Dämpfe und/oder Gase entstehen, die sich in den Bauraum (z. B. in eine Prozesskammer) hinein ausbreiten und sich störend auf den Herstellungsprozess auswirken können. Unter anderem können sie sich als Verschmutzungen auf dem Einkoppelfenster, durch das die Laserstrahlung in die Prozesskammer eintritt, niederschlagen bzw. ablagern, was u. a. zu einem Verlust an Strahlungsleistung führen, somit zu Abweichungen von einem vorgegebenen Energieeintrag in eine Schicht führen und letztlich Eigenschaften eines herzustellenden Objekts negativ beeinflussen kann.

Die Druckschrift WO 0030789 A1 schlägt daher eine Prozesskammer vor, in deren Deckenfläche ein erhöhter Bereich mit Seitenflächen vorgesehen ist. Das Einkoppelfenster ist in diesem erhöhten Bereich angeordnet und wird von einem Gas umströmt, das durch Einlassöffnungen der Seitenflächen in den erhöhten Bereich eingeleitet wird. Dadurch können Rauch, Dämpfe und Kondensat während des Bauvorganges von dem Einkoppelfenster abgehalten werden.

In Betriebsnebenzeiten der Herstellvorrichtung, z.B. zwischen zwei Herstellungsvorgängen oder bei einer Unterbrechung des Herstellvorgangs, ist die Gasströmung jedoch nicht aktiv, so dass die Gefahr einer Verunreinigung des Einkoppelfensters besteht, beispielsweise durch von außerhalb der Prozesskammer beim Öffnen derselben eindringende Verunreinigungen (z.B. Staub) und/oder in der Prozesskammer vorhandene Rauche, Dämpfe und/oder Gase.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative bzw. verbesserte Beströmungsvorrichtung bzw. ein alternatives bzw. verbessertes Beströmungs- verfahren für eine Vorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials bereitzustellen, bei denen insbesondere eine Gasströmung zum Reinhalten des Einkoppelfensters erzeugt wird, die insbesondere bei Unterbrechungen des Herstellungsvorgangs und/oder zwischen zwei Herstellungsvorgängen aktiv ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beströmungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , ein Beströmungsverfahren gemäß Anspruch 17 und eine Herstellvorrichtung gemäß Anspruch 18. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen an- gegeben. Dabei kann das Verfahren auch durch die untenstehenden bzw. in den Unteransprüchen ausgeführten Merkmale der Beströmungsvorrichtung bzw. der Herstellvorrichtung weitergebildet sein oder umgekehrt, bzw. die Merkmale der Beströmungsvorrichtung und der Herstellvorrichtung können auch jeweils untereinander zur Wei- terbildung genutzt werden.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Beströmungsvorrichtung für eine Mehrzahl von Energiestrahl-Auslassbereichen in einer additiven Herstellvorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, wobei die Beströmungsvorrichtung eine Prozesskammer mit einer Deckenwandung umfasst, wobei die Energiestrahl-Auslassbereiche in der Deckenwandung der Prozesskammer in einer Referenzebene angeordnet sind, und wobei oberhalb der Energiestrahl-Auslassbereiche eine Mehrzahl von Energiestrahl- Umlenkeinheiten der additiven Herstellvorrichtung angeordnet ist. Weiter umfasst die Beströmungsvorrichtung zumindest eine Gasverteileinheit und eine Mehrzahl von Gasauslässen zum Auslassen eines Gases in die Prozesskammer, wobei die Gasauslässe zumindest teilweise durch die Gasverteileinheit gebildet sind, und wobei die Gasverteileinheit zumindest in einer Betriebsposition an der Deckenwandung und in- nerhalb der Prozesskammer aus der Deckenwandung bzw. der Referenzebene hervortritt, sodass sie in die Prozesskammer hinein ragt. Die Gasauslässe sind zumindest in der Betriebsposition der Gasverteileinheit in einem oberen Höhenbereich der Prozesskammer vorgesehen und so in die Prozesskammer hinein gerichtet, dass im Betrieb Gas die Referenzebene zumindest teilweise überstreicht. Oberhalb der Decken- wandung, also insbesondere außerhalb der Prozesskammer, ist zumindest eine Gaszufuhrleitung zum Zuführen des Gases zu der Gasverteileinheit angeordnet, wobei ein Endabschnitt der Gaszufuhrleitung zwischen zumindest zwei der Energiestrahl- Umlenkeinheiten angeordnet ist. Unter der Prozesskammer wird im Rahmen der Anmeldung ein Hohlraum verstanden, der durch eine Prozesskammerwandung begrenzt ist. Nach unten, d. h. zum Boden hin ist die Prozesskammer vorzugsweise zumindest teilweise durch ein Baufeld be- grenzt, in dem das dreidimensionale Objekt herstellbar ist. Unterhalb des Baufelds ist vorzugsweise ein Baubehälter für das herzustellende dreidimensionale Objekt vorgesehen. Die Prozesskammer kann ein mit Ausnahme einer Anzahl von Gaseinlässen und Gasauslässen im Wesentlichen geschlossener Hohlraum sein. Sie kann eine Tü- re zu einem Bereich außerhalb der additiven Herstellvorrichtung umfassen, die vorzugsweise zumindest während eines Herstellungsvorgangs des oder der dreidimensionalen Objekte geschlossen ist.

Ein oberer Höhenbereich der Prozesskammer bezeichnet einen deckennahen, d. h. baufeldfernen Bereich der Prozesskammer, d. h. einen Bereich, der näher an der Prozesskammerdecke als an dem Baufeld liegt. Vorzugsweise ist der obere Höhenbereich in einer obersten Hälfte, weiter bevorzugt einem obersten Drittel, besonders bevorzugt einem obersten Fünftel einer maximalen lichten Höhe der Prozesskammer angeordnet. Als maximale lichte Höhe der Prozesskammer, auch Prozesskammerhö- he, wird ein maximaler Abstand des Baufelds von der Prozesskammerdecke verstanden, d. h. eine maximale vertikale Erstreckung der Prozesskammer.

Ein Energiestrahl-Auslassbereich wird als eine zur Prozesskammer gewandte Oberfläche eines in der Prozesskammerdecke vorgesehenen Einkoppelfensters aufge- fasst, durch das die Energiestrahlung während der schichtweisen Herstellung des dreidimensionalen Objekts in die Prozesskammer gelangt oder zumindest als ein Bereich eines Einkoppelfensters, der während der schichtweisen Herstellung des dreidimensionalen Objekts durch die Energiestrahlung genutzt, d. h. von ihr durchquert wird. Vorzugsweise bezeichnet der Energiestrahl-Auslassbereich genau jene Fläche eines Einkoppelfensters, die eine Energiestrahlung bzw. ein Energiestrahl schneidet, wenn er einen Umfang eines ihm zugewiesenen maximalen Arbeitsbereichs auf dem Baufeld vollständig abtastet.

Die Energiestrahlung kann eine zur selektiven Verfestigung des Aufbaumaterials ge- eignete Energiestrahlung sein, z. B. eine Laser- oder Elektronenstrahlung. Alternativ oder zusätzlich kann die Energiestrahlung eine Wärmestrahlung sein, die zur Beheizung der Prozesskammer bzw. der Oberfläche des Aufbaumaterials genutzt wird. All- gemein bezieht sich der Begriff "Energiestrahlung" somit auf eine in dem additiven Herstellungsprozess gezielt genutzte Energiestrahlung als Abgrenzung zu beispielsweise einer Umgebungsstrahlung (z. B. Umgebungslicht). Die Referenzebene, in der die Energiestrahl-Auslassbereiche in der Deckenwandung der Prozesskammer angeordnet sind, kann z. B. die dem Baufeld zugewandte Seite oder Oberfläche der Energiestrahl-Auslassbereiche sein. Die Referenzebene kann somit identisch mit einer oder mehreren Oberflächen sein, die tatsächlich in einer einzigen Ebene liegen. Sie kann jedoch auch eine gedachte Ebene sein, die z. B. von den tatsächlichen Oberflächen des Einkoppelfensters bzw. der Einkoppelfenster geschnitten wird, beispielsweise wenn das/die Einkoppelfenster zur Horizontalen verkippt angeordnet oder selbst nicht plan sind, z. B. sphärisch. Damit kann die Referenzebene als eine Art räumliche Mittelung der in diesem Bereich angeordneten Oberflächen verstanden werden.

Die Energiestrahl-Umlenkeinheiten der additiven Herstellvorrichtung sind oberhalb der Energiestrahl-Auslassbereiche, also in einem Bereich der additiven Herstellvorrichtung außerhalb der Prozesskammer bzw. oberhalb der Prozesskammerwandung angeordnet. Eine Energiestrahl-Umlenkeinheit kann beispielsweise als Laser-Scanner- Einheit ausgebildet sein, die z. B. einen Scanner (mit einer Anzahl bewegbarer Spiegel), einen Antrieb zum gezielten Bewegen des oder der Scannerspiegel und eine Optik, z. B. eine F-Theta-Linse, umfassen kann. Dabei muss nicht jede Energiestrahl- Umlenkeinheit die beispielhaft genannten Komponenten enthalten, es ist auch möglich, dass eine oder mehrere der Komponenten gemeinsam für mehrere Energiestrahl- Umlenkeinheiten verwendet werden.

Vorzugsweise schließt an jede Energiestrahl-Umlenkeinheit ein Energiestrahl- Auslassbereich an, d. h. jedem Energiestrahl-Auslassbereich ist genau eine Energiestrahl-Umlenkeinheit zugeordnet, die unmittelbar, d. h. ohne Abstand, an den Ener- giestrahl-Auslassbereiche angrenzen oder von diesem vertikal (d. h. in eine Richtung senkrecht zum Baufeld) beabstandet sein kann. Die Betriebsposition der Gasverteileinheit bezeichnet eine Position der Gasverteileinheit in der Prozesskammer, in der sie in ihrem bestimmungsgemäßen Betrieb, d. h. im eingebauten und aktivierten Zustand, in der Prozesskammer vorgesehen ist. Der Begriff "Betriebsposition" meint jedoch nicht, dass die Gasverteileinheit bzw. Beströ- mungsvorrichtung zwingend in Betrieb ist, sondern nur, dass sie in Betrieb nehmbar ist bzw. wäre.

Ein zumindest teilweise durch die Gasverteileinheit gebildeter Gasauslass kann eine ununterbrochene oder unterbrochene Öffnung zum Auslassen von Gas sein. Eine Öffnung mit Unterbrechungen kann ein Feld oder ein Raster von Öffnungen umfassen, das z. B. durch ein Gitter oder eine Anzahl von in beliebiger Richtung verlaufenden Streben im Gasauslass gebildet ist.

Gas, das im Betrieb der Beströmungsvorrichtung aus den Gasauslässen der Gasver- teileinheit in die Prozesskammer einströmt, wird auch als Reinhaltungsgasstrom bezeichnet, insbesondere als Abgrenzung zu einem Prozessgasstrom, der zumindest zeitweise während des Herstellungsprozesses der Prozesskammer durch einen oder mehrere Gaseinlässe zugeführt wird. Ein zumindest teilweises Überstreichen der Referenzebene kann ein Berühren im Sinne zumindest eines Teilgasstroms bedeuten, der schräg auf die Referenzebene gerichtet ist. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung sind unter dem Begriff eines teilweisen Überstreichens jedoch auch

(Teil-)Gasströme parallel zur Referenzebene in geringer Beabstandung von z. B. wenigen Millimetern zu dieser umfasst. Die Gasverteileinheit ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie im Betrieb Gas auf die Mehrzahl von Gasauslässen verteilt. Die Gasverteileinheit kann von einer Gaszufuhrvorrichtung mit Gas gespeist werden, das z. B. aus einem Gasvorrat gefördert wird. Hierzu steht die Gasverteileinheit vorzugsweise u. a. über die Gaszufuhrleitung mit der Gaszufuhrvorrichtung bzw. dem Gasvorrat gasleitend in Verbindung, so dass das Gas der Gasverteileinheit im Betrieb über die Gaszufuhrleitung zugeführt wird. Ein Ende des Endabschnitts der Gaszufuhrleitung kann an die Gasverteileinheit anschlie- ßen, wenn diese in der Betriebsposition ist. Mit anderen Worten kann der Endabschnitt an einer Schnittstelle der Gaszufuhrleitung mit der Gasverteileinheit enden.

Der Begriff "zwischen zumindest zwei der Energiestrahl-Umlenkeinheiten angeordnet" meint, dass der Endabschnitt der Gaszufuhrleitung vollständig innerhalb eines minimal umgebenden Rechtecks bzw. Quaders als Rahmen ("bounding box") angeordnet ist, der die zumindest zwei Energiestrahl-Umlenkeinheiten einschließt.

Vorzugsweise sind die Gasauslässe zumindest in der Betriebsposition der Gasvertei- leinheit von der Referenzebene beabstandet in der Prozesskammer vorgesehen. Dies schließt zwar ein unmittelbares Angrenzen der Gasauslässe an die Referenzebene in eine Richtung senkrecht zur Referenzebene nicht aus, meint jedoch, dass ein signifikanter (Flächen-)Anteil der Gasauslässe von der Referenzebene beabstandet ist, also nicht in der Referenzebene selbst liegt. Beispielsweise können die Öffnungsflächen der Gasauslässe die Referenzebene schneiden.

Damit ist eine Beströmungsvorrichtung bereitgestellt, die dazu ausgebildet ist, einen Reinhaltungsgasstrom in der Prozesskammer zu erzeugen, der die Oberflächen der Energiestrahl-Auslassbereiche beispielsweise auch dann vor Verunreinigungen schüt- zen kann, wenn ein Prozessgasstrom nicht aktiv ist. Der Reinhaltungsgasstrom verläuft dabei nach seinem Austritt aus der Gasverteileinheit ungeführt, d.h. er verläuft nicht in einem Kanal oder einer sonstigen baulichen Einrichtung, sondern wird durch die Gasverteileinheit (z.B. durch einen Auslass der Gasverteileinheit) derart geformt, dass die Strömung zumindest über eine Strecke, die einer Abmessung des bzw.

Energiestrahl-Auslassbereich(e) entspricht, den Mindestanforderungen an eine Geschwindigkeit und/oder einen Druck und/oder eine Homogenität und/oder Abmessungen (d.h. der Ausbreitung), etc. entspricht. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass die Energiestrahl-Auslassbereiche nicht durch ein Gasführungselement verdeckt werden, das einen zum Baufeld hin einfallenden Energiestrahl blockieren könnte.

Die Gasverteileinheit wird durch eine Gaszufuhrleitung mit Gas gespeist, deren Endabschnitt zwischen zumindest zwei der Energiestrahl-Umlenkeinheiten angeordnet ist. Damit ist es beispielsweise möglich, einen oberhalb der Prozesskammerdecke vorgesehenen Raum der additiven Herstellvorrichtung für die Gaszuführung zu nutzen. Dies kann gegenüber einer seitlichen Gaszufuhr beispielsweise den Vorteil haben, dass die additive Herstellvorrichtung kompakter, d. h. platzsparender, gebaut sein kann, insbe- sondere wenn eine Beströmung mehrerer Energiestrahl-Auslassbereiche erwünscht ist. Ferner kann durch das Bereitstellen einer zentralen Gaszufuhr zwischen den Energiestrahl-Umlenkeinheiten bzw. zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen konstruktiv einfach eine möglichst gleichmäßige Beströmung der Mehrzahl von Energiestrahl-Auslassbereichen erzielt werden, insbesondere im Vergleich zu einer seitli- chen Beströmung der Energiestrahl-Auslassbereiche, d. h. von einer Seite der Prozesskammerwandung ausgehend.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Beströmungsvorrichtung für eine Mehrzahl von Energiestrahl-Auslassbereichen in einer additiven Herstellvor- richtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, wobei die Beströmungsvorrichtung eine Prozesskammer mit einer Deckenwandung umfasst, wobei die Energiestrahl-Auslassbereiche in der Deckenwandung der Prozesskammer in einer Referenzebene angeordnet sind. Weiter umfasst die Beströmungsvorrichtung zumindest eine Gasverteileinheit und eine Mehrzahl von Gasauslässen zum Auslassen eines Gases in die Prozesskammer, wobei die Gasauslässe zumindest teilweise durch die Gasverteileinheit gebildet sind, wobei die Gasverteileinheit zumindest in einer Betriebsposition an der Deckenwandung und innerhalb der Prozesskammer aus der Deckenwandung bzw. der Referenz- ebene hervortritt, sodass sie in die Prozesskammer hinein ragt. Die Gasauslässe sind zumindest in der Betriebsposition der Gasverteileinheit in einem oberen Höhenbereich der Prozesskammer vorgesehen und so in die Prozesskammer hinein gerichtet, dass im Betrieb Gas die Referenzebene zumindest teilweise überstreicht. Die Deckenwandung der Prozesskammer umfasst weiter eine Anzahl von Deckengasauslässen zum Zuführen des Gases zu der Gasverteileinheit, wobei der Deckengasauslass bzw. die Deckengasauslässe in einer Untersicht, d. h. vom Inneren der Prozesskammer bzw. vom Baufeld aus, auf die Deckenwandung zwischen zumindest zwei der Energie- strahl-Auslassbereiche angeordnet ist bzw. sind. Vorzugsweise umfasst die Beströ- mungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt weiter eine Gaszufuhrleitung, wobei die Gaszufuhrleitung einen in zumindest einen der Deckengasauslässe mündenden Endabschnitt umfasst.

Unter der Untersicht auf die Deckenwandung wird eine Orthogonalprojektion mit horizontaler Projektionsebene, d. h. parallel zum Baufeld, verstanden.

Der Begriff "Deckengasauslass" meint eine Durchführung durch die Prozesskammer- decke, die eine gasleitende Verbindung von einer Gaszufuhrvorrichtung zu der Gasverteileinheit durch die Prozesskammerdecke hindurch erlaubt. Ein Deckengasauslass kann beispielsweise eine Öffnung in der Prozesskammerdecke sein und/oder eine oben beschriebene Gaszufuhrleitung, insbesondere ein Endabschnitt der Gaszufuhrleitung.

Dabei weist der Öffnungsquerschnitt des Deckengasauslasses bzw. der Deckengasauslässe bevorzugt eine maximale Erstreckung, beispielsweise einen Durchmesser oder eine längste Diagonale, von höchstens 5 cm, weiter bevorzugt von höchstens 3 cm, noch weiter bevorzugt von höchstens 1 cm auf, besonders bevorzugt von höchs- tens 5 mm auf.

Der Begriff "zwischen zumindest zwei der Energiestrahl-Auslassbereiche angeordnet" meint, dass der Deckengasauslass bzw. die Deckengasauslässe vollständig innerhalb eines minimal umgebenden Rechtecks als Rahmen ("bounding box") angeordnet ist bzw. sind, der die zumindest zwei Energiestrahl-Auslassbereiche einschließt.

Mit einer derartigen zentralen Anordnung des zumindest einen Deckengasauslasses ist es beispielsweise möglich, analog zu der Anordnung des Endabschnitts der Gaszuleitung der Beströmungsvorrichtung gemäß des ersten Aspekts der Erfindung, eine platzsparende Gaszuführung bereitzustellen und/oder eine gleichmäßige Beströmung der Energiestrahl-Auslassbereiche zu bewirken. Die folgenden bevorzugten Ausführungsformen beziehen sich sowohl auf die oben beschriebene Beströmungsvorrichtung der ersten als auch der zweiten Ausführungsform. Vorzugsweise erstreckt sich der Endabschnitt der Gaszufuhrleitung im Wesentlichen senkrecht zur Referenzebene, d. h. vorzugsweise verläuft eine Haupterstreckungsrichtung, insbesondere eine Längsrichtung, des Endabschnitts der Gaszufuhrleitung im Wesentlichen senkrecht zur Referenzebene. Besonders bevorzugt ist die Erstreckungsrichtung des Endabschnitts gerade. Der Begriff "im Wesentlichen" drückt aus, dass Abweichungen von der Senkrechten von kleiner als 20°, vorzugsweise kleiner 10° mitumfasst sind. Das Ende des Endabschnitts kann dabei einen Deckengasauslass umfassen. Dies kann beispielsweise einerseits zu baulichen Vorteilen, d. h. einem geringeren Platzbedarf der Gaszuleitung führen, andererseits auch die Strömungseigenschaften der im Betrieb durch die Gasverteileinheit in die Prozesskammer einströmenden Teilgasströme verbessern, da der vertikale Endabschnitt eine Strecke darstellt, in der mit wachsender Länge eine Homogenität der Gasströmung steigt. Besonders vorteilhaft ist dabei ein Endabschnitt, dessen Länge (d. h. Erstreckung senkrecht zur Referenzebene) ein Mehrfaches seiner Breite (maximale Abmessung parallel zur Referenzebene) ist und/oder dessen Querschnittsfläche parallel zur Referenz- ebene über die Länge des Endabschnitts im Wesentlichen konstant ist. Beispielsweise kann seine Länge ein Zehnfaches, Zwanzigfaches oder Dreißigfaches seiner Breite betragen.

Vorzugsweise ist bei der Beströmungsvorrichtung eine erste Anzahl der Gasauslässe an einer ersten Seite der Gasverteileinheit vorgesehen und eine zweite Anzahl der Gasauslässe an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Gasverteileinheit vorgesehen. Dies ermöglicht beispielsweise ein gleichzeitiges Überströmen von zwei an voneinander abgewandten und einander entgegen gesetzten Seiten der Gasverteileinheit vorgesehenen Energiestrahl-Auslassbereichen.

Vorzugsweise ist in der Betriebsposition der Gasverteileinheit in einer Untersicht auf die Deckenwandung der Prozesskammer jedem Energiestrahl-Auslassbereich genau ein Gasauslass zugewandt und weiter bevorzugt ist eine maximale Erstreckung des Gasauslasses größer oder gleich einer maximalen Erstreckung des jeweiligen Energiestrahl-Auslassbereichs, dem der Gasauslass zugewandt ist. Alternativ ist vorzugsweise in einer Untersicht auf die Deckenwandung jedem Energiestrahl-Auslassbereich eine Mehrzahl von Gasauslässen zugewandt, wobei weiter bevorzugt eine maximale Erstreckung eines Bereichs der Gasverteileinheit, der ein minimal umgebendes Rechteck ist, in dem die dem jeweiligen Energiestrahl-Auslassbereich zugewandten Gasauslässe vollständig angeordnet sind (auch als "bounding box" bezeichnet), größer oder gleich einer maximalen Erstreckung des jeweiligen Energiestrahl- Auslassbereichs ist, dem die jeweiligen Gasauslässe zugewandt sind.

Dabei bezieht sich der Begriff "maximale Erstreckung des Gasauslasses bzw. des Bereichs" auf die Öffnung des Gasauslasses bzw. der Gasauslässe. Dies kann eine Längsseite einer rechteckigen Gasauslassöffnung bzw. des rechteckigen Bereichs sein. Eine maximale Erstreckung des Energiestrahl-Auslassbereichs kann z. B. ein Durchmesser oder eine längste Diagonale des Energiestrahl-Auslassbereichs sein. Damit kann beispielsweise eine Breite des in die Prozesskammer tretenden Teilgasstroms erzielt werden, die für eine zuverlässige und/oder vollständige Überströmung bzw. Beströmung des jeweiligen Energiestrahl-Auslassbereichs sorgt.

Vorzugsweise erfüllt die Beströmungsvorrichtung mindestens ein, bevorzugt mindestens zwei, der folgenden Kriterien:

- die Öffnungsquerschnitte der Gasauslässe weisen einen gleichen Flächeninhalt auf und/oder

- die Gasauslässe weisen eine gleiche geometrische Form auf und/oder

- die Gasauslässe weisen eine gleiche geringste Distanz zu ihnen jeweils zugeordneten Energiestrahl-Auslassbereichen auf und/oder

- die aus den Gasauslässen im Betrieb austretenden Teilgasströme weisen eine gleiche mittlere Geschwindigkeit auf und/oder

- die aus den Gasauslässen im Betrieb austretenden Teilgasströme weisen einen im

Wesentlichen gleichen Volumenstrom und/oder Massenstrom auf und/oder - eine mittlere Geschwindigkeit der im Betrieb aus den Gasauslässen austretenden Teilgasströme beträgt mindestens 1 m/s, bevorzugt mindestens 3 m/s, besonders bevorzugt mindestens 5 m/s und/oder

- zumindest ein Gasauslass, vorzugsweise alle Gasauslässe, weist/weisen einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei eine Längsseite, vorzugsweise die

Längsseiten, der Gasauslässe in der Betriebsposition der Gasverteileinheit im Wesentlichen parallel zur Referenzebene angeordnet ist/sind.

Die Begriffe "im Wesentlichen" bedeuten hier allgemein, dass Abweichungen des ge- nannten Merkmals mitumfasst sind. Insbesondere sind damit Abweichungen des Volumenstroms und/oder Massenstroms der Teilgasströme von höchstens 20%, vorzugsweise höchstens 10% mitumfasst bzw. Abweichungen von rechten Winkeln und/oder von einer parallelen Richtung von höchstens 20°, vorzugsweise höchstens 10°. Abweichungen von einem rechteckigen Querschnitt können zudem beispielswei- se gerundete Ecken und/oder Aussparungen in Seiten des Rechtecks umfassen und/oder eine Neigung und/oder Krümmung einer Seite (in diesem Fall wird eine Tangente gebildet).

Zusammenfassend kann durch die oben genannten Kriterien beispielsweise eine Ver- besserung der Verteilung des im Betrieb aus der Gasverteileinheit in die Prozesskammer einströmenden Gases auf die Energiestrahl-Auslassbereiche erzielt werden.

Die Gasauslässe der Beströmungsvorrichtung können ausschließlich in der Gasverteileinheit vorgehalten sein. Alternativ können die Gasauslässe in Zusammenwirken der Gasverteileinheit in der Betriebsposition sowie der Deckenwandung der Prozesskammer gebildet sein. Damit sind zwei alternative Ausführungsformen für die Gasauslässe bereitgestellt. Unter ausschließlich in der Gasverteileinheit vorgehaltenen Gasauslässen wird verstanden, dass die Gasauslässe vollständig von einer Wandung der Gasverteileinheit umschlossen sind, d. h. alleine durch die Gasverteileinheit (also nicht in Zusammenwirken mit der Deckenwandung) gebildet sind. Vorzugsweise umfasst die Beströmungsvorrichtung genau einen Deckengasauslass an einem Ende des Endabschnitts der Gaszufuhrleitung, wobei in einer Orthogonal- projektion des Deckengasauslasses und einer Gesamtheit der Energiestrahl- Auslassbereiche in eine gleiche Ebene, weiter bevorzugt in eine Ebene im Wesentli- chen parallel zum Baufeld, ein Flächenschwerpunkt der Summe der projizierten Flächen der Energiestrahl-Auslassbereiche innerhalb der projizierten Öffnungsfläche des Deckengasauslasses liegt, weiter bevorzugt identisch mit einem Flächenschwerpunkt der projizierten Öffnungsfläche des Deckengasauslasses ist. Damit ist der Deckengasauslass zentral zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen vorgesehen, was beispielsweise wiederum eine gleichmäßige Überströmung der Energiestrahl-

Auslassbereiche mit dem im Betrieb aus der Gasverteileinheit austretenden Gas bewirken kann.

Vorzugsweise umfasst die Gasverteileinheit zumindest einen Gaseinlass zum Einlas- sen des Gases in die Gasverteileinheit. Dieser kann beispielsweise eine Öffnung in der Gasverteileinheit und/oder eine Gasleitung, vorzugsweise in Verlängerung des Endabschnitts der Gaszufuhrleitung, umfassen und ist vorzugsweise in der Betriebsposition der Gasverteileinheit an einer der Deckenwandung bzw. der Gaszufuhrleitung bzw. dem Deckengasauslass zugewandten Seite der Gasverteileinheit vorgesehen. Weiter bevorzugt ist der zumindest eine Gaseinlass der Gasverteileinheit in der Betriebsposition der Gasverteileinheit an das Ende des Endabschnitts der Gaszufuhrleitung bzw. den Deckengasauslass gasleitend angeschlossen. Damit kann beispielsweise eine Gaszufuhr zu der Gasverteileinheit ermöglicht werden. Die gaseinleitende Funktion der Gaseinlässe und die gasausleitende Funktion der Gasauslässe der Gasverteileinheit sind voneinander getrennt, d. h. der bzw. die Gaseinlässe können nicht auch als Gasauslässe dienen und umgekehrt. Für jede Öffnung (Gaseinlass und Gasauslass) der Gasverteileinheit ist somit im Betrieb die Strömungsrichtung des Gases eindeutig definiert: das Gas strömt durch den Gasein- lass bzw. die Gaseinlässe der Gasverteileinheit in die Gasverteileinheit ein und durch die Gasauslässe aus dieser heraus und in die Prozesskammer ein. Die Öffnungsebenen zumindest eines Gaseinlasses, vorzugsweise aller Gaseinlässe, und der Gasaus- lässe können im Wesentlichen senkrecht zueinander liegen. Bevorzugt ist die Anzahl der Deckengasauslässe bzw. der Endabschnitte der Gaszuleitung(en) der Beströ- mungsvorrichtung mit der Anzahl der Gaseinlässe der Gasverteileinheit abgestimmt, besonders bevorzugt identisch. Bevorzugt sind der Gaseinlass bzw. die Gaseinlässe und/oder der Deckengasauslass bzw. die Deckengasauslässe bzw. der/die Endab- schnitt(e) derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass in der Betriebsposition der Gasverteileinheit die Positionen des/der Gaseinlässe und der/die Deckengasauslässe miteinander korrespondieren, sodass sie beispielsweise unmittelbar aneinander anschließen.

Weiter bevorzugt ist der zumindest eine Gaseinlass in einem mittleren Abschnitt der Gasverteileinheit angeordnet, dessen Erstreckung in Richtung einer maximalen Erstreckung der Gasverteileinheit höchstens 30%, bevorzugt höchstens 20%, besonders bevorzugt höchstens 10% der maximalen Erstreckung der Gasverteileinheit ent- spricht. Der mittlere Abschnitt kann beispielsweise exakt das mittlere Drittel, vorzugsweise exakt das mittlere Fünftel, weiter bevorzugt exakt das mittlere Zehntel der maximalen Erstreckung der Gasverteileinheit sein.

Weiter bevorzugt umfasst die Beströmungsvorrichtung genau einen Gaseinlass und mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, weiter bevorzugt mindestens vier, noch weiter bevorzugt mindestens sechs, noch weiter bevorzugt mindestens acht Gasauslässe. Noch weiter bevorzugt ist ein Verhältnis einer Öffnungsquerschnittsfläche des genau einen Gaseinlasses zu einer Summe der Öffnungsquerschnittsflächen der Gasauslässe in Abhängigkeit einer vorab festgelegten Ausströmgeschwindigkeit, mit der das Gas im Betrieb aus den Gasauslässen austritt, gewählt. Die Ausströmgeschwindigkeit kann beispielsweise eine mittlere und/oder minimale und/oder maximale Ausströmgeschwindigkeit sein. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Beströmungsvorrichtung genau einen Deckengasauslass an einem Ende des Endabschnitts der Gaszufuhrleitung und in einer Orthogonalprojektion des Gaseinlasses und des De- ckengasauslasses in eine gleiche Ebene, vorzugsweise in eine Ebene im Wesentlichen parallel zum Baufeld, liegt der Flächenschwerpunkt des Gaseinlasses der Gasverteileinheit innerhalb der projizierten Öffnungsfläche des Deckengasauslasses, vor- zugsweise sind die Flächenschwerpunkte des Gaseinlasses der Gasverteileinheit und des Deckengasauslasses identisch.

Damit kann beispielsweise eine ausreichende Überströmung bzw. Beströmung der Energiestrahl-Auslassbereiche zum Abschirmen derselben oder Entfernen von Verunreinigungen sichergestellt werden.

Weiter bevorzugt umfasst die Gasverteileinheit eine Anzahl von Hohlräumen und der Endabschnitt der Gaszufuhrleitung bzw. der Deckengasauslass ist in der Betriebsposi- tion der Gasverteileinheit in einer bestimmungsgemäßen Richtung der Gasströmung innerhalb der Beströmungsvorrichtung ausschließlich über zumindest einen der Anzahl von Hohlräumen mit den Gasauslässen und/oder mit der Prozesskammer gasleitend verbunden. Der zumindest eine Hohlraum kann gegliedert sein, ist aber vorzugsweise nicht durchgehend separiert von einem weiteren Hohlraum, der ebenfalls mit dem Gaseinlass und/oder den Gasauslässen gasleitend verbunden ist. Dadurch kann beispielsweise ein einfacher und/oder kostengünstiger Aufbau der Gasverteileinheit bereitgestellt sein.

Noch weiter bevorzugt umfasst zumindest einer der Anzahl von Hohlräumen zumin- dest einen Abschnitt, in dem sich ein Querschnitt des Hohlraums in einer Erstreckungsrichtung des Hohlraums vom Endabschnitt der Gaszufuhrleitung zu einem Gasauslass der Gasverteileinheit, vorzugsweise zu allen Gasauslässen, verjüngt, wobei bevorzugt die Verjüngung in zumindest zwei, weiter bevorzugt zumindest drei, noch weiter bevorzugt zumindest vier Stufen ausgeführt ist. Alternativ kann die Ver- jüngung stufenlos, d. h. kontinuierlich bzw. im mathematischen Sinne einer glatten Funktion folgend, ausgebildet sein. Die Verjüngung kann dabei lediglich in einem Teilbereich des Hohlraums, d. h. zweidimensional ausgebildet sein, insbesondere an einem Boden des Hohlraums, d. h. der von der Referenzebene am weitesten beabstan- deten Fläche des Hohlraums. Alternativ kann die Verjüngung über die gesamte Quer- schnittsfläche des Hohlraums, d. h. dreidimensional ausgebildet sein. Durch die Verjüngung kann beispielsweise eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Gases auf die Gasauslässe der Gasverteileinheit erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich zu der sich verjüngenden Ausbildung des zumindest einen Hohlraums der Hohlraum in der Betriebsposition der Gasverteileinheit zumindest in einer Schnittebene parallel zur Referenzebene im Wesentlichen achsensymmetrisch und/oder drehsymmetrisch ausgebildet. Auch ein Körper der Gasverteileinheit kann auch als Ganzes im Wesentlichen achsensymmetrisch und/oder drehsymmetrisch ausgebildet sein, insbesondere die Innengeometrie des Hohlraums der Gasverteileinheit. Dies kann beispielsweise eine dreizählige oder vierzählige, allgemein eine n- zählige Drehsymmetrie sein bzw. eine zweifache Achsensymmetrie. Die Achsensym- metrie und/oder Drehsymmetrie des Hohlraums bzw. des Körpers der Gasverteileinheit sind vorzugsweise in einer Draufsicht von unten und/oder oben und/oder in einer Schnittansicht der Gasverteileinheit ausgebildet, wobei die Schnittansicht in der Betriebsposition in einer horizontalen Ebene und/oder in einer Ebene parallel zum Baufeld gebildet ist. Bei einer drehsymmetrischen Ausbildung der Gasverteileinheit ist die- se besonders bevorzugt derart ausgeführt, dass die (virtuelle) Drehachse durch den Flächenschwerpunkt der Öffnungsfläche des Gaseinlasses der Gasverteileinheit verläuft. Insbesondere kann die Gasverteileinheit eine Mehrzahl von Abschnitten, insbesondere länglich ausgebildete Abschnitte, d. h. Arme, umfassen, die identisch und/oder achsensymmetrisch ausgebildet sind und/oder drehsymmetrisch relativ zum Gaseinlass der Gasverteileinheit angeordnet sind.

Durch die Symmetrie der Gasverteileinheit kann beispielsweise eine symmetrische und somit insbesondere gleichmäßige Überströmung der Energiestrahl- Auslassbereiche erzielt werden.

Vorzugsweise umfasst die Gasverteileinheit eine Prallplatte und eine Anzahl von Füßen bzw. Befestigungselementen, die weiter bevorzugt der Anzahl der Energiestrahl- Auslassbereiche entspricht, wobei die Prallplatte mittels der Füße an der Deckenwandung oder an dem Endabschnitt der Gaszufuhrleitung bzw. dem Deckengasauslass befestigbar ist. In der Betriebsposition der Gasverteileinheit ist die Prallplatte weiter bevorzugt von der Deckenwandung beabstandet und einem Deckengasauslass bzw. dem Endabschnitt der Gaszufuhrleitung derart gegenüberliegend angeordnet, dass die Prallplatte den Deckengasauslass bzw. den Endabschnitt in einer Untersicht auf die Prozesskammerwandung vollständig verdeckt. In einer Untersicht bedeutet dabei vom Baufeld der Prozesskammer aus gesehen. Weiter bevorzugt weicht eine Orientierung einer Prallfläche der Prallplatte von einer Orientierung der Referenzebene um höchstens 20°, um höchstens 10°, weiter bevorzugt um höchstens 5° ab, besonders bevorzugt ist die Prallfläche im Wesentlichen parallel zur Referenzebene. Alternativ oder zusätzlich weicht eine Orientierung einer Leitfläche der Füße von einer Senkrechten zu der Referenzebene vorzugsweise um höchstens 40°, vorzugsweise um höchstens 30°, weiter bevorzugt um höchstens 20° ab, besonders bevorzugt ist die Leitfläche im Wesentlichen senkrecht zur Referenzebene.

Die Füße bzw. deren Leitfläche(n) bewirken dabei vorzugsweise eine Aufteilung des einströmenden Gasvolumens in eine Mehrzahl von Gasteilvolumina, welche weiter bevorzugt der Zahl der Energiestrahl-Auslassbereiche entspricht und/oder eine seitli- che Begrenzung der in die Prozesskammer austretenden Teilgasströme, um einen Austrittswinkel der Teilgasströme zu begrenzen. Die Prallfläche der Prallplatte bewirkt dabei vorzugsweise eine Umlenkung des in die Gasverteileinheit einströmenden und auf die Prallfläche aufprallenden Gasstroms in eine Richtung parallel zur Referenzebene. Die Gasauslässe der Gasverteileinheit sind dabei vorzugsweise durch die De- ckenwandung der Prozesskammer, die Prallplatte und die Füße gebildet. Ein Flächeninhalt der Prallfläche der Prallplatte ist bevorzugt größer oder gleich einer Querschnittsfläche des Deckengasauslasses.

Damit ist beispielsweise eine einfache und/oder kostengünstige Ausführungsform ei- ner erfindungsgemäßen Gasverteileinheit bereitgestellt.

Vorzugsweise umfassen bzw. umfasst die Gasverteileinheit und/oder die Deckenwandung der Prozesskammer und/oder der Endabschnitt der Gaszufuhrleitung bzw. der Deckengasauslass eine Schnittstelle zum lösbaren Befestigen der Gasverteileinheit an der Deckenwandung der Prozesskammer und/oder an dem Endabschnitt der Gaszufuhrleitung. Dies kann beispielsweise als mechanische Verbindung mittels Clipsen, Verrasten, Klemmen, Stecken, Schrauben, Klettverschluss und/oder als chemische Verbindung mittels Kleben und/oder als magnetische Verbindung ausgebildet sein. Damit ist es beispielsweise möglich, die Gasverteileinheit aus der Prozesskammer zu entnehmen wenn sie nicht benötigt ist. Alternativ dazu kann die Gasverteileinheit an der Deckenwandung unlösbar befestigt und/oder integral mit der Deckenwandung ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist die Gasverteileinheit lösbar und/oder schwenkbar und/oder versenkbar an der Deckenwandung der Prozesskammer angeordnet. Dies bedeutet, dass die Gasverteileinheit in eine Betriebsposition und in eine von der Betriebsposition ver- schiedene, vorzugsweise beabstandete Ruheposition bringbar, z. B. aus der Prozesskammer entnehmbar ist. Die Anordnung der Gasverteileinheit erfolgt bevorzugt derart, dass in der Betriebsposition der Gasverteileinheit der genau eine Deckengasauslass und der genau eine Gaseinlass der Gasverteileinheit einander gegenüber liegen bzw. koaxial zueinander sind bzw. aneinander anschließen.

Vorzugsweise umfasst die Beströmungsvorrichtung weiter zumindest einen Gasvorrat, an den die Gasverteileinheit zumindest in der Betriebsposition angeschlossen ist, wobei der zumindest eine Gasvorrat die Gasverteileinheit im Betrieb mit Inertgas und/oder Luft und/oder einem ionisierten Gas speist. Insbesondere bevorzugt wird bei geschlossener Prozesskammer ein Inertgas verwendet und/oder bei geöffneter Prozesskammer, d. h. in einem Zeitraum, in dem die additive Herstellung des dreidimensionalen Objekts in der additiven Herstellvorrichtung nicht erfolgt, Luft und/oder ein ionisiertes Gas verwendet. Das Inertgas muss nicht zu 100% rein sein, sondern kann übliche Anteile weiterer Gase umfassen, ist also mit anderen Worten typischerweise eine Gasmischung mit hohem Inertgasanteil. Die geschlossene Prozesskammer ist beispielsweise dadurch definiert, dass eine Tür der Prozesskammer geschlossen ist, z. B. zur Vorbereitung und/oder Nachbereitung und/oder Durchführung eines additiven Herstellungsprozesses. Analog ist die geöffnete Prozesskammer beispielsweise dadurch definiert, dass die Tür der Prozesskammer geöffnet ist, z. B. zur Durchfüh- rung von Reinigungs- und/oder Wartungsarbeiten. Der Gasvorrat kann dabei ein separat von einem Prozessgasvorrat der additiven Herstellvorrichtung bereitgestellter Gasvorrat sein. Alternativ kann der Gasvorrat, an den die Gasverteileinheit zumindest in der Betriebsposition angeschlossen ist, ein gemeinsamer Prozessgasvorrat der additiven Herstellvorrichtung sein, aus dem während der additiven Herstellung des dreidimensionalen Objekts ein Schutzgasstrom bzw. Prozessgasstrom in der Prozesskammer erzeugt wird. Durch die Verwendung eines Inertgases bei geschlossener Prozesskammer ist es beispielsweise möglich, eine Inertgasatmosphäre in der Prozesskammer aufrechtzuerhalten. Durch die Verwendung von Luft und/oder eines ionisierten Gases bei geöffneter Prozesskammer ist es beispielsweise möglich, ein kostengünstiges Gas für die Beströmung der Energiestrahl-Auslassbereiche bereitzustellen.

Vorzugsweise umfasst die Beströmungsvorrichtung genau eine Gasverteileinheit und/oder die Gasverteileinheit ist einstückig ausgebildet. Damit ist beispielsweise eine einfache Ausführungsform einer Beströmungsvorrichtung bereitgestellt. Ein erfindungsgemäßes Beströmungsverfahren dient zum Erzeugen eines Gasstroms in einer Prozesskammer einer Herstellvorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, wobei in einer Deckenwandung der Prozesskammer der additiven Herstellvorrichtung eine Mehrzahl von Energiestrahl-Auslassbereichen in einer Referenzebene angeordnet sind und wobei oberhalb der Energiestrahl-Auslassbereiche eine Mehrzahl von Energiestrahl- Umlenkeinheiten der additiven Herstellvorrichtung angeordnet ist. Das Beströmungsverfahren umfasst einen Schritt des Auslassens eines Gases durch eine Mehrzahl von Gasauslässen einer Gasverteileinheit in die Prozesskammer, wobei die Gasauslässe zumindest teilweise durch die Gasverteileinheit gebildet sind, und wobei die Gasverteileinheit an der Deckenwandung und innerhalb der Prozesskammer aus der Deckenwandung bzw. der Referenzebene hervortritt, sodass sie in die Prozesskammer hinein ragt, die Gasauslässe der Gasverteileinheit in einem oberen Höhenbereich der Prozesskammer vorgesehen sind und so in die Prozesskammer hinein gerichtet sind, dass das Gas die Referenzebene zumindest teilweise überstreicht, und wobei das Beströmungsverfahren einen Schritt des Zuführens des Gases durch zumindest eine Gaszufuhrleitung, die oberhalb der Deckenwandung angeordnet ist, zu der Gasvertei- leinheit umfasst, wobei ein Endabschnitt der Gaszufuhrleitung zwischen zumindest zwei der Energiestrahl-Umlenkeinheiten angeordnet ist. Damit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf die Beströmungsvorrichtung beschriebenen Wirkungen auch in einem Beströmungsverfahren zu erzielen.

Vorzugsweise wird das Gas der Gasverteileinheit bzw. der Prozesskammer in Abhängigkeit eines Betriebszustands der additiven Herstellvorrichtung zugeführt, wenn ein Herstellvorgang des dreidimensionalen Objekts unterbrochen und/oder beendet ist und/oder wenn die Prozesskammer geöffnet ist und/oder wenn ein Baubehälter bzw. Wechselbehälter aus der additiven Herstellvorrichtung entnommen oder in diese eingebracht wird.

Vorzugsweise ist die Gasverteileinheit so ausgebildet und in der Prozesskammer angeordnet, dass ein durch die Gaszufuhrleitung in die Gasverteileinheit einströmender Gasstrom derart abgelenkt und/oder umgelenkt wird, dass der Gesamtvolumenstrom des einströmenden Gasstroms auf eine Mehrzahl von Gasteilvolumenströmen aufgeteilt wird. Die Gasteilvolumenströme werden weiter bevorzugt durch das aus den verschiedenen Gasauslässen ausströmende Gas erzeugt. Weiter bevorzugt weist zumindest ein erster Gasteilvolumenstrom im Wesentlichen eine vorab festgelegte erste Hauptströmungsrichtung oder eine vorab festgelegte erste Verteilung von Strömungsrichtungen auf und zumindest ein zweiter Gasteilvolumenstrom weist im Wesentlichen eine vorab festgelegte zweite, von der ersten verschiedene zweite Hauptströmungsrichtung oder eine vorab festgelegte, von der ersten Verteilung verschiedene zweite Verteilung von Strömungsrichtungen auft und/oder zumindest einem ersten Energie- strahl-Auslassbereich ist zumindest ein erster Gasteilvolumenstrom zugeordnet und zumindest einem zweiten Energiestrahl-Auslassbereich ist zumindest ein zweiter Gasteilvolumenstrom zugeordnet.

Eine erfindungsgemäße additive Herstellvorrichtung dient zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, und umfasst eine Prozesskammer mit einer Deckenwandung, wobei eine Mehrzahl von Energiestrahl-Auslassbereichen in der Deckenwandung in einer Referenzebene angeordnet sind und wobei oberhalb der Energiestrahl-Auslassbereiche eine Mehrzahl von Energiestrahl-Umlenkeinheiten der additiven Herstellvorrichtung angeordnet ist, zumindest eine Gasverteileinheit und eine Mehrzahl von Gasauslässen zum Auslas- sen eines Gases in die Prozesskammer, wobei die Gasauslässe zumindest teilweise durch die Gasverteileinheit gebildet sind, und wobei die Gasverteileinheit zumindest in einer Betriebsposition an der Deckenwandung und innerhalb der Prozesskammer aus der Deckenwandung bzw. der Referenzebene hervortritt, sodass sie in die Prozesskammer hinein ragt, die Gasauslässe zumindest in der Betriebsposition der Gasvertei- leinheit in einem oberen Höhenbereich der Prozesskammer vorgesehen sind und so in die Prozesskammer hinein gerichtet sind, dass im Betrieb Gas die Referenzebene zumindest teilweise überstreicht und oberhalb der Deckenwandung zumindest eine Gaszufuhrleitung zum Zuführen des Gases zu der Gasverteileinheit angeordnet ist, wobei ein Endabschnitt der Gaszufuhrleitung zwischen zumindest zwei der Energie- strahl-Umlenkeinheiten angeordnet ist. Damit ist es beispielsweise möglich, die oben in Bezug auf die Beströmungsvorrichtung beschriebenen Wirkungen auch in einer additiven Herstellvorrichtung zu erzielen.

Eine erfindungsgemäße Gasverteileinheit dient für eine Mehrzahl von Energiestrahl- Auslassbereichen in einer Prozesskammer einer additiven Herstellvorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials durch Bestrahlen mittels einer Energiestrahlung, wobei die Energiestrahl-Auslassbereiche in einer Deckenwandung der Prozesskammer in einer Referenzebene angeordnet sind, oberhalb der Energie- strahl-Auslassbereiche eine Mehrzahl von Energiestrahl-Umlenkeinheiten der additiven Herstellvorrichtung angeordnet ist und oberhalb der Deckenwandung der Prozesskammer zumindest eine Gaszufuhrleitung zum Zuführen des Gases zu der Gasverteileinheit angeordnet ist, wobei ein Endabschnitt der Gaszufuhrleitung zwischen zumindest zwei der Energiestrahl-Umlenkeinheiten angeordnet ist. Insbesondere ist die Gasverteileinheit eine Gasverteileinheit in einer oben beschriebenen Beströmungsvorrichtung. Durch die Gasverteileinheit sind zumindest teilweise eine Mehrzahl von Gasauslässen zum Auslassen eines Gases in die Prozesskammer gebildet sind und die Gasverteileinheit ist zumindest in einer Betriebsposition an der Deckenwandung und innerhalb der Prozesskammer vorgesehen, so dass sie aus der Deckenwandung bzw. der Referenzebene hervortritt, sodass sie in die Prozesskammer hinein ragt, und die Gasauslässe sind zumindest in der Betriebsposition der Gasverteileinheit in einem oberen Höhenbereich der Prozesskammer sind und so in die Prozesskammer hinein gerichtet, dass im Betrieb Gas die Referenzebene zumindest teilweise überstreicht. Damit ist beispielsweise eine Gasverteileinheit bereitgestellt, mit der eine additive Herstellvorrichtung aus- oder nachgerüstet werden kann, um ein oben beschriebenes Beströmungsverfahren durchzuführen.

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

Fig. 1 ist eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts.

Fig. 2a und 2b sind schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansichten eines

Ausschnitts der in Fig. 2a gezeigten Vorrichtung zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, wobei Fig. 2a schematisch eine Gasverteileinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, welche in Fig. 6 gezeigt ist, in einer Betriebsposition zeigt und Fig. 2b schematisch eine Gasverteileinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, welche in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, in einer Betriebsposition zeigt.

Fig. 3a ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts der in Fig. 1 bis 2b gezeigten Prozesskammerdecke von unten mit einer Gasverteileinheit gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Betriebsposition und Fig. 3b ist eine schematische Ansicht des in Fig. 3a gezeigten Abschnitts der Prozesskammerdecke gemäß einer Weiterbildung der in Fig. 3a gezeigten Gasverteileinheit. Fig. 4 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Gasverteileinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht der in Fig. 4 gezeigten Gasverteileinheit in einer Betriebsposition.

Fig. 6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Gasverteileinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts der in Fig. 1 bis 2b gezeigten Prozesskammerdecke von unten mit einer Gasverteileinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Betriebsposition.

Fig. 8a bis 8g sind schematische Ansichten eines Abschnitts der in Fig. 1 bis 2b gezeigten Prozesskammerdecke von unten mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsbeispielen und Anordnungsmöglichkeiten von erfindungsgemäßen Gasverteileinheiten.

Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 1 bis 2b ein Beispiel einer additiven Herstellvorrichtung beschrieben, mit der die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist eine Lasersinter- oder Laserschmelzvorrichtung 1. Zum Aufbauen eines Objekts 2 enthält sie eine Prozesskammer 3 mit einer Kammerwandung 4 und einer Deckenwandung 9, im Folgenden als (Prozess-)Kammerdecke 9 bezeichnet.

In der Prozesskammer 3 ist ein nach oben offener Behälter 5 mit einer Behälterwandung 6 angeordnet. Durch die obere Öffnung des Behälters 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. Die Arbeitsebene 7 und das Baufeld 8 sind um eine Strecke der Prozesskammerhöhe T von der Kammerdecke 9 der Prozesskammer 3 beabstandet. Die Prozesskammerhö- he T wird auch als maximale lichte Höhe der Prozesskammer bezeichnet, da ein Deckenbereich der Prozesskammer 3 ein uneinheitliches Höhenniveau, z. B. mit Dachschrägen, aufweisen kann.

In dem Behälter 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 gebildet 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 Lasersintervorrichtung 1 enthält weiter einen Vorratsbehälter 14 für ein durch elektromagnetische Strahlung verfestigbares pulverförmiges Aufbaumaterial 15 und einen in einer horizontalen Richtung H bewegbaren Beschichter 16 zum Aufbringen des Aufbaumaterials 15 innerhalb des Baufelds 8. Vorzugsweise erstreckt sich der Beschichter 16 quer zu seiner Bewegungsrichtung über den ganzen zu beschichtenden Bereich.

Zum Erzeugen eines Prozessgasstroms in der Prozesskammer 3, insbesondere in einem Bereich der Prozesskammer 3 zwischen dem Baufeld 8 und der Kammerdecke 9, ist zumindest ein Prozessgaseinlass 18a vorgesehen. Vorzugsweise ist in der Prozesskammer 3 weiter zumindest ein Prozessgasauslass 18b vorgesehen, wobei der Prozessgaseinlass 18a und der Prozessgasauslass 18b vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Enden der Prozesskammer 3 vorgesehen sind, so dass ein gerichteter Prozessgasstrom 28 durch die Prozesskammer 3 geleitet werden kann. Hierzu sind der Prozessgaseinlass 18a und der Prozessgasauslass 18b über nicht gezeig- te Gaszufuhr- und Abfuhrkanäle mit einer ebenfalls nicht gezeigten Prozessgaszufuhrvorrichtung verbunden.

Weiter ist in der Prozesskammer 3 eine Gasverteileinheit 17, 17', 117 zum Erzeugen eines Reinhaltungsgasstroms unterhalb der Prozesskammerdecke 9 angeordnet. In Fig. 1 , 2a und 2b ist die Gasverteileinheit 17, 17', 117 jeweils in einer Betriebsposition in der Prozesskammer 3 angeordnet, in der sie in Betrieb nehmbar ist bzw. wäre. Die Gasverteileinheit 17, 17', 117 kann - je nach Ausführungsform - direkt an die Unterseite der Kammerdecke 9 angrenzen (s. Fig. 2b) oder, wie in Fig. 1 und Fig. 2a gezeigt, von dieser beabstandet vorgesehen sein und wird weiter unten mit Bezug auf Fig. 3a bis 8g näher beschrieben. In der Betriebsposition ist die Gasverteileinheit 17, 17', 117 in einem oberen Flöhenbereich der Prozesskammer angeordnet, beispielsweise in einem obersten Fünftel der Prozesskammerhöhe T.

Die Gasverteileinheit 17, 17', 117 umfasst einen Gaseinlass 26 (in Fig. 1 nicht gezeigt), der mit einem Endabschnitt 61 einer Gaszufuhrleitung 60 (s. Fig. 2a, 2b) gasleitend in Verbindung steht. Die Gaszufuhrleitung 60 steht mit einer (nicht gezeigten) Reinhaltungsgaszufuhrvorrichtung und einem (nicht gezeigten) Reinhaltungsgasvorrat in Verbindung. Die Reinhaltungsgaszufuhrvorrichtung kann identisch mit der Prozessgaszufuhrvorrichtung sein oder als eine separate Gaszufuhrvorrichtung bereitgestellt sein. Ebenso kann der Reinhaltungsgasvorrat identisch mit einem Prozessgasvorrat oder separat von diesem bereitgestellt sein. Vorzugsweise ist die Gasverteileinheit einstückig ausgebildet.

Optional ist in der Prozesskammer 3 eine in Fig. 1 nicht gezeigte Strahlungsheizung angeordnet, die zum Beheizen des aufgebrachten Aufbaumaterials 15 dient. Als Strahlungsheizung kann beispielsweise ein Infrarotstrahler vorgesehen sein.

Die Lasersintervorrichtung 1 enthält ferner eine Belichtungsvorrichtung 20 mit mehreren, in Fig. 1 zwei, Lasern, d. h. einem ersten Laser 21a und einem zweiten Laser 21 b. Der erste Laser 21 a erzeugt einen ersten Laserstrahl 22a, der über eine erste Umlenkvorrichtung 23a umgelenkt und durch eine erste Fokussiervorrichtung, bei- spielsweise eine erste F-Theta-Linse 24a, über ein erstes Einkoppelfenster (erster Energiestrahl-Auslassbereich) 25a, das an der Oberseite der Prozesskammer 3 in der Prozesskammerdecke 9 angebracht ist, auf die Arbeitsebene 7 projiziert wird. Analog erzeugt der zweite Laser 21b einen zweiten Laserstrahl 22b, der über eine zweite Umlenkvorrichtung 23b umgelenkt und durch eine zweite Fokussiervorrichtung, beispielsweise eine zweite F-Theta-Linse 24b, über ein zweites Einkoppelfenster (zweiter Energiestrahl-Auslassbereich) 25b auf die Arbeitsebene 7 projiziert wird. Wie in Fig. 2a und 2b gezeigt, können die jeweiligen Elemente als zwei separate Belichtungseinheiten 20a, 20b gruppiert sein, wobei die erste Belichtungseinheit 20a die jeweils in Fig. 1 links gezeigten und mit dem Zusatz "a" gekennzeichneten Elemente umfasst und die zweite Belichtungseinheit 20b die jeweils in Fig. 1 rechts gezeigten und mit dem Zusatz "b" gekennzeichneten Elemente umfasst. Die Belichtungseinheiten 20a, 20b sind, wie in Fig. 2a und 2b gezeigt, in zwei verschiedenen und voneinander beab- standeten Gehäuseabschnitten angeordnet und werden auch als "Energiestrahl- Umlenkeinheiten" bezeichnet.

Alternativ zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform kann zumindest eine der Belichtungseinheiten 20a, 20b auch nur eines oder einen Teil der genannten Elemente umfassen. Insbesondere kann die Belichtungsvorrichtung 20 auch lediglich einen Laser umfassen, der einen Laserstrahl erzeugt, welcher dann durch einen Strahlteiler in zwei oder mehr Laserstrahlen aufgeteilt wird.

Die Belichtungsvorrichtung 20 kann dabei so ausgebildet sein, dass die Auftreffbereiche der beiden Laserstrahlen 22a, 22b in der Arbeitsebene 7 jeweils das gesamte Baufeld 8 erreichen können. Alternativ kann das Baufeld 8 auch in Bearbeitungsbereiche aufgeteilt sein, denen jeweils ein Laser zugeordnet ist und die sich teilweise überlappen können.

Die Vorrichtung 1 kann weitere, in der in Fig. 1 gezeigten Schnittansicht nicht sichtbare Belichtungseinheiten aufweisen, die vorzugsweise ähnlich wie die in Fig. 2a, 2b gezeigten Belichtungseinheiten 20a, 20b angeordnet und/oder ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 insgesamt vier oder sechs Belichtungseinheiten umfassen. Die Einkoppelfenster können dabei jeweils voneinander getrennte Fenster in der Prozesskammerdecke 9 sein, wie in Fig. 1 , 2a und 2b gezeigt. In diesem Fall wird jedes Einkoppelfenster oder zumindest ein Teilbereich jedes Einkoppelfensters auch als Energiestrahl-Auslassbereich bezeichnet. Es ist jedoch auch möglich, dass ein oder mehrere Einkoppelfenster in der Prozesskammerdecke 9 vorgesehen ist bzw. sind, wobei durch zumindest eines der Einkoppelfenster mehrere Laserstrahlen der Belichtungsvorrichtung 20 in die Prozesskammer 3 eintreten. In diesem Fall ist jedem Laser bzw. jedem Laserstrahl vorzugsweise ein Teilbereich (Energiestrahl- Auslassbereich) eines Einkoppelfensters zugeordnet, durch den der Laserstrahl in die Prozesskammer 3 eintritt. Daher wird im Folgenden allgemein die Bezeichnung

"Energiestrahl-Auslassbereiche" verwendet, wobei ein Energiestrahl-Auslassbereich ein gesamtes Einkoppelfenster bezeichnen kann oder lediglich einen Teilbereich eines Einkoppelfensters. Wie am besten aus Fig. 2a und 2b ersichtlich, liegen die dem Innenraum der Prozesskammer 3 zugewandten Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b in einer gemeinsamen Ebene, welche als Referenzebene R bezeichnet wird. In Fig. 2a, 2b ist die Referenzebene R gleichzeitig die Unterseite 19, d. h. die zum Innenraum der Prozesskammer 3 weisende Seite, der Prozesskammerdecke 9. Die Referenzebene R kann jedoch auch von der Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9 beabstandet sein und beispielsweise in die Prozesskammer 3 hinein versetzt sein oder von dem Innenraum der Prozesskammer 3 nach oben, d. h. in die Prozesskammerdecke 9 hinein, versetzt sein. Wie aus Fig. 1 , 2a, 2b ersichtlich ist die Gasverteileinheit 17, 17',

117 in der Betriebsposition so in der Prozesskammer 3 angeordnet, dass sie aus der Deckenwandung 9 bzw. der Referenzebene R hervortritt, sodass sie in die Prozesskammer 3 hinein ragt.

Ein Endabschnitt 61 einer in den Figuren nicht näher gezeigten Gaszufuhrleitung 60 oberhalb der Prozesskammerdecke 9 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Referenzebene R und ist zwischen den Belichtungseinheiten 20a, 20b vorgesehen, vorzugsweise mittig zwischen den Belichtungseinheiten 20a, 20b. Der Endabschnitt 61 ist durch die Prozesskammerdecke 9 hindurch geführt und mündet in der Ebene der Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9, in diesem Fall also in der Referenzebene R, in einem Deckengasauslass 27. Der Deckengasauslass 27 ist zwischen, vorzugsweise mittig zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen 25a, 25b vorgesehen. An den Deckengasauslass 27 kann unmittelbar die Gasverteileinheit 17, 117 an- schließen (s. Fig. 2b). In diesem Fall ist ein Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17,

117 identisch mit dem Deckengasauslass 27. Alternativ kann, wie in Fig. 2a gezeigt, ein Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17' vorgesehen sein, welcher unmittelbar an den Deckengasauslass 27 anschließt, um das Gas im Betrieb der Gaszufuhrvorrichtung der Gasverteileinheit 17' zuzuführen. In diesem Fall ist der Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17' vorzugsweise als weitere Gasleitung ausgeführt, weiter bevorzugt als Verlängerung des Endabschnitts 61 , sodass eine Querschnittsfläche des Endabschnitts 61 und des Gaseinlasses 26 im Wesentlichen über die gesamte Länge s des Endabschnitts und der Länge des Gaseinlasses konstant ist und eine Erstreckungsrichtung des Endabschnitts 61 und eine Erstreckungsrichtung des Gaseinlas- ses 26 senkrecht zur Referenzebene R identisch sind.

Senkrecht zur Referenzebene R, d. h. in Längsrichtung des Endabschnitts 61 , erstreckt sich der Endabschnitt 61 gerade über eine Länge s, die ein Mehrfaches (z. B. Zehn- oder Zwanzigfaches) seiner maximalen Erstreckung d parallel zur Referenz- ebene R beträgt. Vorzugsweise ist eine Querschnittsfläche des Endabschnitts 61 senkrecht zu seiner Länge s über die gesamte Länge s konstant. Der Endabschnitt 61 kann beispielsweise ein rohrförmiger Leitungsabschnitt mit einer runden Querschnittsfläche sein, wobei die maximale Erstreckung d der Durchmesser der runden Querschnittsfläche ist.

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

Im Betrieb wird zum Aufbringen einer Pulverschicht zunächst der Träger 10 um eine Höhe abgesenkt, die der gewünschten Schichtdicke entspricht. Der Beschichter 16 fährt zunächst zu dem Vorratsbehälter 14 und nimmt aus ihm eine zum Aufbringen einer Schicht ausreichende Menge des Aufbaumaterials 15 auf. Dann fährt er über das Baufeld 8, bringt dort pulverförmiges Aufbaumaterials 15 auf die Bauunterlage oder eine bereits vorher vorhandene Pulverschicht auf und zieht es zu einer Pulverschicht aus. Das Aufbringen erfolgt zumindest über den gesamten Querschnitt des herzustellenden Objekts 2, vorzugsweise über das gesamte Baufeld 8, also den durch die Behälterwandung 6 begrenzten Bereich. Optional wird das pulverförmige Aufbaumaterial 15 mittels einer Strahlungsheizung auf eine Arbeitstemperatur aufgeheizt.

Anschließend wird der Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 von dem Laserstrahl 22 abgetastet, sodass das pulverförmige Aufbaumaterial 15 an den Stellen verfestigt wird, die dem Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 entsprechen. Dabei werden die Pulverkörner an diesen Stellen mittels der durch die Strahlung eingebrach- te Energie teilweise oder vollständig aufgeschmolzen, so dass sie nach einer Abkühlung miteinander verbunden als Festkörper vorliegen. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis das Objekt 2 fertiggestellt ist und der Prozesskammer 3 entnommen werden kann.

Zumindest während des selektiven Verfestigens des pulverförmigen Aufbaumaterials, vorzugsweise auch während des schichtweisen Aufbringens desselben, wird der Prozesskammer 3 durch den Prozessgaseinlass 18a ein Prozessgas zugeführt und durch den Prozessgasauslass 18b dieses wieder aus der Prozesskammer 3 abgeführt. Dabei entsteht ein Prozessgasstrom 28. In Fig. 1 sind der Prozessgaseinlass 18a und der Prozessgasauslass 18b in einem unteren, d. h. baufeldnahen, Höhenbereich der Prozesskammer 3 angeordnet, so dass der Prozessgasstrom 28 im Wesentlichen durch einen Bereich der Prozesskammer 3, welcher nahe über dem Baufeld 8 liegt, strömt, um z. B. Rauche, Gase und/oder Kondensat aus diesem Bereich zu entfernen. Optional wird ein weiterer Prozessgasstrom oder zumindest ein Teilstrom des weiteren Prozessgasstroms über einen Bereich der Prozesskammer 3, welcher nahe an den Energiestrahl-Auslassbereichen 25a, 25b bzw. entfernt vom Baufeld 8 liegt, geführt, um die Energiestrahl-Auslassbereiche vor Verunreinigungen zu schützen.

Das Prozessgas ist beispielsweise ein Schutzgas bzw. Schutzgasgemisch, welches dem Aufbaumaterial gegenüber bei den beim Herstellen des Objekts 2 herrschenden Bedingungen im Wesentlichen inert ist, z.B. ein Edelgas oder Stickstoff. Auch die Verwendung von Luft oder Gemischen verschiedener Gase ist möglich.

Erfindungsgemäß wird der Prozesskammer 3, wenn der Prozessgasstrom ausgeschaltet ist, zumindest zeitweise Gas durch die Gasverteileinheit 17, 17', 117 zugeführt. Dieser Reinhaltungsgasstrom (in Fig. 1 , 2a und 2b nicht gezeigt) kann der Prozesskammer beispielsweise zugeführt werden, wenn diese geöffnet ist (beispielsweise um einen als Wechselbehälter ausgebildeten Baubehälter 5 in die Vorrichtung 1 einzubringen und/oder dieser zu entnehmen) und/oder vor bzw. nach Herstellung des dreidimensionalen Objekts 2 und/oder bei einer Unterbrechung des Herstellungsvorgangs. Um eine ausreichende abschirmende und/oder reinigende Wirkung zu erzielen, wird ein Reinhaltungsgasstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 1 m/s, vorzugsweise mindestens 3 m/s, weiter bevorzugt mindestens 5 m/s erzeugt. Vorzugsweise durchströmt der Reinhaltungsgasstrom im Wesentlichen einen oberen Höhenbereich der Prozesskammer 3, beispielsweise höchstens einen Bereich eines oberen Zehntels der Prozesskammerhöhe T. Typischerweise stellen sich die gewünschten Effekte bei einer Stärke, d. h. einer vertikalen Erstreckung des Reinhaltungsgasstroms an einer horizontalen Oberfläche eines Einkoppelfensters von wenigen Zentimetern ein. Zur Abgrenzung des Reinhaltungsgasstroms von anderen (Pro- zess-)Gasströmen innerhalb der Prozesskammer, z. B. einer globalen Prozessgasumwälzung, wird ein oberer Geschwindigkeits-Schwellenwert angesetzt, der bei 10% der maximalen Strömungsgeschwindigkeit des Reinhaltungsgasstroms liegt.

Der Reinhaltungsgasstrom wird zumindest an einem Abschnitt (Energiestrahl- Auslassbereich) der dem Baufeld 8 zugewandten, prozesskammerseitigen Oberfläche A in der Referenzebene R des bzw. der Einkoppelfenster(s) entlang geleitet. Der Abschnitt weist vorteilhafterweise eine Erstreckung auf, innerhalb der während der Herstellung eines Objekts elektromagnetische Strahlung und/oder Teilchenstrahlung das Einkoppelfenster durchquert, die das Aufbaumaterial aufschmilzt. Außerhalb dieser tatsächlich genutzten Fläche des Einkoppelfensters ist eine Reinigung oder Freihaltung mittels des Reinhaltungsgasstroms nicht zwingend notwendig, da Strahlung, die diesen Bereich durchquert, nicht auf das Baufeld auftrifft bzw. zur Herstellung des Objekts genutzt wird.

Der Reinhaltungsgasstrom kann beispielsweise auf zwei Arten ausgebildet sein. Nach der ersten Variante überströmt er die Oberflächen A der Energiestrahl- Auslassbereiche 25a, 25b in einem Abstand, ohne die Oberflächen A selbst zu berühren, so dass sich eine Art Schutzschirm bzw. Vorhang vor der Oberfläche bildet, welcher Verunreinigungen von dieser abhält. Alternativ berührt der Reinhaltungsgasstrom die Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b, so dass er nicht nur Partikel an einem Berühren bzw. Anhaften an den Oberflächen A hindert, sondern auch Verunreinigungen von den Oberflächen A abtransportiert, d. h. der Reinhaltungsgasstrom kann beispielsweise zu den Oberflächen A hin gerichtet sein. Gemäß dem Prinzip der Ausbreitung eines Freistrahls kann auch ein Gasstrom, der eine in Fig. 1 bis 2b nicht gezeigte Öffnung der Gasverteileinheit 17, 17', 117 parallel zu den Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b und in einem Abstand zur ihr verlässt, nach kurzer Distanz schräg auf die Oberflächen A auftreffen und anschließend in ständigem Kontakt an ihnen entlang strömen.

Als Reinigungs- bzw. Reinhaltungsgas kann beispielsweise Umgebungsluft, insbesondere ionisierte Luft, verwendet werden. Wenn das Reinhaltungsgas der geschlossenen Prozesskammer zugeführt wird, kann das Reinhaltungsgas auch ein Inertgas bzw. eine Inertgasmischung oder ein anderes als Prozessgas verwendetes Gas und/oder ein ionisiertes Gas sein.

Der Prozessgasstrom und der Reinhaltungsgasstrom sind dabei durch die Steuereinheit 29 separat steuerbar und/oder haben zumindest teilweise separate Zuführleitun- gen, d.h. sie können unabhängig voneinander der Prozesskammer 3 zugeführt werden. Sie können, wie oben beschrieben, aus demselben Gasreservoir gespeist sein oder auch aus unterschiedlichen Gasreservoirs.

Ein Betrieb der Gasverteileinheit 17, 17', 117 ohne Schutzgas ist insbesondere dann möglich, wenn der Herstellungsprozess nicht läuft bzw. unterbrochen oder beendet ist. Vorzugsweise ist der Reinhaltungsgasstrom während der Herstellung des dreidimensionalen Objekts, zumindest jedoch während des selektiven Verfestigens des Aufbaumaterials, ausgeschaltet. Ein Betrieb der Gasverteileinheit 17, 17', 117 mit Schutzgas ist insbesondere dann notwendig, wenn der Reinhaltungsgasstrom während des Herstellungsprozesses erzeugt wird.

Fig. 3a zeigt eine Ansicht auf eine Gasverteileinheit 17, 17' gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung, welche später mit Bezug auf Fig. 4, 5 und 6 näher beschrieben werden, wenn die Gasverteileinheit 17, 17' in der Betriebsposition in der Prozesskammer 3 angeordnet ist. Fig. 3a ist dabei eine Ansicht von unten auf die Gasverteileinheit, d.h. von dem Baufeld 8 bzw. dem Innenraum der Prozesskammer 3 aus. Die Gasverteileinheit 17, 17' ist zwischen vier in der Prozesskammerdecke 9 vorgesehenen Energiestrahl-Auslassbereichen 25a, 25b, 25c, 25d angeordnet, wobei jeder Energiestrahl-Auslassbereich 25a, 25b, 25c, 25d eine zum Inneren der Prozesskammer 3 (d.h. zum Baufeld 8) hin weisende Oberfläche A aufweist. Die Oberflächen A liegen dabei in der Referenzebene R (s. Fig. 2a, 2b). Ein Energiestrahl- Auslassbereich 25a, 25b, 25c, 25d kann, wie oben beschrieben, ein gesamtes Einkoppelfenster umfassen oder lediglich einen Teilbereich eines Einkoppelfensters, durch den während der Herstellung eines Objekts zumindest ein Laserstrahl in die Prozesskammer eintritt.

Die Oberflächen A der in Fig. 3a gezeigten Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d haben jeweils einen rechteckigen Umriss und sind voneinander beabstandet derart innerhalb eines rechteckigen Umrisses in der Prozesskammerdecke 9 angeordnet, dass sie durch einen kreuzförmigen Zwischenbereich voneinander getrennt sind (d.h. jeweils zwei Energiestrahl-Auslassbereiche sind nebeneinander und in Draufsicht untereinander angeordnet). Die Energiestrahl-Auslassbereiche 25a und 25b bilden so eine erste (obere) Zeile von Energiestrahl-Auslassbereichen (in x- Richtung) und die Energiestrahl-Auslassbereiche 25c und 25d eine zweite (untere) Zeile (in x-Richtung). Die Energiestrahl-Auslassbereiche 25a und 25c bilden eine erste (linke) Spalte (in y-Richtung) und die Energiestrahl-Auslassbereiche 25b und 25d eine zweite (rechte) Spalte (in y-Richtung). Zwischen dieser ersten und zweiten Zeile ist die Gasverteileinheit 17, 17' parallel zu den Zeilen, d. h. in x-Richtung, so angeordnet, dass sie die Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d zumindest in einer Draufsicht nicht verdeckt, d.h. sie erstreckt sich über eine Breite B (in y-Richtung), welche kleiner als oder gleich groß wie der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Zeile von Energiestrahl-Auslassbereichen ist.

Die Gasverteileinheit 17, 17' weist eine Abmessung L in Längsrichtung senkrecht zu ihrer Breite B, d. h. in x-Richtung auf, wobei die Abmessung L im Wesentlichen vorzugsweise der Gesamtbreite der beiden Spalten von Energiestrahl-Auslassbereichen (mit dazwischenliegendem Zwischenraum) entspricht. Die Abmessung L ist dabei wie unten beschrieben vorzugsweise keine äußere Abmessung der Gasverteileinheit selbst, sondern bezieht sich auf eine Abmessung und/oder Anordnung von Gasaustrittsöffnungen der Gasverteileinheit.

Weiter ist in Fig. 3a noch der Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17, 17' schematisch im Schnitt gezeigt, welcher mittig zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen 25a, 25b, 25c, 25d vorgesehen ist. Der Gaseinlass 26 ist vorzugsweise mittig, d. h. zentral, an der Gasverteileinheit 17, 17' vorgesehen in Bezug auf die Erstreckung der Gasverteileinheit in ihrer Längsrichtung. Somit unterteilt der Gaseinlass 26 die Gasverteileinheit 17, 17' in deren Längsrichtung in zwei Arme 170d, 170b, welche vorzugsweise zueinander symmetrisch mit dem Gaseinlass 26 als Symmetriezentrum ausgebildet sind.

Des Weiteren ist in Fig. 3a schematisch durch Pfeile der im Betrieb aus der Gasverteileinheit 17, 17' in die Prozesskammer 3 einströmende Reinhaltungsgasstrom bzw. Teilgasströme, die im Betrieb aus der Gasverteileinheit 17, 17' in die Prozesskammer 3 einströmen und den Reinhaltungsgasstrom bilden, gezeigt. Die Gasverteileinheit 17, 17' ist dabei so ausgebildet, dass das Gas im Betrieb beidseitig, d. h. auf gegenüberliegenden Seiten der Gasverteileinheit 17, 17' in Bezug auf deren Längserstreckung in die Prozesskammer 3 strömt. Somit werden alle Energiestrahl-Einlassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d von dem Reinhaltungsgasstrom überströmt bzw. beströmt. Bei dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel werden die Energiestrahl-Einlassbereiche 25a, 25c der ersten (linken) Spalte von Gas überströmt, welches im Betrieb aus dem linken Arm 170d der Gasverteileinheit 17, 17' austritt und die Energiestrahl-Einlassbereiche 25b, 25d der zweiten (rechten) Spalte werden von Gas überströmt, welches im Betrieb aus dem rechten Arm 170b der Gasverteileinheit 17, 17' austritt.

Fig. 3b zeigt eine Weiterbildung der in Fig. 3a gezeigten Gasverteileinheit 17, 17' in einer Ansicht von unten, d. h. von dem Baufeld 8 bzw. dem Innenraum der Prozesskammer 3 aus. Die in Fig. 3b gezeigte Gasverteileinheit 17, 17' unterscheidet sich von der in Fig. 3a gezeigten Gasverteileinheit darin, dass sie vier Arme 170a bis 170d aufweist, d. h. zwei zusätzliche Arme 170a, 170c. Die vier Arme 170a bis 170d sind kreuzförmig angeordnet, d. h. benachbarte Arme schließen jeweils im Wesentlichen einen rechten Winkel miteinander ein. Der Gaseinlass 26 ist mittig in dem Überkreuzungsbereich der Arme 170a bis 170d vorgesehen. Die in Fig. 3b gezeigte Gasverteileinheit weist somit (zumindest äußerlich, vorzugsweise auch in einem inneren Hohlraum der Gasverteileinheit) eine 4-zählige Drehsymmetrie mit dem Gaseinlass 26 als Drehpunkt auf. Jeder der vier Arme 170a bis 170d der Gasverteileinheit 17, 17' ist in der Ansicht von Fig. 3b jeweils zwischen zwei der Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d vorgesehen, sodass im Betrieb der Gasverteileinheit 17, 17' jeder Energiestrahl-Auslassbereich 25a, 25b, 25c, 25d aus zwei Richtungen, die im Wesentlichen einen Winkel von 90° miteinander einschließen, überströmt wird, wie in Fig. 3b schematisch durch Pfeile gezeigt.

Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 4 und Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gasverteileinheit beschrieben. Die in Fig. 4 gezeigte Gasverteileinheit 17 umfasst einen Körper 31 , der in Fig. 4 perspektivisch und in Fig. 5 in einer Schnittansicht dargestellt ist. Fig. 4 zeigt dabei den Körper 31 der Gasverteileinheit 17 als ein separat bereitgestelltes Element, während die Gasverteileinheit 17 bei der in Fig. 5 gezeigten Ansicht in einer Betriebsposition gezeigt ist, d. h. wenn sie in ihrem bestimmungsgemäßen Betrieb in der Prozesskammer 3 angeordnet ist. Dabei ist der Körper 31 unmittelbar unterhalb der Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9 vorgesehen (s. auch Fig. 2b).

Der Körper 31 umfasst einen Hohlraum, welcher im Folgenden als Ablenkkammer 32 bezeichnet wird. Die Ablenkkammer 32 ist nach unten durch einen Ablenkkammerboden, welcher in dem Körper 31 ausgebildet ist, begrenzt und in der Betriebsposition (s. Fig. 5) nach oben durch die Prozesskammerdecke 9 bzw. deren Unterseite 19 begrenzt. Über den Deckengasauslass 27, d. h. dem Ende des Endabschnitts 61 in der Referenzebene R (s. Fig. 2b), steht die Ablenkkammer 32 in der Betriebsposition gasleitend mit der Gaszufuhrleitung 60 (in Fig. 4 und 5 nicht gezeigt) in Verbindung. Somit bildet der Deckengasauslass 27 in der Betriebsposition (s. Fig. 5) zugleich den Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17.

Der Körper 31 erstreckt sich von einem ersten Ende E1 zu einem zweiten Ende E2 über eine Länge G und ist im Wesentlichen länglich ausgebildet, d. h. die Länge G ist größer als eine Abmessung (Breite B) des Körpers 31 quer zu der Längsrichtung G.

Der Körper 31 umfasst neben der Ablenkkammer 32 eine diese seitlich begrenzende Wandung 35, die an den Enden E1 und E2 sowie in der Mitte bezogen auf ihre Länge G erhöht ausgebildet ist. Die Erhöhungen 40 an den Enden E1 , E2 und die mittigen Erhöhungen 49 dienen als Befestigungspunkte zum Anbringen der Ablenkkammer 32 an der Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9.

Die zwischen den seitlichen Erhöhungen 40 und den mittigen Erhöhungen 49 liegenden Wandungsabschnitte berühren somit nicht die Unterseite 19 der Kammerdecke 9 und bilden damit Gasauslässe in Form von schlitzförmigen Öffnungen 30 zwischen der Unterseite 19 und der Ablenkkammerwandung 35 wenn die Gasverteileinheit 17 in der Betriebsposition in der Prozesskammer 3 angebracht ist (s. Fig. 5). Die mittigen Erhöhungen 49 der Wandung 35 sind bei an der Kammerdecke 9 angebrachter Gas- verteileinheit 17 in Bezug auf die Längsrichtung G auf Höhe des Deckengasauslasses 27angeordnet, so dass sich die schlitzförmigen Öffnungen 30 in Längsrichtung G der Ablenkeinrichtung 31 vor bzw. hinter dem Deckengasauslass 27, d. h. dem Gaseinlass 26, befinden. Dies bedeutet ferner, dass der Deckengasauslass 27 bzw. der Ga- seinlass 26 mittig in Bezug auf die Längsrichtung G angeordnet ist. Somit bildet die Ablenkkammer 32 die einzige gasleitende Verbindung von dem Deckengasauslass 27 bzw. dem Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17 zu den Gasauslässen, d. h. den schlitzförmigen Öffnungen 30. Die schlitzförmigen Öffnungen 30 grenzen dabei unmittelbar an die Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9, d. h. an die Referenzebene R, an. aufgrund ihrer vertikalen Erstreckung, d. h. senkrecht zur Referenzebene R, ist der überwiegende Anteil der Öffnungsquerschnittsfläche der Öffnungen 30 von der Referenzebene 30 beab- standet. Die Öffnungen 30 weisen ferner einen im Wesentlichen rechteckigen Quer- schnitt auf, wobei die Längsseiten der Öffnungen 30 in der Betriebsposition der Gasverteileinheit 17 im Wesentlichen parallel zur Referenzebene R angeordnet sind.

In Bezug auf die in Fig. 3a gezeigten Oberflächen A der Energiestrahl- Auslassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d erstreckt sich eine Maximalausdehnung der schlitzförmigen Öffnungen 30 im Wesentlichen über die Länge L einer Zeile von Energiestrahl-Auslassbereichen parallel zu dieser. Eine horizontale Erstreckung der mittigen Erhöhungen 49 der Wandung 35 zwischen den schlitzförmigen Öffnungen 30 entspricht in der Betriebsposition der Gasverteileinheit 17 vorzugsweise im Wesentlichen dem Abstand zweier Energiestrahl-Auslassbereiche 25a und 25b bzw. 25c und 25d einer Zeile (in der Fig. 3a die Abstände in x-Richtung). Die Anordnung und Erstreckung der schlitzförmigen Öffnungen 30 ist somit an die Anordnung der Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 25a bis 25d in x-/y-Richtung an der Prozesskammerdecke 9 und an ihre horizontale Erstreckung angepasst. Der Boden der Ablenkkammer 32, welcher die Ablenkkammer 32 (in Fig. 4 sowie in der in Fig. 5 gezeigten Betriebsposition) nach unten hin begrenzt, ist stufenförmig ausgebildet. Der stufenförmige Ablenkkammerboden ist durch horizontale Bodenab- schnitte 41 , 42, 43 und durch zwischen diesen vorgesehene vertikale Bodenabschnitte 44, 45, 46 gebildet. Die horizontalen Bodenabschnitte 41 , 42 bzw. 43 sind jeweils um eine Höhe S1 , S2 bzw. S3 von der Unterseite 19 der Kammerdecke 9 beab- standet, wobei die Höhen S1 , S2, S3 der Bodenabschnitte von dem mittigen, unter dem Gaseinlass 26 angeordneten Bodenabschnitt 41 hin zu den in Längsrichtung G vorderen bzw. hinteren Bodenabschnitten 43 (d.h. zu den Enden E1 bzw. E2 hin) abnehmen. Die vertikalen Abschnitte 44, 45, 46 verbinden jeweils zwei Bodenabschnitte, so dass ein treppenförmiger Ablenkkammerboden gebildet ist.

Sowohl der Körper 31 der Gasverteileinheit 17 als auch die Ablenkkammer 32 sind somit symmetrisch (achsensymmetrisch in Bezug auf eine Senkrechte zur Referenzebene R durch einen Flächenschwerpunkt des Gaseinlasses 26) ausgebildet.

Im Betrieb wird der Gasverteileinheit 17 durch den Gaseinlass 26 bzw. den Deckengasauslass 27 Gas in Form eines Gasstroms 50 zugeführt, das so in die Ablenkkammer 32 gelangt. Bevorzugt erfolgt dies zumindest zeitweise dann, wenn der Herstellvorgang des dreidimensionalen Objekts 2 unterbrochen oder beendet ist. Dabei ist der Gasstrom 50 ununterbrochen bzw. kontinuierlich auf den mittigen Bodenabschnitt 41 gerichtet, wobei seine Hauptströmungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu dem Bodenabschnitt 41 steht. Durch diese geometrische Anordnung wird der in die Ablenkkammer 32 eindringende Strahl 50 gleichmäßig in die Längsrichtung G zu den einander gegenüberliegenden Enden E1 , E2 hin abgelenkt, die jeweils in gleicher Entfernung zum Gaseinlass 26 liegen. Die vertikalen Abschnitte 44, 45, 46 bewirken jeweils ein Umlenken von Teilströmen nach oben hin zu den Öffnungen 30, wo die Teilströme jeweils auf die Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9 prallen und wiederum seitlich (d. h. parallel zur Unterseite 19) in Richtung der Öffnungen 30 hin abgelenkt werden. Durch Strömungswirbel an den vertikalen Abschnitten 44, 45, 46 wird nicht das gesamte auf den jeweiligen vertikalen Abschnitt auftreffende Gasteilvolumen nach oben, d. h. zur Prozesskammerdecke 9 hin abgelenkt. Vielmehr bewirken die Strömungswirbel ein teilweises Strömen von Gasteilvolumina zu den Enden E1 , E2 hin. So werden verschiedene Teilströme des in die Ablenkkammer 32 eintretenden Gasstroms 50 jeweils an den vertikalen Abschnitten 44, 45, 46 im Wesentlichen verti- kal nach oben zur Kammerdecke 9 hin abgelenkt. An dieser Stelle sei betont, dass die Beschreibung der Strömungsverläufe weitgehend schematisiert ist und eine tatsächliche Ausbreitung und Richtung der Strömung innerhalb der Prozesskammer bis hin zum Austritt aus ihr stark vereinfacht. Im Ergebnis kann in dieser Ausführungsform durch eine in Form und Abmessungen symmetrische Gestaltung der Ablenkkammer eine Aufteilung eines eingeströmten Gasvolumens auf vier annähernd gleiche Gasteilvolumina mit einem ähnlichen Geschwindigkeitsprofil erzielt werden, ein Grad an Homogenität einer Verteilung von Volumenstrom bzw. Geschwindigkeit des entweichenden Gases über die Fläche des Öffnungsquerschnitts wird durch eine mehrfache Ab- lenkung des Gasstroms innerhalb der Ablenkkammer gezielt gesteigert, da hierdurch die Verweildauer des Gases innerhalb der Ablenkkammer auf seinem Weg durch die Ablenkkammer verlängert wird. Insbesondere die Abtreppung des Ablenkkammerbodens führt zu einer über die Längserstreckung der Schlitze hinweg gestaffelten und dadurch vergleichmäßigten Ablenkung des Gases hin zur Prozesskammerdecke. Die Abtreppung vermindert also eine Tendenz zu einem überhöhten Volumenstrom an den äußersten Enden der Ablenkkammer 32. Durch den gestaffelten und kontinuierlichen Aufwärtsstrom hin zur Prozesskammerdecke wird das Gas in jedem Arm der Ablenkkammer nach dem Aufprallen an der Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9 fortlaufend in eine Richtung parallel zur Prozesskammerdecke weggedrückt. An- schließend entweichen die Teilgasströme durch die Schlitze 30 in die Prozesskammer, in der ein erheblich niedrigerer Umgebungsdruck herrscht als in der Ablenkkammer. Eine Hauptströmungsrichtung der Teilgasströme ist dabei annähernd horizontal. Durch die schlitzförmigen Öffnungen 30 erfolgt ein im Wesentlichen zu der Unterseite 19 paralleler Gasaustritt. Nach dem Austritt des Gases aus der Gasverteileinheit 17 erfolgt eine Aufweitung des Freistrahls, welche nur durch die Prozesskammerdecke 9 begrenzt wird. Der so erzeugte Reinhaltungsgasstrom strömt an den Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d zumindest teilweise an diesen entlang. Vorzugsweise durchströmt der Reinhaltungsgasstrom im Wesentlichen höchstens einen Bereich eines oberen Zehntels der Prozesskammerhöhe T. Dabei ist jedem Energiestrahl-Auslassbereich 25a, 25b, 25c, 25d (s. Fig. 3a) genau ein Gasauslass 30 zugewandt. Eine maximale Erstreckung des Gasauslasses 30 in die Längsrichtung L ist größer oder gleich der maximalen Erstreckung des jeweiligen Energiestrahl-Auslassbereichs 25a, 25b, 25c, 25d, dem der Gasauslass 30 zugewandt ist, so dass die gesamte Fläche A des Energiestrahl-Auslassbereichs beströmt wird.

Um Fig. 5 übersichtlich zu gestalten, sind rein schematisch Teilströme lediglich in der rechten Hälfte bzw. in dem rechten Arm der Ablenkkammer 32 dargestellt. Bei der hier gezeigten symmetrischen Ausbildung der Ablenkkammer 32 ergibt sich auf der rechten und linken Seite des Gaseinlasses 26, d. h. im rechten und im linken Arm der Gasverteileinheit 17, zumindest schematisch ein gleicher Strömungsverlauf.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gasverteileinheit 17', die einen Körper 3T umfasst und einen mit dem Körper 3T verbundenen Gaseinlass 26, beispielsweise in Form eines rohrförmigen Leitungsabschnitts. Der Gaseinlass 26 ist im Betrieb der Gasverteileinheit 17' bzw. in deren Betriebsposition an der Prozesskammerdecke 9 der Herstellvorrichtung 1 über den Endabschnitt 61 und die Gaszufuhrleitung 60 (s. Fig. 2a) mit dem nicht gezeigten Reinhaltungsgasvorrat verbunden.

Der Körper 3T erstreckt sich von einem ersten Ende E1 zu einem zweiten Ende E2 über eine Länge G' und ist im Wesentlichen länglich ausgebildet, d. h. die Länge G' ist größer als eine Abmessung (Breite B) des Körpers 3T quer zu der Längsrichtung G'. Der in Fig. 6 gezeigte Körper 3T der Gasverteileinheit 17' ist rohrförmig bzw. als Hohlprofil ausgebildet. An den Enden E1 , E2 sind jeweils als Befestigungsabschnitte dienende Erhöhungen 40' vorgesehen zum lösbaren Anlegen und/oder Befestigen der Gasverteileinheit 17' an der Unterseite 19 der Kammerdecke 9. Dadurch ist der Körper 3T von der Kammerdecke 9 beabstandet, wenn die Gasverteileinheit 17' in der Prozesskammer 3 an der Kammerdecke 9 angebracht ist.

Der Gaseinlass 26 ist bezogen auf die Längserstreckung G' mittig an der Oberseite des Körpers 3T (d. h. in einer Betriebsposition in der Herstellungsvorrichtung zur Prozesskammerdecke 9 hin weisend) vorgesehen. In der Ausführungsform der Fig. 6 ist der Gaseinlass 26 derart zentral an der Gasverteileinheit 17' angeordnet, dass ihr gasleitender Innenraum in Form und Größe symmetrisch ausgebildet ist, wobei eine Symmetrieachse den Gaseinlass mittig schneidet. Dadurch kann im Betrieb einfach und zuverlässig eine im Wesentlichen gleichmäßige Aufteilung eines durch den Gaseinlass 26 in den Hohlraum eingelassenen Volumenstroms auf beide Hälften der Gasverteileinheit 17' erfolgen. Dadurch kann bewirkt werden, dass die aus den Öffnungen 33 (s. u.) tretenden, die angrenzenden Einkoppelfenster beströmenden bzw. überströmenden Teilgasströme auf jeder von z. B. vier Austrittsseiten (zwei Seiten in der Fig. 6 nicht gezeigt) analoge Werte einer Geschwindigkeit und eines Volumenstroms aufweisen.

Weiter umfasst die Gasverteileinheit 17' eine Mehrzahl von vorzugsweise kreisförmigen Öffnungen 33, welche jeweils an einer Seite (d.h. in Fig. 6 einer nach vorne und einer nach hinten weisenden Seite) der Ablenkeinrichtung entlang der Längsrichtung G' angeordnet sind. Die Öffnungen 33, von denen in Fig. 6 nur die auf der nach vorne weisenden Seite des Körpers angeordneten Öffnungen zu sehen sind, sind dabei auf jeder Seite des Körpers über eine Strecke der Länge L angeordnet, wobei ein mittiger Bereich des Körpers 3T um den Gaseinlass 26 herum von Öffnungen 33 ausgespart ist. Dieser mittige, von Öffnungen ausgesparte Bereich entspricht vorzugsweise im Wesentlichen dem Abstand zweier Energiestrahl-Auslassbereiche 25a und 25b bzw. 25c und 25d einer Zeile bei der in Fig. 3a gezeigten Anordnung der Gasverteileinheit 17' zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen. Die Länge L, über die die kreisförmigen Öffnungen 33 angeordnet sind, entspricht vorzugsweise im Wesentlichen der Länge einer Zeile von Energiestrahl-Auslassbereichen (vgl. Fig. 3a). Die Anordnung der Öffnungen 33 ist somit an die Anordnung und horizontale Erstreckung der Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche der Kammerdecke angepasst.

Die Öffnungen 33 stehen über einen im Inneren des rohrförmigen Körpers 3T vorgesehenen Hohlraum in Verbindung mit dem Gaseinlass 26.

Im Betrieb wird der Gasverteileinheit 17' durch den Gaseinlass 26 Gas zugeführt, das so in den Hohlraum des Körpers 3T gelangt. Aus dem Hohlraum tritt es dann durch die Öffnungen 33 in Form eines Reinhaltungsgasstroms aus, der an den Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d (s. Fig. 3a) entlang strömt und sie vorzugsweise berührt. Der Reinhaltungsgasstrom tritt dabei in einem Abstand zu den Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche im Wesentlichen parallel zu der Unterseite 19 der Prozesskammerdecke 9 aus. Die mittlere Geschwindigkeit des Reinhaltungsgasstroms ist dabei insbesondere durch die Querschnittsfläche der Öffnungen 33 und den Volumenstrom, mit dem das Gas durch den Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17' zugeführt wird, bestimmt.

Bei einer Verwendung der in Figur 6 gezeigten Gasverteileinheit 17' in Verbindung mit einer Anordnung von vier Energiestrahl-Auslassbereichen gemäß Figur 3a umfasst der Körper 31' der Gasverteileinheit 17' an gegenüberliegenden Stellen der Mantelfläche seines zylindrischen Flohlraums jeweils eine in der Mitte unterbrochene Zeile von Öffnungen 33. „Gegenüberliegend“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zwischen zwei Öffnungen aus unterschiedlichen Zeilen eine Distanz liegt, die mindestens dem Durchmesser des Zylinders entspricht. Eine derartige Gasverteileinheit 17' erfüllt damit im Prinzip die gleiche Funktion wie eine Gasverteileinheit 17 gemäß Figur 4 und 5, die ebenfalls dazu ausgebildet ist, vier separate Oberflächen A mit dem Reinhaltungsgasstrom zu beströmen bzw. zu überströmen.

Alternativ kann die in Fig. 4 und 5 und/oder die in Fig. 6 gezeigte Gasverteileinheit 17, 17' auch dazu ausgebildet sein, jede der Oberflächen der vier Energiestrahl- Auslassbereiche 25a, 25b, 25c, 25d aus zwei Richtungen, die miteinander einen rechten Winkel einschließen, zu beströmen (s. Fig. 3b). Flierzu kann die Gasverteileinheit 17, 17' anstelle der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten zwei Arme vier Arme aufweisen (s. Fig. 3b). Die zwei zusätzlichen Arme sind identisch wie die in Fig. 4, 5 bzw. Fig. 6 gezeigten Arme ausgebildet und in einem rechten Winkel zu diesen angeordnet, wie bereits oben in Bezug auf Fig. 3b beschrieben.

Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Gasverteileinheit 117. Die Gasverteileinheit 117 ist mittig zwischen vier kreisförmigen Energiestrahl-Auslassbereichen 125a, 125b, 125c, 125d mit zum Baufeld 8 hin weisenden Oberflächen A angeordnet. Die Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche sind in der Referenzebene (in Fig. 7 nicht gezeigt) angeordnet. Die Energiestrahl-Auslassbereiche 125a, 125b, 125c, 125d sind vierzählig drehsymmetrisch in der Prozesskammerdecke 9 angeordnet, wobei der Drehpunkt gleichzeitig dem Mittelpunkt eines kreisförmigen Querschnitts des Deckengasauslasses 27 entspricht, der in der Prozesskammerdecke 9 vorgesehen ist (s. auch Fig. 2a, 2b).

Der Deckengasauslass 27 ist, wie in Fig. 7 gezeigt, in der Mitte zwischen den Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 125a, 125b, 125c, 125d angeordnet ist. Weiter umfasst die Gasverteileinheit 117 eine Prallplatte 131 , die in diesem Beispiel als quadratische Platte ausgebildet ist und unterhalb des Deckengasauslasses 27 von diesem und somit auch von der Referenzebene R beabstandet in der Prozesskammer 3 angeordnet ist. Die Prallplatte 131 ist derart ausgebildet und in der Prozesskammer 3 angeordnet, dass sie den Deckengasauslass 27 in einer Untersicht auf die Prozesskammerdecke 9 (d. h. vom Baufeld aus gesehen) vollständig verdeckt, wie in Fig. 7 gezeigt. Eine dem Deckengasauslass 27 gegenüber liegende Prallfläche (nicht gezeigt) der Prallplatte 131 ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Referenzebene R angeordnet.

Im Betrieb wird ein Gasstrom durch den Deckengasauslass 27 im Wesentlichen senkrecht auf die Prallplatte 131 gerichtet und wird von dieser im Wesentlichen parallel zu der Prallfläche der Prallplatte 131 abgelenkt. Der so erzeugte Reinhaltungsgasstrom strömt an den Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 125a, 125b, 125c, 125d entlang. Mit einer vertikalen Distanz der Prallfläche der Prallplatte 131 zur Prozesskammerdecke bzw. zu den Energiestrahl-Auslassbereichen kann abhängig von einer horizontalen Erstreckung der Energiestrahl-Auslassbereiche gesteuert werden, ob bzw. an welcher Stelle ein austretender Freistrahl als Reinhaltungsgasstrom den jeweils benachbarten bzw. zugeordneten Energiestrahl-Auslassbereich erreicht. Konkret kann eingestellt werden, ob der ungeführte Reinhaltungsgasstrom vollständig oder abschnittsweise beabstandet zu der zugeordneten Oberfläche oder Teiloberfläche des Energiestrahl-Auslassbereichs verläuft, oder alternativ so auf den Energiestrahl- Auslassbereich auftrifft, dass seine Gesamtoberfläche oder zumindest ein gesamter Nutzbereich seiner prozesskammerseitigen Oberfläche direkt von dem Reinhaltungsgasstrom beaufschlagt (berührt) wird. Optional kann im Deckengasauslass 27 oder zwischen dem Deckengasauslass 27 und der Prallplatte 131 eine Anzahl von Füßen 132 angeordnet sein, die Leitflächen aufweisen, um das zugeführte Gasvolumen in eine Anzahl von Teilvolumina zu gliedern, die z. B. identisch mit der Anzahl zu beströmender respektive überströmender Oberflächen der Energiestrahl-Auslassbereiche ist. Die Leitflächen der Füße 132 sind vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Referenzebene angeordnet. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel sind vier Füße 132 vorgesehen, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind, so dass sie ein gleichschenkliges Kreuz bilden. Die Mitte des Kreuzes, d. h. der Bereich, in dem die vier Füße aufeinander treffen, liegt in einer Orthogonalprojektion der Prallplatte 131 , der Füße 132 und des Deckengasauslasses 27 in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise einer baufeldparallelen Ebene, in dem projizierten Bereich des Deckengasauslasses 27 und in dem projizierten Bereich der Prallplatte 131. Vorzugsweise ist die Mitte des Kreuzes in der Orthogonalprojektion identisch mit einem Flächenschwerpunkt des Deckengasauslasses 27 und einem Flächenschwerpunkt der (Prallfläche der) Prallplatte 131. Die Kreuzschenkel bzw. die einzelnen Füße 132 sind vorzugsweise gegenüber den Seiten der hier gezeigten quadratischen Prallplatte 131 in einer Draufsicht bzw. in der Orthogonalprojektion um 45° gedreht angeordnet. Eine Schmalseite des Kreuzes liegt der Öffnung des Deckengasauslasses 27 gegenüber und steht damit strömungsgünstig der ankommen- den Gasströmung entgegen. Die Füße 132 bzw. deren Leitflächen sorgen im Betrieb für eine zuverlässigere und stabilere sowie präzisere Volumenaufteilung des einströmenden Gasvolumens und verleihen dem Freistrahl auf der Distanz zwischen Deckengasauslass 27 und Prallplatte 131 eine geringere Anfälligkeit für Störungen, die z. B. durch ein ungleichmäßiges Strömungsprofil (Volumenstrom bzw. Geschwindigkeit) des ankommenden Gasstroms oder durch unkontrollierte Querströmungen verursacht werden, die den Freistrahl seitlich ablenken. Die Gasauslässe der Gasverteileinheit 117 sind dabei durch die Prozesskammerdecke 9, die Prallfläche der Prallplatte 131 und die Leitflächen der Füße 132 gebildet.

Vorzugsweise sind die Füße 132 weiter als Befestigungselemente zum lösbaren Anlegen und/oder Befestigen der Prallplatte 131 an der Unterseite 19 der Kammerdecke 9 oder an dem Endabschnitt 61 der Gaszufuhrleitung 60 bzw. dem Deckengasauslass 27 ausgebildet.

Optional kann an jeder Ecke der quadratischen Prallplatte 131 ein Blockierelement (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche ein Spektrum von Abstrahlrichtungen bzw. einen maximalen Abstrahlwinkel des Reinhaltungsgasstroms begrenzen. Durch die Blockierelemente wird ein theoretisch möglicher Abstrahlwinkel von 360° auf vier separate Winkelbereiche (Segmente) begrenzt, die z. B. jeweils 70° oder 80° betragen. Dadurch ist es möglich, einen Abstrahlwinkel des Reinhaltungsgasstroms so zu definieren, dass zumindest in einer Richtung quer zur mittleren Strömungsrichtung in einem jeweils Segment nicht mehr als der notwendig zu beaufschlagende Anteil einer Oberfläche A eines Energiestrahl-Auslassbereichs von einem Anteil des Reinhaltungsgasstroms überstrichen wird. Bei einer definierten Zielgeschwindigkeit kann dadurch ein Volumenstrom zugeführten Gases reduziert werden. Optional können die Blockierelemente zugleich als Befestigungselemente zum Anbringen der Prallplatte 131 an der Prozesskammerdecke 9 ausgebildet sein.

Bei konzentrischer Positionierung der Prallplatte 131 , des Deckengasauslasses 27 , der Füße 132 und der Energiestrahl-Auslassbereiche 125a, 125b, 125c, 125d (in Fig. 7 gezeigt) sowie etwaiger Blockierelemente bzw. Strömungswinkelbegrenzer (nicht gezeigt) wird allein durch eine geometrische Anordnung der beteiligten Komponenten eine wichtige Voraussetzung für eine Aufteilung des durch den Deckengasauslass 27 einströmenden Strahls in vier ähnliche Volumenanteile ohne weitere Steuerung geschaffen.

Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist die Gasverteileinheit 17, 17', 117 wegklappbar und/oder versenkbar ausgebildet und/oder wegklappbar und/oder versenkbar an der Kammerdecke 9 und/oder Kammerwandung angebracht. Dadurch kann die Gasverteileinheit z. B. in eine Aussparung in der Prozesskammerdecke versenkt oder geklappt werden und/oder weggeklappt werden, so dass die Gasverteileinheit an der Kammerdecke 9 oder Kammerwandung der Prozesskammer anliegt und z.B. bündig mit ihr abschließt bzw. nicht aus der Ebene der Prozesskammerdecke in die Prozesskammer hineinragt. Die Gasverteileinheit kann dann, wenn sie nicht aktiv ist, d. h. wenn der Prozesskammer kein Reinhaltungsgasstrom zugeführt wird, insbesondere wenn der Prozesskammer ein Prozessgasstrom zugeführt wird, versenkt bzw. weggeklappt werden. Dadurch kann eine Verunreinigung der Gasverteileinheit vermieden werden.

Gemäß einer zweiten Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich zumindest ein weiterer Gasauslass (in den Figuren nicht gezeigt) in der Prozesskammer vorgesehen zum Ableiten, optional Absaugen, eines Reinhaltungsgases. Damit ist es beispielsweise möglich, einen gerichteten Prozessgasstrom zwischen der Gasverteileinheit und dem zumindest einen Gasauslass zu erzeugen, welcher zumindest an einem Abschnitt der Oberfläche des bzw. der Energiestrahl-Auslassbereiche in einem Abstand zu diesem bzw. diesen oder nicht beabstandet davon entlang geleitet wird und so Verunreinigungen von der Oberfläche abhält bzw. entfernt.

Auch wenn zum Einkoppeln der Laserstrahlung in die Prozesskammer ein oder mehrere Einkoppelfenster, d. h. transparente Fenster aus z. B. Glas, vorgesehen sind, so können auch andere optische Elemente, wie z. B. Linsen, zum Einbringen der Laserstrahlung in die Prozesskammer vorgesehen sein.

Zudem sind in Fig. 3a, 3b und 7 jeweils vier Energiestrahl-Auslassbereiche gezeigt, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anzahl von Energiestrahl-Auslassbereichen beschränkt. Vielmehr können in der Prozesskammerdecke z. B. auch nur zwei oder drei Energiestrahl-Auslassbereiche vorgesehen sein oder es können mehr als vier Energiestrahl-Auslassbereiche (also Einkoppelfenster bzw. Laser Windows oder Linsen oder dergleichen) vorgesehen sein. Auch ist die Anordnung der Energiestrahl- Auslassbereiche in der Prozesskammerdecke 9 bzw. in der Referenzebene R nicht auf die in Fig. 3a, 3b und 7 gezeigte Anordnung innerhalb eines Rechtecks und auf die in Fig. 7 gezeigte drehsymmetrische Anordnung beschränkt, sondern die Energiestrahl-Auslassbereiche können auch anders geeignet in der Prozesskammerdecke 9 angeordnet sein. Weitere beispielhafte Ausführungsformen und Anordnungen der oben beschriebenen Gasverteileinheit, insbesondere in Bezug auf die Anzahl und Anordnung der Energiestrahl-Auslassbereiche und die Ausbildung der Gasverteileinheit, werden im Folgenden mit Bezug auf Fig. 8a bis Fig. 8g beschrieben. Fig. 8a bis 8g zeigen jeweils, analog zu Fig. 3a, 3b und Fig. 7 eine Ansicht auf die Prozesskammerdecke 9 von unten auf die Gasverteileinheit, d. h. von dem Baufeld 8 bzw. dem Innenraum der Prozesskammer 3 aus. Die Energiestrahl-Auslassbereiche 225a bis 225f bzw. ihre Oberflächen A in der Referenzebene R sind dabei rein beispielhaft als kreisförmige Bereiche gezeigt. Die Form der Energiestrahl-Auslassbereiche 225a bis 225f ist jedoch nicht auf eine Kreisform beschränkt, vielmehr können die in den Figuren gezeigten Energiestrahl-Auslassbereiche 225a bis 225f auch jede andere geometrische Form aufweisen, beispielsweise eine rechteckige oder jede andere regelmäßige polygonale oder unregelmäßige geometrische Form. Auch können die Energiestrahl- Auslassbereiche 225a bis 225f in Bezug auf ihre geometrische Form und/oder Größe unterschiedlich ausgebildet sein. Fig. 8a bis 8f zeigen dabei Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Gasverteileinheit 17, 17' gemäß der oben in Bezug auf Fig. 3a bis Fig. 6 beschriebenen ersten und/oder zweiten Ausfüh- rungsform(en). Fig. 8f zeigt eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Gasverteileinheit 117 gemäß der oben in Bezug auf Fig. 7 beschriebenen dritten Ausführungsform.

In Fig. 8a sind insgesamt sechs Energiestrahl-Auslassbereiche 225a bis 225f gezeigt, wobei die Energiestrahl-Auslassbereiche in zwei Zeilen und drei Spalten unter- bzw. nebeneinander angeordnet sind. Analog zu dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel ist die Gasverteileinheit 17, 17' parallel zu den Zeilen von Energiestrahl-Auslassbereichen zwischen diesen vorgesehen, so dass die Energiestrahl-Auslassbereiche 225a, 225b, 225c der in Fig. 8a oberen Zeile und die Energiestrahl-Auslassbereiche 225d, 225e, 225f der in Fig. 8a unteren Zeile auf voneinander abgewandten und einander entgegengesetzten Seiten der Gasverteileinheit 17, 17' angeordnet sind. Die Länge L der Gasverteileinheit 17, 17' entspricht dabei vorzugsweise der Länge einer Zeile von Energiestrahl-Auslassbereichen, d. h. der Gesamtbreite der drei Spalten von Energiestrahl-Auslassbereichen (mit dazwischenliegendem Zwischenraum). Die Abmessung L ist dabei wie oben beschrieben vorzugsweise keine äußere Abmessung der Gasverteileinheit selbst, sondern bezieht sich auf eine Abmessung und/oder Anordnung von Gasaustrittsöffnungen der Gasverteileinheit.

Der Gaseinlass 26 der Gasverteileinheit 17, 17' ist mittig bzw. zentral zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen 25a, 25b, 25c, 25d vorgesehen, d. h. in Längsrichtung in der Mitte der mittleren Spalte von Energiestrahl-Auslassbereichen 225b, 225e. Analog zu Fig. 3a werden die Energiestrahl-Auslassbereiche 225a bis 225f im Betrieb der Gasverteileinheit 17, 17' einseitig überströmt, wobei das Gas beidseitig, d. h. an voneinander abgewandten und einander entgegengesetzten Längsseiten der Gasverteileinheit 17, 17' in die Prozesskammer 3 einströmt (in Fig. 8a schematisch durch Pfeile gezeigt).

Analog zu dem in Fig. 3b gezeigten Beispiel können bei der in Fig. 8a gezeigten Anordnung von sechs Energiestrahl-Auslassbereichen 225a bis 225f auch weitere (nicht gezeigte) senkrecht angeordnete Arme der Gasverteileinheit 17, 17' bereitgestellt sein. Die Arme können dabei beispielsweise jeweils senkrecht zwischen horizontal benachbarten Energiestrahl-Auslassbereichen 225a bis 225f vorgesehen sein und, analog zu Fig. 3b, eine zweiseitige Überströmung der Energiestrahl-Auslassbereiche 225a bis 225f ermöglichen.

In Fig. 8b ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der lediglich zwei Energiestrahl-Auslassbereiche 225a, 225b in der Prozesskammerdecke 9 vorgesehen sind. Die Gasverteileinheit 17, 17' ist mittig zwischen den Energiestrahl- Auslassbereichen 225a, 225b angeordnet, so dass jeder Energiestrahl-

Auslassbereich 225a, 225b einseitig von dem im Betrieb aus der Gasverteileinheit 17, 17' in die Prozesskammer einströmenden Gas überströmt wird. Die Länge L der Gasverteileinheit 17, 17' in Längsrichtung entspricht dabei ebenfalls vorzugsweise einer maximalen Erstreckung der Energiestrahl-Auslassbereiche 225a, 225b in einer Richtung parallel zur Längsrichtung der Gasverteileinheit 17, 17'. Bei dem in Fig. 8b gezeigten Beispiel ist der Gaseinlass 26 ebenfalls mittig an der Gasverteileinheit 17, 17' in Bezug auf die Länge L der Gasverteileinheit vorgesehen, d. h. mittig zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen 225a, 225b, d. h. die in Fig. 8b gezeigte Gasverteileinheit weist zwei Arme auf. Alternativ dazu kann die Gasverteileinheit auch nur einen Arm aufweisen, wobei der Gaseinlass 26 an einem Ende der Gasverteileinheit (in Bezug auf deren Längsrichtung) vorgesehen ist.

Die Gasverteileinheit 17, 17' gemäß der ersten und zweiten Ausbildungsform, welche oben in Bezug auf Fig. 3a, 3b und 4 bis 6, sowie Fig. 8a und 8b beschrieben wurde, ist so ausgebildet, dass Gas im Betrieb zweiseitig, d h. an voneinander abgewandten und einander entgegengesetzten Längsseiten der Gasverteileinheit, aus der Gasverteileinheit in die Prozesskammer 3 einströmt. Die Gasverteileinheit 17, 17' gemäß der ersten und zweiten Ausbildungsform kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass Gas im Betrieb lediglich einseitig aus der Gasverteileinheit ausströmt, d. h. die Gasverteileinheit 17, 17' kann auch dazu ausgebildet sein, einen einseitig ausströmenden Reinhaltungsgasstrom zu erzeugen. Dies ist beispielhaft in Fig. 8c mit einem Energiestrahl-Auslassbereich 225a gezeigt, wobei die Länge L der Gasverteileinheit 17, 17' an eine maximale Erstreckung des Energiestrahl-Auslassbereichs 225a in eine Richtung parallel zur Längsrichtung der Gasverteileinheit 17, 17', d. h. in Fig. 8c zu einem Durchmesser des runden Energiestrahl-Auslassbereichs 225a angepasst ist bzw. dieser entspricht.

Zum Erzeugen eines einseitig ausströmenden Reinhaltungsgasstroms können die entsprechenden Öffnungen der Gasverteileinheit 17, 17' (s. Fig. 4 bis 6) beispielsweise abgedeckt werden bzw. kann die Gasverteileinheit ohne die entsprechenden Öffnungen ausgebildet sein, d. h. nur einseitig mit Öffnungen ausgebildet sein.

In Fig. 8d und 8e sind weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei denen drei Energiestrahl-Auslassbereiche 225a, 225b, 225c in der Prozesskammerdecke 9 vorgesehen sind. Die Oberflächen A der Energiestrahl-Auslassbereiche 225a, 225b, 225c sind dreizählig drehsymmetrisch in der Prozesskammerdecke 9 angeordnet, wobei der Drehpunkt gleichzeitig dem Mittelpunkt eines kreisförmigen Querschnitts des Einlasses 26 der Gasverteileinheit 17, 17' entspricht. In Fig. 8d, 8e ist jeweils eine Gasverteileinheit 17, 17' mit drei Armen 170a, 170b, 170c zwischen den Energiestrahl-Auslassbereichen 225a, 225b, 225c vorgesehen, wobei jeweils einer der Arme 170a, 170b, 170c mittig zwischen zwei der Energiestrahl-Auslassbereiche 225a, 225b, 225c angeordnet ist. Die Gasverteileinheiten 17, 17' in der Fig. 8d und der Fig. 8e unterscheiden sich dadurch, dass die Arme 170a, 170b, 170c der in Fig. 8d gezeigten Gasverteileinheit 17, 17' zum einseitigen Auslassen des Gases ausgebildet sind (vgl. Fig. 8c), während die Arme 170a, 170b, 170c der in Fig. 8e gezeigten Gasverteileinheit 17, 17' zum zweiseitigen Auslassen des Gases ausgebildet sind (vgl. Fig. 8b). Im Betrieb der in Fig. 8d gezeigten Gasverteileinheit 17, 17' wird somit jeder Energiestrahl-Auslassbereich 225a, 225b, 225c von aus einem Arm austretenden Gas, d. h. aus einer Richtung, beströmt, während im Betrieb der in Fig. 8e gezeigten Gasverteileinheit 17, 17' jeder Energiestrahl-Auslassbereich 225a, 225b, 225c von jeweils zwei Armen, d. h. aus zwei Richtungen, beströmt wird, wie in Fig. 8d und 8e schematisch durch Pfeile gezeigt. Fig. 8f zeigt eine Anordnung einer Gasverteileinheit 17, 17' mit fünf Armen 170a bis 170f zwischen fünf Energiestrahl-Auslassbereichen 225a bis 225f analog zu Fig. 8d oder Fig. 8e. Die Gasverteileinheit ist dabei in Bezug auf ihre Arme fünfzählig drehsymmetrisch ausgebildet, wobei das Drehzentrum einem Flächenschwerpunkt bzw. Mittelpunkt des Gaseinlasses 26 entspricht.

Fig. 8e zeigt alternativ zu der in Fig. 8f gezeigten Verwendung einer Gasverteileinheit 17, 17' gemäß der oben beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsform eine Gasverteileinheit 117 gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform, welche mittig zwischen den fünf Energiestrahl-Auslassbereichen 225a bis 225f angeord- net ist. Die Form der Prallplatte 231 ist an die geometrische Anordnung der Energiestrahl-Auslassbereiche in der Referenzebene angepasst, so dass sie ebenfalls eine fünfzählige Drehsymmetrie aufweist. Die fünf Füße 232 mit Leitflächen (nicht gezeigt) sind jeweils so angeordnet, dass sie in ihrer Verlängerung jeweils in einen mittigen Bereich zwischen zwei Energiestrahl-Auslassbereichen gerichtet sind.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gasverteileinheiten ist jeweils eine einzige Gasverteileinheit in der Prozesskammer vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, mehrere derartige Gasverteileinheiten in der Prozesskammer anzuordnen. Vorzugsweise umfasst jede der Gasverteileinheiten einen separaten Gaseinlass, der mit einem Endabschnitt einer Zufuhrleitung in Verbindung steht. Hierzu können insbesondere mehrere Endabschnitte bereitgestellt sein, vorzugsweise entspricht die Anzahl der Endabschnitte der Gaszufuhrleitung(en) der Anzahl der Gasverteileinheiten.

Die Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen können, soweit möglich, miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise die in Fig. 6 gezeigte Gasverteileinheit auch unmittelbar unterhalb der Prozesskammerdecke 9 angeordnet sein und eine Öffnung in der Prozesskammerdecke 9 kann dann den Gaseinlass 26 bilden. Ebenso kann z. B. die in Fig. 4 und 5 gezeigte Gasverteileinheit eine separate Decke aufweisen, so dass diese nicht von der Prozesskammerdecke 9 gebildet ist. Die Gasverteileinheit kann dann einen separat von der Prozesskammerdecke 9 gebildeten Gaseinlass aufweisen.

Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand einer Lasersinter- bzw. Laserschmelzvorrichtung beschrieben wurde, ist sie nicht auf das Lasersintern oder Laserschmelzen eingeschränkt. Sie kann auf beliebige Verfahren zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Objektes durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials angewendet werden, bei denen eine elektromagnetische Strahlung und/oder eine Teilchenstrahlung zum Verfestigen des Aufbaumaterials verwendet wird, wobei das Verfestigen einen Prozess des gezielten lokalen An- und/oder Aufschmelzens des Aufbaumaterials und anschließenden Erstarrens umfasst.

Der Belichter kann beispielsweise einen oder mehrere Gas- oder Festkörperlaser oder jede andere Art von Laser wie z. B. Laserdioden, insbesondere VCSEL (Vertical Cavi- ty Surface Emitting Laser) oder VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser). Allgemein kann als Belichter jede Einrichtung verwendet werden, mit der Energie als Wellen- oder Teilchenstrahlung selektiv auf eine Schicht des Aufbaumaterials aufgebracht werden kann. Anstelle eines Lasers können beispielsweise eine an- dere Lichtquelle, ein Elektronenstrahl oder jede andere Energie- bzw. Strahlenquelle verwendet werden, die geeignet ist, das Aufbaumaterial zu verfestigen.

Als Aufbaumaterial können verschiedene Arten von Pulver verwendet werden, insbe- sondere Metallpulver, Kunststoffpulver, Keramikpulver, Sand, gefüllte oder gemischte Pulver. Anstelle von Pulver können auch andere geeignete Materialien als Aufbaumaterial verwendet werden.