Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Herstellen einer Pulver mischung, eine additive Herstellvorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts unter Verwendung einer derartigen Pulvermischung bzw. eine additive Her stellvorrichtung mit einer derartigen Mischvorrichtung, und ein Verfahren zur Herstel lung einer Pulvermischung.

Vorrichtungen und Verfahren zum additiven Herstellen eines dreidimensionalen Ob jekts durch schichtweises selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials werden bei spielsweise beim Rapid Prototyping, Rapid Tooling oder Additive Manufacturing ver wendet. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist unter dem Namen "Selektives La sersintern oder 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 Ob jekts entsprechenden Stellen mit einem Laserstrahl selektiv verfestigt.

In der Regel bleibt bei einem derartigen Herstellungsverfahren ein Anteil des als Auf baumaterial verwendeten Pulvers übrig, z.B. in Form von das hergestellte Objekt um gebendem Pulver oder überschüssigem Pulver, welches bei einem Schichtauftrag durch den Beschichter einem Überlaufbehälter zugeführt wurde. Derartiges Pulver, welches bereits in einem vorhergehenden Herstellungsvorgang verwendet wurde, wird auch als Altpulver bezeichnet. Zur Steigerung der Effizienz, insbesondere der Kosten effizienz des Herstellungsverfahrens kann es erwünscht sein, als Aufbaumaterial ei nen Anteil an Altpulver zu verwenden. Hierzu wird das Altpulver in der Regel mit soge nanntem Neupulver, d. h. Pulver, welches noch nicht in einem vorhergehenden Her stellungsvorgang verwendet wurde, gemischt und für einen weiteren Herstellungsvor gang als Aufbaumaterial bereitgestellt. Auch kann es bei einem additiven Herstellungsverfahren erwünscht oder erforderlich sein, ein als Aufbaumaterial verwendetes Pulver nach bestimmten Vorgaben, bei spielsweise hinsichtlich chemischer und/oder physikalischer Eigenschaften, aus ver schiedenen Pulverkomponenten zu mischen.

In beiden Fällen ist es erforderlich, eine möglichst homogene Pulvermischung aus den verschiedenen Pulverkomponenten, d. h. dem Alt- und Neupulver bzw. chemisch und/oder physikalisch verschiedenen Pulverkomponenten, zu erzielen, um ein dreidi mensionales Objekt mit guten, insbesondere möglichst homogenen, Bauteileigen schaften zu erhalten.

DE 102010043 166 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Vermischen von Pulver für eine additive Herstellvorrichtung. Der Behälter, in dem das Pulver vermischt wird, um fasst eine fluiddurchlässige untere Platte und eine Rührvorrichtung in Form eines Rührwerkzeugs.

US 2009/0169664 A1 beschreibt ein System zum Mischen eines Pulvers für eine La sersintermaschine, wobei ein Neupulver und ein Altpulver in einem Mischbehälter ge mischt werden. Zum Durchmischen der Pulver werden diese in einem Kreislauf zirku liert.

EP 2450 177 A1 beschreibt ein Pulverbehandlungssystem für einen 3D-Drucker, wo bei das System eine Mehrzahl von Pulverhaltebehältern umfasst und eine Vakuum pumpe, um Pulver zwischen den Pulverhaltebehältern zu fördern. Als Pulverbehälter sind ein Dosierbehälter vorgesehen um eine für einen Schichtauftrag ausreichende Pulvermenge zu dosieren, sowie ein externer Pulverbehälter zum Bereitstellen des Pulvers. Der externe Pulverbehälter umfasst einen Deckel und eine konische Wan dung, sowie eine innenliegende Düse, durch die Pulver nach oben ausgeleitet wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative bzw. verbes serte Mischvorrichtung bzw. ein alternatives bzw. verbessertes Verfahren zum Her stellen einer Pulvermischung für eine additive Herstellvorrichtung bereitzustellen, bei der bzw. dem insbesondere die Homogenität der Pulvermischung verbessert werden kann und/oder die bzw. das ein möglichst einfach durchführbares und/oder reprodu zierbares und/oder zumindest teilweise automatisch durchführbares Mischen von Pul verkomponenten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mischvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine addi tive Herstellvorrichtung gemäß Anspruch 13 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben. Da bei kann das Verfahren auch durch die untenstehenden bzw. in den Unteransprüchen ausgeführten Merkmale der Vorrichtungen weitergebildet sein oder umgekehrt, bzw. können die Merkmale der Vorrichtungen auch jeweils untereinander zur Weiterbildung genutzt werden.

Eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung dient zum Herstellen einer Pulvermischung aus einer ersten Pulverkomponente und zumindest einer zweiten Pulverkomponente für eine additive Herstellvorrichtung, in der ein dreidimensionales Objekt durch schichtweises selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials, welches die Pulvermi schung umfasst, herstellbar ist. Die Mischvorrichtung umfasst einen ersten Behälter zur Aufnahme der ersten und/oder der zweiten Pulverkomponente, wobei an einer un teren Begrenzung des ersten Behälters eine Ausgabeöffnung zum Ausgeben der ers ten und/oder zweiten Pulverkomponente vorgesehen ist, und einen zweiten Behälter zur Aufnahme der ersten und/oder der zweiten Pulverkomponente, wobei der zweite Behälter zu einer Oberseite hin zumindest abschnittsweise offen ausgebildet ist.

Im Folgenden wird die Pulvermischung als Mischung der ersten und zweiten Pulver komponente beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung zweier Pulverkomponenten beschränkt; vielmehr können auch drei oder mehr Pulverkompo nenten zur Verwendung mit der Mischvorrichtung vorgesehen sein, insbesondere durch diese gemischt werden. Die erste und zweite Pulverkomponente und etwaige weitere Pulverkomponenten unterscheiden sich vorzugsweise in ihren chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften voneinander. Beispielsweise kann die erste Pulverkomponente ein Altpulver sein, welches bereits in einem vorhergehenden Bau vorgang als unverfestigtes und/oder überschüssiges Pulver übriggeblieben ist, und die zweite Pulverkomponente kann ein Neupulver sein. Die untere Begrenzung des ersten bzw. des zweiten Behälters ist vorzugsweise ein Behälterboden des jeweiligen Behälters. Vorzugsweise ist die untere Begrenzung des ersten bzw. des zweiten Behälters gegenüberliegend einem Behälterdeckel des ers ten Behälters (s.u.) bzw. der Oberseite des zweiten Behälters vorgesehen.

Weiter weist der zweite Behälter der Mischvorrichtung zumindest eine Fluidisierungs zone auf zum Einleiten eines Gases in den zweiten Behälter. Vorzugsweise ist die zu mindest eine Fluidisierungszone in einem unteren Behälterbereich des zweiten Behäl ters vorgesehen. Der untere Behälterbereich ist insbesondere ein an die untere Be grenzung des zweiten Behälters angrenzender Flöhenbereich des zweiten Behälters. Optional kann eine weitere (zweite) Fluidisierungszone zum Einleiten eines Gases in den ersten Behälter vorgesehen sein. Vorzugsweise ist oder sind die Fluidisierungs- zone(n) jeweils durch einen Flohlraum gebildet, der durch ein Gaseinleitelement, ins besondere ein Lochblech und/oder eine poröse Platte, von dem ersten bzw. zweiten Behälter getrennt ist.

Die Mischvorrichtung umfasst weiter eine Pulverleitung, die an die Ausgabeöffnung des ersten Behälters anschließt und in den zweiten Behälter hineingeführt ist. Die Pul verleitung ist vorzugsweise im Wesentlichen außerhalb des ersten Behälters vorgese hen. "Im Wesentlichen außerhalb des ersten Behälters" meint dabei, dass die Pulver leitung über den Großteil ihrer Leitungslänge außerhalb des ersten Behälters vorgese hen ist, und insbesondere nur der in den zweiten Behälter hineingeführte Abschnitt der Pulverleitung innerhalb des ersten Behälters vorgesehen ist.

Die Pulverleitung bildet somit, beispielsweise als eine Rohrleitung, eine pulverfüh rende Verbindung der Ausgabeöffnung des ersten Behälters mit dem Innenraum des zweiten Behälters. Dies ermöglicht beispielweise eine Förderung der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente in einem Kreislauf, wobei beispielsweise die Pulverkompo- nente(n) durch Fluidisierung in dem zweiten Behälter über dessen zumindest ab schnittsweise offen ausgebildete Oberseite aus diesem austritt bzw. austreten und in den ersten Behälter gelangt bzw. gelangen und von dort wiederum über die Pulverlei- tung zurück in den zweiten Behälter. Diese Förderung in einem Kreislauf kann bei spielsweise zu einer guten Durchmischung der beiden Pulverkomponenten führen. Dabei ist die Fluidisierungszone in bzw. an dem zweiten Behälter vorgesehen und die Ausgabeöffnung, an die die Pulverleitung anschließt, ist an dem ersten Behälter vor gesehen, d. h. der Bereich, in dem das Pulver fluidisiert wird (also in dem zweiten Be hälter) und ein Ausgabebereich des Pulvers (ein unterer Bereich des ersten Behälters nahe der Ausgabeöffnung) sind räumlich voneinander getrennt. Dadurch kann bei spielsweise eine möglichst lange Wegstrecke erzielt werden, die das Pulver bei der Förderung in einem Kreislauf zurücklegt bzw. über die sich die Pulverkomponenten miteinander vermischen können. Insgesamt kann somit mit der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung eine Vorrichtung zum Mischen verschiedener Pulverkomponenten bereitgestellt sein, mit der ein Mischvorgang auf einfache Art und Weise und/oder zu mindest teilweise automatisch und/oder möglichst reproduzierbar durchführbar ist und/oder mit der eine möglichst homogene Pulvermischung herstellbar ist.

Vorzugsweise ist der zweite Behälter im Wesentlichen innerhalb des ersten Behälters angeordnet. Somit ist gemäß dieser bevorzugten Ausbildung der erste Behälter als ein Außenbehälter und der zweite Behälter als ein Innenbehälter ausgebildet, wobei der zweite Behälter über den ersten Behälter beispielsweise auch überstehen kann. Damit ist es beispielsweise möglich, eine möglichst kompakte, d. h. platzsparende, Misch vorrichtung bereitzustellen und/oder den Betrieb und/oder Aufbau der Mischvorrich tung möglichst einfach zu gestalten, da das aus dem zweiten Behälter durch Fluidisie rung austretende Pulver direkt in den ersten Behälter gelangt und somit beispiels weise keine weiteren strukturellen Elemente, wie z.B. Pulverleitungen, als zusätzliche Verbindung zwischen den beiden Behältern erforderlich sind.

Weiter bevorzugt ist der zweite Behälter im Wesentlichen in allen Raumrichtungen von dem ersten Behälter beabstandet in diesem vorgesehen, noch weiter bevorzugt im Wesentlichen mittig in dem ersten Behälter. Der Begriff "im Wesentlichen in allen Raumrichtungen von dem ersten Behälter beabstandet" meint dabei, dass ein ab schnittsweises Berühren des ersten und des zweiten Behälters nicht ausgeschlossen ist, beispielsweise können strukturelle Elemente zur Befestigung des zweiten im ers ten Behälter vorgesehen sein, welche die beiden Behälter miteinander verbinden. Durch die Beabstandung der beiden Behälter voneinander ist es beispielsweise mög lich eine verbesserte Durchmischung der beiden Pulverkomponenten und/oder eine gute Förderung im Kreislauf (s.o.) zu erzielen.

Vorzugsweise ist der erste Behälter zu einer Oberseite hin durch einen Behälterdeckel verschließbar und der zweite Behälter ist innerhalb des ersten Behälters so vorgese hen, dass eine obere Begrenzung des zweiten Behälters von dem Behälterdeckel des ersten Behälters beabstandet ist. Die obere Begrenzung des zweiten Behälters kann beispielsweise als ein Behälterrand des zweiten Behälters ausgebildet sein. Weiter bevorzugt ist die Pulverleitung durch den Behälterdeckel des ersten Behälters in den zweiten Behälter hineingeführt. Alternativ oder zusätzlich ist die Pulverleitung vorzugs weise in einen Bereich des zweiten Behälters hineingeführt, der der untersten Hälfte, weiter bevorzugt dem untersten Drittel, eines Abstands der unteren Begrenzung, bei spielsweise einem Behälterboden, des zweiten Behälters von der oberen Begrenzung, beispielsweise einem Behälterrand, des zweiten Behälters entspricht. Allgemein ist es bevorzugt, dass ein durch die Pulverleitung gebildeter Zulauf in den zweiten Behälter unterhalb der oberen Begrenzung des zweiten Behälters vorgesehen ist.

Dadurch, dass der zweite Behälter zu einer Oberseite hin zumindest abschnittsweise offen ausgebildet ist und seine obere Begrenzung vom Behälterdeckel des ersten Be hälters beabstandet ist, ist es beispielsweise möglich, dass das Pulver, welches in dem zweiten Behälter durch Einleiten des Gases in einen fluidähnlichen Zustand ver setzt wird, über die obere Begrenzung des zweiten Behälters austreten und in den ersten Behälter gelangen kann. Dies kann beispielsweise eine Förderung des Pulvers in einem Kreislauf, d. h. von dem zweiten Behälter in den ersten Behälter und von dort durch die Pulverleitung wieder in den zweiten Behälter, verbessern und somit zu einer besonders guten, insbesondere homogenen, Durchmischung des Pulvers bzw. Vermi schen der zwei oder mehr Pulverkomponenten führen.

Vorzugsweise ist an der unteren Begrenzung, beispielsweise einem Behälterboden, des zweiten Behälters eine Pulveröffnung zur Ausgabe der ersten und/oder der zwei ten Pulverkomponente vorgesehen. Damit ist es beispielsweise möglich, beim Zufüh- ren des (gemischten) Pulvers zur additiven Herstellvorrichtung oder einem Vorratsbe hälter das in der Mischvorrichtung vorhandene Pulver möglichst vollständig zu entneh men, d.h. insbesondere auch den zweiten Behälter möglichst vollständig zu entleeren.

Weiter umfasst die Mischvorrichtung vorzugsweise zumindest eine erste Verschluss einrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Ausgabeöffnung des ersten Behälters zu ver schließen und/oder freizugeben. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Mischvorrich tung vorzugsweise zumindest eine zweite Verschlusseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Pulveröffnung des zweiten Behälters zu verschließen und/oder freizugeben.

Die erste und/oder zweite Verschlusseinrichtung können beispielsweise als Pulver ventil und/oder als Quetschventil und/oder als Kegelventil ausgebildet sein. Weiter be vorzugt sind die erste Verschlusseinrichtung und die zweite Verschlusseinrichtung ausgebildet, die jeweilige Ausgabeöffnung bzw. Pulveröffnung in Abhängigkeit von ei nem Betriebszustand der jeweils anderen Verschlusseinrichtung und/oder in Abhän gigkeit von einem definierten Betriebsmodus der Mischvorrichtung zu verschließen und/oder freizugeben. Ein Betriebszustand bezeichnet insbesondere einen Zustand, in dem die Ausgabeöffnung oder Pulveröffnung durch die jeweiligen Verschlusseinrich tungen verschlossen oder freigegeben, d. h. geöffnet, ist. Insbesondere kann Pulver aus dem jeweiligen Behälter durch die Ausgabeöffnung bzw. Pulveröffnung austreten, wenn die jeweilige Öffnung freigegeben ist. Entsprechend ist kein Pulveraustritt durch die jeweilige Öffnung möglich, wenn diese durch die jeweilige Verschlusseinrichtung verschlossen ist. Weiter bevorzugt ist die erste und/oder zweite Verschlusseinrichtung dazu ausgebildet, einen Pulverstrom (durchströmendes Pulvervolumen pro Zeitein heit) dadurch hindurch einzustellen. Vorzugsweise ist in Hinblick auf die Verschluss einrichtungen bei der Mischvorrichtung zumindest einer der folgenden Betriebszu stände vorgesehen:

- ein erster Zustand, bei dem die Ausgabeöffnung des ersten Behälters freigege ben und die Pulveröffnung des zweiten Behälters verschlossen ist;

- ein zweiter Zustand, bei dem die Ausgabeöffnung des ersten Behälters ver schlossen und die Pulveröffnung des zweiten Behälters freigegeben ist;

- ein dritter Zustand, bei dem die Ausgabeöffnung des ersten Behälters und die Pulveröffnung des zweiten Behälters beide verschlossen sind (erste Variante) oder beide freigegeben sind (zweite Variante). Vorzugsweise sind die Betriebszustände der Mischvorrichtung verschiedenen Be triebsmodi der Mischvorrichtung zugeordnet. Beispielsweise kann ein Betriebsmodus "Füllen" vorgesehen sein, in dem die erste und/oder zweite Pulverkomponente dem ersten und/oder zweiten Behälter zugeführt werden, d. h. der bzw. die Behälter befüllt wird/werden. In diesem Betriebsmodus ist die Ausgabeöffnung des ersten Behälters vorzugsweise verschlossen, sodass kein Pulver durch diese austritt. Die Pulveröff nung des zweiten Behälters kann dabei wahlweise geöffnet, d.h. freigegeben, sein, um einen Pulveraustausch zwischen dem zweiten und den ersten Behälter zu erlau ben, oder sie kann ebenfalls verschlossen sein. Dies entspricht obigen zweiten Be triebszustand bzw. obiger erster Variante des dritten Betriebszustands.

Weiter kann beispielsweise ein Betriebsmodus "Mischen" der Mischvorrichtung vorge sehen sein, in dem die erste und zweite Pulverkomponente miteinander vermischt werden. Vorzugsweise erfolgt dies unter der oben beschriebenen Förderung des Pul vers in einem Kreislauf. In diesem Betriebsmodus ist vorzugsweise die Ausgabeöff nung des ersten Behälters freigegeben und die Pulveröffnung des zweiten Behälters verschlossen, entsprechend dem obigen ersten Betriebszustand.

Weiter kann beispielsweise ein Betriebsmodus "Fördern" der Mischvorrichtung vorge sehen sein, in dem die erste und/oder zweite Pulverkomponente bzw. das Pulverge misch der additiven Fierstellvorrichtung und/oder einem Vorratsbehälter zugeführt wer den. In diesem Betriebsmodus sind vorzugsweise sowohl die Ausgabeöffnung, als auch die Pulveröffnung freigegeben, um beispielsweise eine möglichst vollständige Entleerung der Mischvorrichtung zu ermöglichen. Dies entspricht obiger zweiter Vari ante des dritten Betriebszustandes.

Insgesamt ermöglichen die Verschlusseinrichtungen somit beispielsweise die Durch führung unterschiedlicher Vorgänge in bzw. mittels der Mischvorrichtung.

Vorzugsweise ist bzw. sind ein unterer Bereich des ersten Behälters, insbesondere dessen untere Begrenzung, und/oder der untere Bereich des zweiten Behälters, ins besondere dessen untere Begrenzung, zumindest abschnittsweise trichterförmig aus- gebildet. Damit kann beispielsweise eine Ausgabe der ersten und/oder zweiten Pul verkomponente durch die Ausgabeöffnung des ersten Behälters bzw. die Pulveröff nung des zweiten Behälters vereinfacht werden und/oder das Pulver kann im Wesent lichen vollständig aus dem jeweiligen Behälter entnommen werden. Insbesondere kann durch die trichterförmige Ausgestaltung beispielsweise verhindert werden, dass sich schlecht durchmischte Bereiche in dem jeweiligen Behälter ausbilden.

Vorzugsweise ist ein unterer Bereich des ersten Behälters, insbesondere die Ausga beöffnung, an ein Fördermodul anschließbar oder ist daran angeschlossen. Das För dermodul kann insbesondere eine Pumpe, vorzugsweise eine pneumatische Pulver pumpe, umfassen zum Fördern der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente. Das Anschließen der Ausgabeöffnung an das Fördermodul kann insbesondere ein An schließen mittels der Pulverleitung meinen. Die Pumpe ist vorzugsweise zur stoßwei sen Förderung des Pulvers ausgebildet. Alternativ kann die Pumpe auch zu einer kon tinuierlichen Förderung des Pulvers ausgebildet sein. Alternativ zu der integralen Be reitstellung eines Fördermoduls mit der Mischvorrichtung kann dieses auch separat von der Mischvorrichtung, d. h. als ein externes Fördermodul, vorgesehen sein. Bei spielsweise kann das Fördermodul Bestandteil einer Dockingstation der Fierstellvor richtung sein, wobei die Dockingstation zur Aufnahme der Mischvorrichtung ausgebil det ist.

Vorzugsweise ist an dem zweiten Behälter zumindest ein Ablenkelement vorgesehen, welches sich im Wesentlichen von einer Behälterwandung und/oder der oberen Be grenzung des zweiten Behälters in Richtung zumindest einer nächstgelegenen Wan dung des ersten Behälters erstreckt. Weiter bevorzugt ist das Ablenkelement ausge hend von der Behälterwandung bzw. der oberen Begrenzung des zweiten Behälters in Richtung der unteren Begrenzung des ersten Behälters und/oder in Richtung der Aus gabeöffnung des ersten Behälters geneigt. Das Ablenkelement kann beispielsweise ein gleichmäßigeres Ausfließen des in dem zweiten Behälter fluidisierten und aus die sem austretenden Pulvers bewirken, insbesondere durch Ablenken des aus dem zweiten Behälter austretenden Pulvers in Richtung der Wandung des ersten Behäl ters, was beispielsweise die Durchmischung der Pulver verbessern kann. Insbeson- dere kann durch das Bereitstellen des Ablenkelements einem Kernfluss des geförder ten Pulvers innerhalb des ersten und/oder zweiten Behälters entgegengewirkt werden. Vorzugsweise erstreckt sich das Ablenkelement im Wesentlichen über den gesamten Umfang des zweiten Behälters. Dies meint, dass das Ablenkelement den zweiten Be hälter in einer Schnittebene, insbesondere einer horizontalen Schnittebene, im We sentlichen lückenlos umgibt.

Vorzugsweise kann bzw. können der erste und/oder zweite Behälter manuell und/oder teilautomatisch und/oder automatisch befü llt werden, d.h. ist bzw. sind manuell und/o der teilautomatisch und/oder automatisch befüllbar, insbesondere über die Pulverlei tung. Zu diesem Zweck kann die in den zweiten Behälter hineingeführte Pulverleitung beispielsweise eine Einfüllöffnung außerhalb der Behälter aufweisen, über die die erste und/oder zweite Pulverkomponente beispielsweise aus einem externen Pulver vorrat zugeführt wird, oder die Pulverleitung selbst kann mit einem derartigen externen Pulvervorrat verbunden sein bzw. werden, oder eine separat bereitgestellte Zuführlei tung kann in den ersten und/oder zweiten Behälter hineingeführt sein oder, beispiels weise über ein (Pulver-)Ventil, mit der Pulverleitung verbunden sein. Vorzugsweise sind bei einem (teil-)automatischen Befüllen des ersten und/oder zweiten Behälters Sensoren zur Erfassung eines Pulverfüllstands in dem jeweiligen Behälter vorgese hen, um beispielsweise eine definierte Pulvermenge bzw. Füllstandshöhe in dem je weiligen Behälter und/oder ein definiertes Mischverhältnis der Pulverkomponenten si cherstellen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann ein, insbesondere manuelles, Befüllen des oder der Behälter(s) durch Öffnen des Behälterdeckels des ersten Behäl ters erfolgen und der Pulverfüllstand beispielsweise durch ein Sichtfenster in dem ers ten und/oder zweiten Behälter überprüft werden. Das hier beschriebene Befüllen ent spricht vorzugsweise dem oben beschriebenen Betriebsmodus "Füllen" der Mischvor richtung.

Alternativ oder zusätzlich ist die Pulverleitung vorzugsweise mit einer Entnahmelei tung zur Entnahme der Pulvermischung bzw. der ersten und/oder zweiten Pulverkom ponente aus der Mischvorrichtung verbunden. Die Entnahmeleitung kann insbeson dere in die additive Fierstellvorrichtung hinein geführt sein, beispielsweise zu einem Vorratsbehälter zur Aufnahme des pulverförmigen Aufbaumaterials, welches bei der Herstellung eines dreidimensionalen Objekts verwendet wird. Die Entnahmeleitung, beispielsweise eine Rohrleitung, kann beispielsweise über ein Ventil mit der Pulverlei tung der Mischvorrichtung in Verbindung stehen. Alternativ kann die Entnahmeleitung beispielsweise direkt an die Ausgabeöffnung des ersten Behälters anschließbar sein. Ein Vorgang der Entnahme der Pulvermischung aus der Mischvorrichtung ist vorzugs weise ein oben beschriebener Betriebsmodus "Fördern" der Mischvorrichtung.

Vorzugsweise umfasst die Mischvorrichtung weiter eine Befeuchtungseinrichtung zur Befeuchtung der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente in der Pulverleitung. Die Befeuchtungseinrichtung kann beispielsweise einen Behälter mit einer Flüssigkeit um fassen, in dem sich ein Zerstäuber befindet, und einen Pulverbehälter, in dem sich das zu befeuchtende Pulver befindet, d. h. der mit der Pulverleitung in Verbindung steht. In dem Pulverbehälter ist beispielsweise eine Fluidisierplatte angeordnet, durch die ein Gas in das Pulver eingeleitet wird. Das Gas wird dabei vorzugsweise in einem Kreislauf geführt, wobei es bei Durchleiten durch den die Flüssigkeit umfassenden Be hälter befeuchtet wird, d. h. der Feuchtigkeitsgehalt des Gases erhöht wird, und beim Durchleiten durch den Pulverbehälter diese Feuchtigkeit wieder an das Pulver abgibt. Vorzugsweise ist in dem Kreislauf, in dem das Gas geleitet wird, weiter ein Filtersys tem zum Reinigen des Gases von Pulverpartikeln vorgesehen.

Alternativ oder zusätzlich zu der Bereitstellung einer Befeuchtungseinrichtung kann das Gas, welches durch die zumindest eine Fluidisierungszone in den zweiten Behäl ter eingeleitet wird, einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen und somit zur Be feuchtung des Pulvers dienen bzw. der zweite Behälter der Mischvorrichtung kann als ein oben beschriebener Pulverbehälter einer Befeuchtungseinrichtung ausgebildet sein. Durch die Befeuchtung des Pulvers kann beispielsweise ein Austrag und/oder eine elektrostatische Aufladung von kleinen Pulverpartikeln während dem Mischen und Fördern der Pulverkomponenten verhindert oder zumindest verringert werden.

Vorzugsweise ist die Mischvorrichtung bewegbar, insbesondere verfahrbar, ausgebil det. Dadurch ist es beispielsweise möglich, mittels der Mischvorrichtung Pulvermi schungen für verschiedene additive Herstellvorrichtungen bereitzustellen, da die Mischvorrichtung auf einfache Art und Weise zu der jeweiligen Herstellvorrichtung ge bracht werden kann.

Eine erfindungsgemäße additive Herstellvorrichtung dient zur Herstellung eines dreidi mensionalen Objekts durch schichtweises selektives Verfestigen eines Aufbaumateri als. Das Aufbaumaterial umfasst eine von einer oben beschriebenen Mischvorrichtung bereitgestellte Pulvermischung. Alternativ oder zusätzlich weist die Herstellvorrichtung eine oben beschriebene Mischvorrichtung auf und/oder ist mit dieser verbunden. Da mit sind die oben beschriebenen Wirkungen der Mischvorrichtung beispielsweise auch bei der Verwendung der Pulvermischung in einer additiven Herstellvorrichtung bzw. in einem additiven Herstellungsverfahren erzielbar.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Herstellung einer Pulvermischung aus ei ner ersten Pulverkomponente und zumindest einer zweiten Pulverkomponente in einer Mischvorrichtung. In dem Verfahren wird bzw. ist die erste und/oder die zweite Pulver komponente durch einen, d. h. in einem, ersten Behälter aufgenommen, wobei an ei ner unteren Begrenzung des ersten Behälters eine Ausgabeöffnung zum Ausgeben der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente vorgesehen ist, und die erste und/o der die zweite Pulverkomponente wird bzw. ist durch einen, d. h. in einem, zweiten Behälter aufgenommen, wobei der zweite Behälter zu einer Oberseite hin zumindest abschnittsweise offen ausgebildet ist. Der zweite Behälter weist, insbesondere in ei nem unteren Behälterbereich, zumindest eine erste Fluidisierungszone auf zum Einlei ten eines Gases in den zweiten Behälter und die Mischvorrichtung umfasst weiter eine Pulverleitung, die an die Ausgabeöffnung des ersten Behälters anschließbar ist bzw. angeschlossen ist und in den zweiten Behälter hineinführbar ist bzw. hineingeführt ist. Damit ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung einer Pulvermischung bereitge stellt, mit dem dieselben Wirkungen erzielt werden können wie in der oben beschrie benen Mischvorrichtung. Es sei hier nochmals bemerkt, dass das Verfahren auch mit mehr als zwei Pulverkomponenten durchführbar ist.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren zumindest einen der folgenden Schritte, vor zugsweise alle folgenden Schritte: a) Einleiten eines Gases durch die erste Fluidisierungszone in den zweiten Be hälter und/oder durch eine zweite Fluidisierungszone in den ersten Behälter; b) manuelles oder und/oder teilautomatisches und/oder automatisches Einfüllen der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente in den ersten und/oder zweiten Behäl ter; c) Mischen der ersten und zweiten Pulverkomponente aus dem ersten und/oder zweiten Behälter, insbesondere in Kombination mit Schritt a); d) Ausleiten der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente durch die Ausga beöffnung des ersten Behälters aus dem ersten Behälter über die Pulverleitung in die additive Fierstellvorrichtung und/oder einen Vorratsbehälter, insbesondere in Kombi nation mit Schritt a).

Vorzugsweise wird bei einer manuellen Befüllung des ersten und/oder zweiten Behäl ters der Schritt a) weggelassen.

Das Einleiten eines Gases durch die erste und/oder zweite Fluidisierungszone im Schritt a) wird vorzugsweise zumindest zeitweise durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich, dass durch zumindest eine der beiden Fluidisierzonen zumindest zeitweise kein Gas eingeleitet wird.

Das Einfüllen der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente (Schritt b) kann für jede Pulverkomponente getrennt erfolgen. Alternativ können die beiden Pulverkomponen ten auch gleichzeitig bzw. zusammen eingefüllt werden, beispielsweis in einem vorge mischten Zustand, der nicht dem durch die Mischvorrichtung zu erzielenden Durchmi schungsgrad entspricht. Das Einfüllen kann beispielsweise, wie weiter oben in Bezug auf die Mischvorrichtung beschrieben, durch Zuführen der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente aus einem externen Pulvervorrat erfolgen. Vorzugsweise ent spricht Schritt b) dem oben beschriebenen Betriebsmodus "Füllen" der Mischvorrich tung.

Beim Mischen der ersten und zweiten Pulverkomponente im Schritt c) wird das Pulver, d. h. die erste und/oder zweite Pulverkomponente, vorzugsweise in einem Kreislauf gefördert, wie oben beschrieben. Vorzugsweise entspricht Schritt c) dem oben be schriebenen Betriebsmodus "Mischen" der Mischvorrichtung. Vorzugsweise wird Schritt c) bis zum Erreichen eines vorab festgelegten Durchmischungsgrades der ers ten und zweiten Pulverkomponente und/oder während einer vorab festgelegten Zeit spanne durchgeführt. Schritt d) entspricht vorzugsweise dem oben beschriebenen Be triebsmodus "Fördern" der Mischvorrichtung.

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

Fig. 1 ist eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Vor richtung zum generativen Fierstellen eines dreidimensionalen Objekts mit einer Mischvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

Fig. 2 ist eine schematische, im Schnitt dargestellte Ansicht der in Fig. 1 gezeig ten Mischvorrichtung.

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines unteren Bereichs eines Innenbehälters der in Fig. 2 gezeigten Mischvorrichtung.

Fig. 4a bis 4c sind schematische Ansichten der in Fig. 2 und 3 gezeigten Mischvor richtung in einem ersten, zweiten und dritten Betriebszustand.

Fig. 5 zeigt schematisch Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Her stellung einer Pulvermischung unter Verwendung der in den Figuren 2 bis 4c gezeigten Mischvorrichtung.

Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 1 eine Ausführungsform einer additiven Herstell vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung beschrieben. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist rein beispielhaft als eine Lasersinter- oder Laserschmelz vorrichtung 1 ausgebildet. Zum Aufbauen eines Objekts 2 enthält sie eine Prozess kammer 3 mit einer Kammerwandung 4. In der Prozesskammer 3 ist ein nach oben offener Behälter 5 mit einer Behälterwan dung 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.

In dem Behälter 5 ist ein in einer vertikalen Richtung V bewegbarer T räger 10 ange ordnet, an dem eine Grundplatte 11 angebracht ist, die den Behälter 5 nach unten ab schließt und damit dessen Boden bildet. Optional ist auf der Grundplatte 11 eine Bau plattform 12, wobei die Bauplattform 12 oder die Grundplatte 11 als Bauunterlage, auf der das Objekt 2 aufgebaut wird, dient. In Fig. 1 ist das in dem Behälter 5 auf der Bau plattform 12 zu bildende Objekt 2 unterhalb der Arbeitsebene 7 in einem Zwischenzu stand dargestellt mit mehreren verfestigten Schichten, umgeben von unverfestigt ge bliebenem Aufbaumaterial 13.

Die Lasersintervorrichtung 1 enthält weiter einen Vorratsbehälter 14 für ein durch elektromagnetische Strahlung verfestigbares pulverförmiges Aufbaumaterial 15. Zum Bereitstellen des pulverförmigen Aufbaumaterials 15, insbesondere einer Pulvermi schung aus einer ersten und einer zweiten Pulverkomponente, ist eine Mischvorrich tung 18 vorgesehen, welche weiter unten mit Bezug auf Fig. 2 und 3 näher beschrie ben wird. Die Mischvorrichtung 18 ist in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Lasersintervorrichtung 1 außerhalb der Prozesskammer 3 vorgesehen, sie kann je doch auch zumindest teilweise innerhalb der Prozesskammer 3 vorgesehen sein. Die Mischvorrichtung 18 ist über eine Entnahmeleitung 19, beispielsweise einer Rohrlei tung, mit dem Vorratsbehälter 14 verbunden, um dem Vorratsbehälter 14 pulverförmi ges Aufbaumaterial 15 aus der Mischvorrichtung 18 zuzuführen. Die Mischvorrichtung 18 kann zumindest teilweise integral mit der Herstellvorrichtung 1 ausgebildet sein, d. h. in dieser vorgesehen sein, oder separat von der Lasersintervorrichtung 1 ausgebil det sein, d. h. extern von dieser vorgesehen sein.

Als Aufbaumaterial können verschiedene Arten von Pulver, insbesondere gemischte Pulver, verwendet werden, insbesondere Metallpulver, Kunststoffpulver, Keramikpul ver, Sand oder gefüllte Pulver. Anstelle von Pulver können auch andere geeignete Materialien als Aufbaumaterial verwendet werden, die zumindest eine von der Misch vorrichtung bereitgestellte Pulvermischung enthalten.

Die Lasersintervorrichtung 1 enthält weiter einen in einer horizontalen Richtung H be wegbaren Beschichter 16 zum Aufbringen des Aufbaumaterials 15 innerhalb des Bau felds 8. Vorzugsweise erstreckt sich der Beschichter 16 quer zu seiner Bewegungs richtung über den ganzen zu beschichtenden Bereich. Optional ist in der Prozesskam mer 3 zum Beheizen des aufgebrachten Aufbaumaterials 15 eine Strahlungsheizung 17 angeordnet.

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

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

Im Betrieb wird dem Vorratsbehälter 14 über die Entnahmeleitung 19 pulverförmiges Aufbaumaterial 15 aus dem Mischbehälter 18 zu geführt. Das pulverförmige Aufbau material 15 wird vorab in dem Mischbehälter 18 gemischt, vorzugsweise aus zwei o- der mehr verschiedenen Pulverkomponenten gemischt. Das Mischen des pulverförmi gen Aufbaumaterials und dessen Zuführen zu dem Vorratsbehälter 14 wird weiter un ten mit Bezug auf Fig. 4a-c und Fig. 5 näher beschrieben. Dann wird zum Aufbringen einer Pulverschicht der Träger 10 um eine Höhe abge senkt, die der gewünschten Schichtdicke entspricht und der Beschichter 16 fährt zu dem Vorratsbehälter 14 und nimmt aus ihm eine zum Aufbringen einer Schicht ausrei chende Menge des Aufbaumaterials 15 auf. Dann fährt er über das Baufeld 8, bringt dort pulverförmiges Aufbaumaterial 15 auf die Bauunterlage oder eine bereits vorher vorhandene Pulverschicht auf und zieht es zu einer Pulverschicht aus. Optional wird das pulverförmige Aufbaumaterial 15 mittels einer Strahlungsheizung 17 auf eine Ar beitstemperatur aufgeheizt. Anschließend wird der Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 von dem Laserstrahl 22 abgetastet, sodass das pulverförmige Aufbaumate rial 15 an den Stellen verfestigt wird, die dem Querschnitt des herzustellenden Objekts 2 entsprechen. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis das Objekt 2 fertigge stellt ist und der Prozesskammer 3 entnommen werden kann.

Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 2 und 3 die Mischvorrichtung 18 näher beschrie ben. Die Mischvorrichtung 18 umfasst zur Aufnahme zumindest einer ersten und/oder zweiten Pulverkomponente einen ersten Behälter in Form eines Außenbehälters 30 und einen zweiten Behälter in Form eines Innenbehälters 40, der innerhalb des Au ßenbehälters 30, d. h. in dessen Innenraum, angeordnet ist. Der Außenbehälter kann verfahrbar ausgebildet sein, beispielsweise an oder auf einer Verfahrvorrichtung 35 mit Rollen, Rädern, Schienen oder dergleichen angebracht sein.

Der Außenbehälter 30 ist seitlich durch eine Behälterwandung 31 begrenzt, zu seiner Oberseite hin ist er durch einen Behälterdeckel 32 begrenzt und zu seiner Unterseite hin durch eine untere Begrenzung in Form eines Behälterbodens 33. Der Behälterde ckel 32 ist so ausgebildet, dass er in einer geschlossenen Stellung den Außenbehälter 30 zu dessen Oberseite hin pulverdicht verschließt und in einer geöffneten Stellung den Außenbehälter 30 zu dessen Oberseite hin zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, freigibt bzw. öffnet. Der Behälterboden 33 des Außenbehälters 30 ist vor zugsweise trichterförmig ausgebildet und weist eine Ausgabeöffnung 34 zum Ausge ben der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente auf.

Der Innenbehälter 40 ist seitlich durch eine Behälterwandung 41 begrenzt und zu sei ner Unterseite hin durch eine untere Begrenzung in Form eines Behälterbodens 42 begrenzt. Der Behälterboden 42 des Innenbehälters 40 ist vorzugsweise trichterförmig ausgebildet und weist eine Pulveröffnung 43 zum Ausgeben der ersten und/oder zwei ten Pulverkomponente auf. Zu seiner Oberseite hin ist der Innenbehälter 40 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, offen ausgebildet und weist an seiner Oberseite eine obere Begrenzung in Form eines Behälterrandes 44 auf. Der Innenbehälter 40 erstreckt sich über eine Höhe h zwischen seinem untersten Punkt, in Fig. 2 der Pul veröffnung 43, und seinem Behälterrand 44.

Der Innenbehälter 40 ist im Wesentlichen in allen Raumrichtungen von dem Außenbe hälter 30 beabstandet in diesem vorgesehen, d. h. die beiden Behälterwandungen 31 , 41 , die beiden Behälterböden 33, 42 und die beiden oberen Begrenzungen (d.h. der Behälterdeckel 32 und der Behälterrand 44) der beiden Behälter 30, 40 sind jeweils voneinander beabstandet. Vorzugsweise ist der Innenbehälter 40 im Wesentlichen mittig in dem Außenbehälter 30 vorgesehen.

An der Behälterwandung 41 des Innenbehälters 40, vorzugsweise an dessen Behäl terrand 44, ist ein Ablenkelement in Form eines Ablenkbleches 45 vorgesehen. Das Ablenkblech 45 ist vorzugsweise spaltfrei an der Behälterwandung 41 angeordnet und erstreckt sich von einem ersten Ende 45a an bzw. nahe der Behälterwandung 41 zu einem zweiten Ende 45b hin nach außen, d. h. in Richtung der Behälterwandung 31 des Außenbehälters 30. In vertikaler Richtung ist das erste Ende 45a des Ablenk blechs oberhalb des zweiten Endes 45b vorgesehen, sodass das Ablenkblech 45 nach unten, d.h. in Richtung des Behälterbodens 33 bzw. der Ausgabeöffnung 34 des Außenbehälters 30, geneigt ist. Das zweite Ende 45b des Ablenkblechs 45 ist vor zugsweise in einem Abstand zu der Behälterwandung 31 des Außenbehälters 30 vor gesehen, sodass ein Spalt 46 zwischen der Behälterwandung 31 des Außenbehälters 30 und dem Ablenkblech 45 vorgesehen ist. Dieser Spalt 46 ist derart bemessen, um die erste und/oder zweite Pulverkomponente hindurch zu lassen. Vorzugsweise er streckt sich das Ablenkelement 45 über den gesamten Umfang des Innenbehälters (in Fig. 2 nicht gezeigt).

Der Behälterboden 42 des Innenbehälters 40 umfasst weiter eine Fluidisierungszone 47. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Fluidisierungszone 47 durch ein Gaseinleitelement 48, beispielsweise ein Lochblech oder eine poröse Platte, gebildet, welches in einem Abstand zum Behälterboden 42 vorgesehen ist. Zwischen dem Ga seinleitelement 48 und dem Behälterboden 42 ist ein Hohlraum 48a gebildet, der mit einer Gaszuleitung 49 gasleitend in Verbindung steht. Das Gaseinleitelement 48 ist so ausgebildet bzw. die Löcher des Lochblechs oder die Poren der porösen Platte sind derart dimensioniert, dass durch die Gaszuleitung 49 in den Hohlraum 48a eingeleite tes Gas durch das Gaseinleitelement 48 bzw. die Löcher des Lochblechs bzw. die Po ren der porösen Platte in den Innenbehälter 40 gelangen kann, jedoch kein pulverför miges Aufbaumaterial (d.h. die erste und zweite Pulverkomponente) aus dem Innen behälter 40 durch das Gaseinleitelement austreten kann. Die Fluidisierungszone 47 kann sich über den gesamten Behälterboden 42 des Innenbehälters 42 erstrecken o- der nur abschnittsweise an diesem ausgebildet sein. Die Gaszuleitung 49 steht vor zugsweise mit einem in den Figuren nicht näher gezeigten Gasreservoir in Verbin dung. Das Gasreservoir kann insbesondere außerhalb des Außenbehälters 30 vorge sehen sein und die Gaszuleitung 49 kann hierzu beispielsweise durch die Behälter wandung 31 des Außenbehälters 30 hindurch zu dem Innenbehälter 30 geführt sein.

Weiter umfasst die Mischvorrichtung 18 eine erste Verschlusseinrichtung 61 die dazu ausgebildet ist, die Ausgabeöffnung 34 des Außenbehälters 30 wahlweise zu ver schließen oder freizugeben. Weiter ist eine zweite Verschlusseinrichtung 62 vorgese hen, die dazu ausgebildet ist, die Pulveröffnung 43 des Innenbehälters 40 wahlweise zu verschließen oder freizugeben. Die Verschlusseinrichtungen 61 , 62 können bei spielsweise als Ventile ausgebildet sein. Die Verschlusseinrichtungen 61 , 62 können manuell durch einen Benutzer betätigbar sein, vorzugsweise sind sie jedoch automa tisch betätigbar, insbesondere durch eine Steuereinheit der Mischvorrichtung (in den Figuren nicht gezeigt) oder durch die Steuereinheit der Lasersintervorrichtung 1 (s.

Fig. 1 ) steuerbar. In Fig. 2 und 3 sind die Verschlusseinrichtungen 61 , 62 in einem ge schlossenen Zustand gezeigt, in dem sie die Ausgabeöffnung 34 bzw. die Pulveröff nung 43 verschließen.

In einer Draufsicht von oben (in den Figuren nicht gezeigt) kann eine geometrische Form des Außenbehälters 30 beispielsweise rechteckig, quadratisch oder rund sein oder jede andere beliebige, vorzugsweise regelmäßige, geometrische Form aufwei sen. Der Innenbehälter 40 kann in einer Draufsicht von oben (in den Figuren nicht ge zeigt) ebenfalls beispielsweise eine rechteckige, quadratische oder runde geometri sche Form oder jede andere beliebige, vorzugsweise regelmäßige, geometrische Form aufweisen. Vorzugsweise hat der Innenbehälter 40 in der Draufsicht von oben dieselbe geometrische Form wie der Außenbehälter 30, jedoch in kleinerem Maßstab.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist der Behälterrand 44 des Innenbehälters 40 von dem Behälter deckel 32 beabstandet vorgesehen, wenn der Behälterdeckel 32 den Außenbehälter 30 zu dessen Oberseite hin verschließt. Weiter ist die Behälterwandung 41 des Innen behälters 40 von der Behälterwandung 31 des Außenbehälters 30 beabstandet vorge sehen und der Behälterboden 42 des Innenbehälters 40 ist von dem Behälterboden 33 des Außenbehälters 30 beabstandet. Vorzugsweise ist der Innenbehälter 40 im Wesentlichen mittig in dem Außenbehälter 30 vorgesehen.

Weiter umfasst die Mischvorrichtung 18 eine beispielsweise als eine Rohrleitung aus gebildete Pulverleitung 50, die an die Ausgabeöffnung 34 des Außenbehälters 30 an schließt, um die erste und/oder zweite Pulverkomponente aus dem Außenbehälter 30 auszuleiten. Die Pulverleitung 50 ist außerhalb des Außenbehälters 30 zu dessen Be hälterdeckel 32 und durch den Behälterdeckel 32 hindurch in den Innenbehälter 40 hineingeführt. Vorzugsweise ist die Pulverleitung 50 bis in einen unteren Bereich des Innenbehälters 40 hineingeführt, insbesondere in eine untere Hälfte, weiter bevorzugt ein unterstes Drittel des Innenbehälters 40 in Bezug auf seine Flöhe h.

In oder an der Pulverleitung 50 ist eine Pumpe 51 , insbesondere eine pneumatische Pulverpumpe, vorgesehen um Pulver in der Pulverleitung 50 zu fördern. Die Pumpe 51 kann zur stoßweisen oder kontinuierlichen Förderung des Pulvers in der Pulverlei tung 50 ausgebildet sein. Die Pumpe kann als Bestandteil der Mischvorrichtung 18 ausgebildet sein, wie in Fig. 2 gezeigt, oder separat von der Mischvorrichtung 18 als eine externe Pumpe bereitgestellt sein, beispielsweise als Bestandteil eines Förder moduls. Weiter ist die Pulverleitung 50 über ein Ventil 52 mit der Entnahmeleitung 19 verbun den, um ein Zuführen von Pulver von der Mischvorrichtung 18 zu dem Vorratsbehälter 14 (s. Fig. 1 ) zu ermöglichen. Das Ventil 52 ist dazu ausgebildet, durch die Ausgabe öffnung 34 des Außenbehälters 30 ausgegebenes Pulver, d. h. die erste und/oder zweite Pulverkomponente, wahlweise durch die Pulverleitung 50 dem Innenbehälter 40 der Mischvorrichtung 18 zuzuführen oder durch die Entnahmeleitung 19 dem Vor ratsbehälter 14 der Herstellvorrichtung 1 zuzuführen. Beispielsweise kann das Ventil 52 als ein Wegeventil, insbesondere als ein 3-2 -Wegeventil ausgebildet sein.

Weiter ist in der Pulverleitung 50 optional eine Befeuchtungseinrichtung 53 zum Be feuchten des durch die Pulverleitung 50 geförderten Pulvers, d. h. zum Erhöhen des sen Feuchtigkeitsgehalts, vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich zu der Befeuchtungs einrichtung 53 kann das durch die Fluidisierungszone 47 in den Innenbehälter 40 ein geleitete Gas befeuchtet werden.

Die Verschlusseinrichtungen 61 , 62 sind, vorzugsweise abhängig voneinander, in drei verschiedene Betriebszustände bringbar, die in Fig. 4a, 4b und 4c gezeigt sind. Fig.

4a zeigt einen ersten Betriebszustand, in dem die Ausgabeöffnung 34 des Außenbe hälters 30 durch die erste Verschlusseinrichtung 61 verschlossen ist und die Pulveröff nung 43 des Innenbehälters 40 durch die zweite Verschlusseinrichtung 62 verschlos sen ist. In diesem ersten Betriebszustand kann im Wesentlichen kein Pulver vom In nenbehälter 40 durch die Pulveröffnung 43 in den Außenbehälter 30 gelangen.

Ebenso kann im Wesentlichen kein Pulver vom Außenbehälter 30 durch die Ausgabe öffnung 34 in die Pulverleitung 50 gelangen. In diesem ersten Betriebszustand kann die Mischvorrichtung beispielsweise in einem Betriebsmodus "Füllen" betrieben wer den (s.u.).

Fig. 4b zeigt einen zweiten Betriebszustand, in dem die Pulveröffnung 43 des Innen behälters 40 durch die zweite Verschlusseinrichtung 62 verschlossen ist und die Aus gabeöffnung 34 des Außenbehälters 30 freigegeben, also nicht durch die erste Ver schlusseinrichtung 61 verschlossen ist. In diesem zweiten Betriebszustand kann Pul ver vom Außenbehälter 30 durch die Ausgabeöffnung 34 in die Pulverleitung 50 ge- langen, jedoch kann im Wesentlichen kein Pulver durch die Pulveröffnung 43 vom In nenbehälter 40 in den Außenbehälter 30 gelangen. In diesem zweiten Betriebszu stand kann die Mischvorrichtung beispielsweise in einem Betriebsmodus "Mischen" betrieben werden (s.u.).

Fig. 4c zeigt einen dritten Betriebszustand, in dem sowohl die Pulveröffnung 43 des Innenbehälters 40 als auch die Ausgabeöffnung 34 des Außenbehälters 30 freigege ben ist. In diesem dritten Betriebszustand kann Pulver vom Innenbehälter 40 durch die Pulveröffnung 43 in den Außenbehälter 30 und vom Außenbehälter 30 durch die Aus gabeöffnung 34 in die Pulverleitung 50 gelangen. In diesem dritten Betriebszustand kann die Mischvorrichtung beispielsweise in einem Betriebsmodus "Fördern" betrie ben werden (s.u.).

Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 4a-4c und Fig. 5 der Betrieb der Mischvorrich tung 18 beschrieben. In einem ersten Schritt S1, welcher auch als ein Betriebsmodus "Füllen" der Mischvorrichtung 18 bezeichnet wird, wird der Mischvorrichtung eine erste Pulverkomponente und/oder eine zweite Pulverkomponente, sowie gegebenenfalls weitere Pulverkomponente(n), zugeführt. Die erste und die zweite Pulverkomponente unterscheiden sich vorzugsweise in ihren chemischen und/oder physikalischen Eigen schaften voneinander. Beispielsweise kann in dem Schritt S1 die erste Pulverkompo nente dem Innenbehälter 40 zugeführt werden und die zweite Pulverkomponente dem Außenbehälter 30, die beiden Pulverkomponenten können jedoch auch vermischt dem Außen- und/oder Innenbehälter zugeführt werden. Auch ist es möglich, dass eine der beiden Pulverkomponenten bereits im Innen-und/oder Außenbehälter vorliegt.

Zum Einfüllen der Pulverkomponenten kann beispielsweise der Behälterdeckel 32 des Außenbehälters 30 geöffnet werden und die erste und/oder zweite Pulverkomponente manuell durch einen Benutzer dem Außen- und/oder Innenbehälter zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die erste und/oder zweite Pulverkomponente durch die Pulverleitung 50 und/oder eine weitere, in den Figuren nicht gezeigte Zufuhrleitung, in den Innenbehälter 40 eingeleitet werden. Hierbei ist vorzugsweise der Behälterdeckel 32 in seiner geschlossenen Stellung und durch die Fluidisierzone 47 des Innenbehäl ters 40 wird Gas eingeleitet um das zugeführte Pulver zu fluidisieren und so dem Au ßenbehälter 30 zuzuführen.

Während des Zuführens der ersten und/oder zweiten Pulverkomponente (Schritt S1 ) können die Verschlusseinrichtungen 61 , 62 in dem oben in Bezug auf Fig. 4a be schriebenen ersten Betriebszustand sein. Dadurch kann ein Austreten von Pulver durch die Pulveröffnung 43 und die Ausgabeöffnung 34 verhindert werden. Alternativ zu dem in Fig. 4a gezeigten ersten Betriebszustand kann die Pulveröffnung 43 des In nenbehälters 40 auch freigegeben sein, um zu ermöglichen, dass die erste und/oder zweite Pulverkomponente vom Innenbehälter 40 durch die Pulveröffnung 43 in den Außenbehälter 30 gelangt. Auch hier ist die Ausgabeöffnung 34 durch die erste Ver schlusseinrichtung 61 verschlossen.

In einem zweiten Schritt S2, welcher auch als ein Betriebsmodus "Mischen" der Mischvorrichtung 18 bezeichnet wird, werden die erste Pulverkomponente und die zweite Pulverkomponente in der Mischvorrichtung 18 miteinander vermischt. In die sem Betriebsmodus sind die Verschlusseinrichtungen 61 , 62 in dem oben in Bezug auf Fig. 4b beschriebenen zweiten Betriebszustand vorgesehen und die Pumpe 51 ist aktiv. Das Ventil 52 verschließt in diesem Betriebsmodus die Entnahmeleitung 19 und gibt die in den Innenbehälter 40 führende Pulverleitung 50 frei und durch die Fluidisie rungszone 47 wird Gas in den Innenbehälter 40 eingeleitet.

Durch das Einleiten des Gases wird das in dem Innenbehälter 40 befindliche Pulver in einen fluidähnlichen Zustand versetzt und tritt über den Behälterrand 44 des Innenbe hälters 40 aus dem Innenbehälter aus. Durch das Ablenkblech 45 wird das über schwappende, fluidisierte Pulver nach außen, d.h. in Richtung der Behälterwandung 31 des Außenbehälters 30, geleitet und gelangt durch den Spalt 46 zwischen Ablenk blech 45 und Behälterwandung 31 des Außenbehälters 30 im Außenbehälter in Rich tung dessen Behälterboden 33, wobei es zu einer Durchmischung mit dem im Außen behälter 30 befindlichen Pulver kommt. Durch die Ausgabeöffnung 34 gelangt das Pulver in die Pulverleitung 50 und wird mittels der Pumpe 51 durch die Pulverleitung 50 gefördert und wieder dem Innenbehälter 30 zugeführt. Optional wird das Pulver in der Pulverleitung 50 mittels der Befeuchtungseinrichtung 53 und/oder im Innenbehäl ter 40 durch Einleiten eines befeuchteten Gases befeuchtet.

Dieser zweite Schritt S2 wird so lange durchgeführt, bis ein vorab festgelegter Durch mischungsgrad der beiden Pulverkomponenten erreicht ist und/oder wird während ei ner vorab festgelegten Zeitspanne durchgeführt. Durch das Zirkulieren des Pulvers durch die Pulverleitung 50 und den Innen- und Außenbehälter wird dabei eine gute Durchmischung des Pulvers, d. h. ein Vermischen der beiden Pulverkomponenten, er zielt.

Anschließend werden in einem dritten Schritt S3, welcher auch als ein Betriebsmodus "Fördern" der Mischvorrichtung 18 bezeichnet wird, die miteinander vermischten Pul verkomponenten als pulverförmiges Aufbaumaterial 15 dem Vorratsbehälter 14 (s.

Fig. 1 ) zugeführt. In diesem Betriebsmodus sind die Verschlusseinrichtungen 61 , 62 in dem oben in Bezug auf Fig. 4c beschriebenen dritten Betriebszustand vorgesehen und die Pumpe 51 ist aktiv. Das Ventil 52 gibt in diesem Betriebsmodus die Entnah meleitung 19 frei und verschließt die in den Innenbehälter 40 führende Pulverleitung 50. Somit gelangt in dem Innenbehälter 40 befindliches Pulver durch die Pulveröff nung 43 in den Außenbehälter 30 und vom Außenbehälter 30 durch die Ausgabeöff nung 34 in die Pulverleitung 50, wo es über die Entnahmeleitung 19 dem Vorratsbe hälter 14 (s. Fig. 1 ) zugeführt wird. Im Schritt S3 wird vorzugsweise Gas durch die Flu idisierungszone 47 in den Innenbehälter 40 eingeleitet. Dadurch kann das Pulver im Wesentlichen vollständig aus dem Innenbehälter 40 entnommen werden bzw. wird die Menge des im Innenbehälter 40 verbleibenden Pulvers (Restpulver) verringert. Dieser dritte Schritt S3 wird vorzugsweise so lange durchgeführt, bis ein vorab festgelegter Pulverfüllstand in dem Vorratsbehälter 14 und/oder der Mischvorrichtung 18 erreicht ist und/oder während einer vorab festgelegten Zeitspanne.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform einer Mischvor richtung begrenzt. Vielmehr sind Modifikationen und Weiterbildungen möglich, ohne vom Gegenstand vorliegender Erfindung abzuweichen. Beispielsweise müssen die Pulveröffnung 43 des Innenbehälters 40 und/oder die Aus gabeöffnung 34 des Außenbehälters 30 nicht in dem jeweiligen Behälterboden 42 bzw. 33 vorgesehen sein. Sie können beispielsweise auch in einem Seitenbereich des jeweiligen Behälters vorgesehen sein, vorzugsweise sind sie in einem unteren Bereich des jeweiligen Behälters vorgesehen. Auch müssen die Behälterböden 33, 42 nicht trichterförmig ausgebildet sein, sie können beispielsweise auch eben sein oder jede andere geeignete Form aufweisen. Ebenso muss die in Fig. 2 und 3 gezeigte Fluidi sierungszone 47 nicht in bzw. an dem Behälterboden 42 des Innenbehälters 40 aus gebildet sein. Eine Fluidisierungszone kann alternativ oder zusätzlich auch an bzw. in einem anderen Bereich des Innenbehälters und/oder des Außenbehälters ausgebildet sein, insbesondere einem unteren Bereich des jeweiligen Behälters.

Bei der oben beschriebenen Lasersinter- bzw. Laserschmelzvorrichtung 1 kann der Vorratsbehälter 14 auch integral mit dem Beschichter 16 bereitgestellt sein bzw. das pulverförmige Aufbaumaterial kann aus der Mischvorrichtung 18 über die Entnahme leitung 19 direkt dem Beschichter 16 zugeführt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der oben beschriebenen Mischvorrichtung 18 kann alter nativ oder zusätzlich zu der Fluidisierungszone 47 zum Einleiten eines Gases in den Innenbehälter 40 eine in den Figuren nicht näher gezeigte weitere Fluidisierungszone zum Einleiten eines Gases in den Außenbehälter 30 vorgesehen sein. Diese kann bei spielsweise analog zu der Fluidisierungszone des Innenbehälters 40 ausgebildet sein.

In der oben beschriebenen Mischvorrichtung ist der Innenbehälter 40 (allgemein: ein zweiter Behälter) in dem Außenbehälter 30 (allgemein: ein erster Behälter) vorgese hen. Alternativ zu dieser Ausgestaltung können ein erster und ein zweiter Behälter auch räumlich getrennt, beispielsweise nebeneinander, vorgesehen sein und die erste und/oder zweite Pulverkomponente kann über entsprechende strukturelle Elemente, beispielsweise Pulverleitungen bzw. Rohre, zwischen den Behältern ausgetauscht bzw. in einem Kreislauf gefördert werden. Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand einer Lasersinter- bzw. Laserschmelz vorrichtung beschrieben wurde, ist sie nicht auf das Lasersintern oder Laserschmel zen eingeschränkt. Sie kann auf beliebige Verfahren zum generativen Herstellen ei nes dreidimensionalen Objektes durch schichtweises Aufbringen und selektives Ver festigen eines Aufbaumaterials, welches zumindest eine Pulvermischung umfasst, an gewendet werden.

Die Belichtungsvorrichtung der additiven Herstellvorrichtung kann beispielsweise ei nen oder mehrere Gas- oder Festkörperlaser oder jede andere Art von Laser wie z.B. Laserdioden, insbesondere VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) oder VECSEL (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), oder eine Zeile dieser La ser umfassen. Allgemein kann als Belichtungsvorrichtung jede Einrichtung verwendet werden, mit der Energie als Wellen- oder Teilchenstrahlung selektiv auf eine Schicht des Aufbaumaterials aufgebracht werden kann, beispielsweise eine andere Licht quelle, ein Elektronenstrahl oder jede andere Energie- bzw. Strahlenquelle, die geeig net ist, das Aufbaumaterial zu verfestigen. Statt des Ablenkens eines Strahls kann auch das Belichten mit einem verfahrbaren Zeilenbelichter angewendet werden. Auch auf das selektive Maskensintern, bei dem eine ausgedehnte Lichtquelle und eine Maske verwendet werden, oder auf das High-Speed-Sintern (HSS), bei dem auf dem Aufbaumaterial selektiv ein Material aufgebracht wird, das die Strahlungsabsorption an den entsprechenden Stellen erhöht (Absorptionssintern) oder verringert (Inhibiti onssintern), und dann unselektiv großflächig oder mit einem verfahrbaren Zeilenbe lichter belichtet wird, kann die Erfindung angewendet werden.

Anstelle des Einbringens von Energie kann das selektive Verfestigen des aufgetrage nen Aufbaumaterials auch durch 3D-Drucken erfolgen, beispielsweise durch Aufbrin gen eines Klebers. Allgemein bezieht sich die Erfindung auf das additive Herstellen ei nes Objekts mittels schichtweisen Auftragens und selektiven Verfestigens eines Auf baumaterials unabhängig von der Art und Weise, in der das Aufbaumaterial verfestigt wird. Anstelle eines pulverförmigen Aufbaumaterials kann auch ein geeignetes anderes Aufbaumaterial, beispielsweise ein pastöses Aufbaumaterial, verwendet werden, wel ches zumindest eine von der oben beschriebenen Mischvorrichtung bereitgestellte Pulvermischung enthält.