DE102017216411A1

DE102017216411A1 - Verfahren zur generativen Herstellung von Bauteilen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102017216411A1
Application number: DE102017216411.5A
Authority: DE
Inventors: Johannes Caspar; Martin Leuterer; Michael Ott
Original assignee: Siemens AG; MTU Aero Engines AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2019-03-21
Also published as: WO2019052802A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur generativen Herstellung von Bauteilen durch Bestrahlen eines auf einer Plattform (3) angeordneten, sich in einer durch eine X-Richtung und einer Y-Richtung aufgespannten Ebene erstreckenden Pulverbetts, indem ein Laserstrahl (16) selektiv auf einen Bearbeitungsbereich der Pulverbettoberfläche gerichtet wird, während der selektiv bestrahlte Bearbeitungsbereich induktiv unter Verwendung wenigstens einer Induktionsspule (10, 11) einer Heizeinrichtung (9) vorgewärmt wird, indem die wenigstens eine Induktionsspule (10, 11) innerhalb einer sich im Wesentlichen parallel zum Pulverbett erstreckenden Ebene durch Verfahren in X-Richtung und/oder in Y-Richtung in unmittelbare Umgebung des Bearbeitungsbereiches bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (16) unter Verwendung einer Scaneinrichtung (8) auf die Pulverbettoberfläche gerichtet wird, und dass die Plattform (3) bei der Bearbeitung vorbestimmter Teilbereiche des Bearbeitungsbereiches in X-Richtung und/oder in Y-Richtung bewegt wird, um eine Kollision des Laserstrahls (16) mit einer Komponente der Heizeinrichtung (9) zu vermeiden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur generativen Herstellung von Bauteilen durch Bestrahlen eines auf einer Plattform angeordneten, sich in einer durch eine X-Richtung und einer Y-Richtung aufgespannten Ebene erstreckenden Pulverbetts, indem ein Laserstrahl selektiv auf einen Bearbeitungsbereich der Pulverbettoberfläche gerichtet wird, während der selektiv bestrahlte Bearbeitungsbereich induktiv unter Verwendung wenigstens einer Induktionsspule einer Heizeinrichtung vorgewärmt wird, indem die wenigstens eine Induktionsspule innerhalb einer sich im Wesentlichen parallel zum Pulverbett erstreckenden Ebene durch Verfahren in X-Richtung und/oder in Y-Richtung in unmittelbare Umgebung des Bearbeitungsbereiches bewegt wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur generativen Herstellung von Bauteilen.
Verfahren zur generativen Herstellung von Bauteilen sind im Stand der Technik bekannt, wie das selektive Laserschmelzen (SLM Selective Laser Melting), um nur ein Beispiel zu nennen. Bei derartigen Verfahren wird ein pulverförmiger Werkstoff schichtweise aufgetragen und unter Einsatz eines Laserstrahls in einem Bearbeitungsbereich, der häufig auch als Aufbau- und Fügezone bezeichnet wird, lokal geschmolzen oder gesintert, um das Bauteil nach und nach aufzubauen, wobei als Laserquelle ein CO₂-Laser, ein Nd:Yag-Laser, ein Yb-Faserlaser oder ein Diodenlaser eingesetzt werden kann.
Bei der Bearbeitung von schwer oder nicht schmelz- bzw. schweißbaren Werkstoffen bietet es sich an, das Pulver vor dem lokalen Schmelzen oder Sintern vorzuwärmen, um insbesondere der so genannten Heißrissbildung vorzubeugen. In diesem Zusammenhang schlägt beispielsweise die WO 2013/152751 A1 vor, zur Vorwärmung des Pulvers eine Heizeinrichtung mit zumindest einer Induktionsspule einzusetzen, die innerhalb einer zwischen der Strahlquelle und dem Pulverbett angeordneten Ebene, die sich im Wesentlichen parallel zum Pulverbett erstreckt, durch Verfahren in X-Richtung und/oder in Y-Richtung in die unmittelbare Umgebung des Bearbeitungsbereiches bewegt werden kann. Gemäß einer beschriebenen Ausführungsform sind zwei einander kreuzende, jeweils U-förmig ausgebildete Induktionsspulen vorgesehen, von denen die eine ausschließlich in X-Richtung und die andere ausschließlich in Y-Richtung verfahrbar ist. Der Bearbeitungsbereich, auf den der Laserstrahl gerichtet wird, ist hierbei stets im Kreuzungsbereich der beiden Induktionsspulen gewählt.
Ein Nachteil bei der konstruktiven Realisierung der in der WO 2013/152751 A1 beschriebenen Vorrichtung kann dann auftreten, wenn es bezüglich der Plattform und der Einhausung der Vorrichtung größenmäßige Beschränkungen gibt, da die Heizeinrichtung einschließlich ihrer Hochfrequenzspulen und Bewegungsarme eine nicht zu unterschätzende Baugröße aufweist. Dies kann dazu führen, dass einige Punkte der Pulverbettoberfläche durch Komponenten der Heizeinrichtung, wie beispielsweise durch einen der Spulenarme oder durch eine der Hochfrequenzspulenzuführungen zu den eigentlichen Induktionsspulen abgeschattet werden, so dass diese Punkte für den Laserstrahl oder eine ggf. vorhandene Prozessüberwachung nicht zugänglich sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren sowie eine alternative Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Laserstrahl unter Verwendung einer Scaneinrichtung auf die Pulverbettoberfläche gerichtet wird, und dass die Plattform bei der Bearbeitung vorbestimmter Teilbereiche des Bearbeitungsbereiches in X-Richtung und/oder in Y-Richtung bewegt wird, um eine Kollision des Laserstrahls mit einer Komponente der Heizeinrichtung zu vermeiden.
Unter einer Scaneinrichtung wird vorliegend eine Einrichtung verstanden, die den Laserstrahl in unterschiedlichen Abstrahlrichtungen ablenkt, um den Laserstrahl auf diese Weise auf jeden gewünschten Punkt der Pulverbettoberfläche richten zu können. Die Verwendung einer solchen Scaneinrichtung ist im Stand der Technik an und für sich bekannt. Sie bringt grundsätzlich den wesentlichen Vorteil mit sich, dass sämtliche Bereiche der Pulverbettoberfläche bearbeitet werden können, ohne hierzu die Laserstrahlquelle oder die Plattform bewegen zu müssen. In Kombination mit der zwischen der Scaneinrichtung und der Plattform angeordneten Heizeinrichtung kann es allerdings beim Bestrahlen einiger Teilbereiche oder Punkte der Pulverbettoberfläche, also bei bestimmten Abstrahlwinkeln der Scaneinrichtung wie zuvor bereits beschrieben dazu kommen, dass die Teilbereiche oder Punkte von einer Komponente der Heizeinrichtung abgeschattet werden. Zur Bearbeitung eines solchen Teilbereiches oder Punktes wird die Plattform erfindungsgemäß in X-Richtung und/oder in Y-Richtung unter Veränderung des zur Bearbeitung dieses Teilbereiches erforderlichen Abstrahlwinkels derart bewegt, dass die Zugänglichkeit des Teilbereiches oder Punktes für den Laserstrahl gegeben ist.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden eine erste Induktionsspule, die zumindest in einer ersten Richtung bewegbar ist, und eine zweite Induktionsspule zur Vorwärmung des Bearbeitungsbereiches eingesetzt, die zumindest in einer zweiten Richtung bewegbar ist, die sich insbesondere orthogonal zur ersten Richtung erstreckt, wobei die erste Induktionsspule und die zweite Induktionsspule übereinander und einander kreuzend oder in einer gemeinsamen Ebene ineinander oder vertikal übereinander an jedem Punkt einer sich oberhalb und parallel zu der Pulverbettoberfläche erstreckenden Ebene angeordnet werden können. Auf diese Weise wird ein einfacher Aufbau der Heizeinrichtung bei kleiner Bauweise gewährleistet.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden eine größere erste Induktionsspule, die länglich und im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, die Plattform in Y-Richtung überspannt und in X-Richtung bewegbar ist, und eine kleinere zweite Induktionsspule zur Vorwärmung des Bearbeitungsbereiches eingesetzt, die oberhalb oder in einer gemeinsamen Ebene innerhalb oder unterhalb der ersten Induktionsspule angeordnet und in X-Richtung sowie in Y-Richtung bewegbar ist, wobei die Bewegung in X-Richtung mit der Bewegung der ersten Induktionsspule gekoppelt sein kann.
Vorteilhaft wird die Vorwärmtemperatur durch Verändern der Leistung der wenigstens einen Induktionsspule und/oder durch Verändern eines Abstands zwischen der wenigstens einen Induktionsspule und der Oberfläche des Pulverbetts eingestellt. Entsprechend kann die Vorwärmtemperatur optimal insbesondere an den zu verarbeitenden Werkstoff angepasst werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Ist-Temperatur des Pulverbetts im Bearbeitungsbereich oder eine diese physikalisch repräsentierende Größe kontinuierlich oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfasst, und die Vorwärmtemperatur wird basierend auf den erfassten Ist-Werten bezogen auf einen Soll-Wert geregelt. Auf diese Weise wird die Konstanz des Verfahrens verbessert.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur generativen Herstellung von Bauteilen, umfassend einen Pulverbettraum mit einer sich in einer durch eine X-Richtung und eine Y-Richtung aufgespannten Ebene erstreckenden, insbesondere in einer Z-Richtung bewegbaren Plattform, eine Pulverzuführeinrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Plattform Pulver zuzuführen und das zugeführte Pulver in einer gleichmäßigen Pulverschicht auf dieser aufzutragen, eine Laserstrahlquelle und eine Scaneinrichtung, die dazu ausgelegt sind, eine Oberfläche eines im Pulverbettraum auf der Plattform angeordneten Pulverbetts selektiv zu bestrahlen, eine Heizeinrichtung mit wenigstens einer Induktionsspule, die innerhalb einer zwischen der Scaneinrichtung und dem Pulverbett angeordneten Ebene, die sich im Wesentlichen parallel zur Plattform erstreckt, in X-Richtung und/oder in Y-Richtung bewegbar ist, und zumindest eine Steuerung zum Steuern der Bewegungen der Plattform und der wenigstens einen Induktionsspule sowie zum Steuern der Pulverzuführeinrichtung, der Laserstrahlquelle und der Scaneinrichtung, wobei die Plattform in X-Richtung und in Y-Richtung bewegbar ist.
Bevorzugt ist eine erste Induktionsspule, die zumindest in einer ersten Richtung bewegbar ist, und eine zweite Induktionsspule vorgesehen, die zumindest in einer zweiten Richtung bewegbar ist, die sich insbesondere orthogonal zur ersten Richtung erstreckt, wobei die erste Induktionsspule und die zweite Induktionsspule übereinander und einander kreuzend oder in einer gemeinsamen Ebene ineinander oder vertikal übereinander an jedem Punkt einer sich oberhalb und parallel zur Pulverbettoberfläche erstreckenden Ebene angeordnet werden können.
Vorteilhaft ist eine größere erste Induktionsspule, die länglich und im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, die Plattform in Y-Richtung überspannt und in X-Richtung bewegbar ist, und eine kleinere zweite Induktionsspule vorgesehen, die oberhalb oder in einer gemeinsamen Ebene innerhalb oder unterhalb der ersten Induktionsspule angeordnet in X-Richtung sowie in Y-Richtung bewegbar ist, wobei die Bewegung in X-Richtung mit der Bewegung der ersten Induktionsspule gekoppelt sein kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Vorwärmtemperatur durch Verändern der Leistung der wenigstens einen Induktionsspule und/oder durch Verändern eines Abstands zwischen der wenigstens einen Induktionsspule und der Oberfläche des Pulverbetts einstellbar.
Bevorzugt ist zumindest ein Mittel zum Erfassen einer Ist-Vorwärmtemperatur des Pulverbetts in einem Bearbeitungsbereich oder einer diese physikalisch repräsentierenden Größe vorgesehen, beispielsweise in Form eines Pyrometers, einer Wärmebildkamera oder dergleichen, und die Steuerung ist eingerichtet, die Vorwärmtemperatur basierend auf den erfassten Ist-Werten bezogen auf einen Soll-Wert zu regeln.
Die Steuerung ist vorteilhaft zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens der zuvor beschriebenen Art ausgelegt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Vorrichtung und eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist

1 eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung zur generativen Herstellung von Bauteilen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung in Richtung des Pfeils II in 1 und
3 eine schematische Seitenansicht gemäß 2, bei der sich eine Plattform der Vorrichtung in einer anderen Position befindet.

Die Figuren zeigen eine Vorrichtung 1 zur generativen Herstellung von Bauteilen. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Pulverbettraum 2, der zumindest in einer X-Richtung verfahrbar ist, insbesondere in eine X-Richtung und in eine Y-Richtung. In dem Pulverbettraum 2 ist eine Plattform 3 angeordnet, die sich innerhalb einer durch die X-Richtung und die Y-Richtung aufgespannten Ebene erstreckt und in einer Z-Richtung innerhalb des Pulverbettraums 2 auf- und abwärts bewegt werden kann. Eine Pulverzuführeinrichtung der Vorrichtung 1, die dazu ausgelegt ist, dem Pulverbettraum 2 Pulver zuzuführen und das zugeführte Pulver in einer gleichmäßigen Pulverschicht aufzutragen, wird vorliegend durch eine Pulverabgabeeinrichtung 4 und ein Rakel 5 gebildet, das in X-Richtung über die gesamte Plattform 3 hin und her bewegt werden kann. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Laserstrahlquelle 6, bei der es sich um einen CO₂-Laser, einen Nd:Yag-Laser, einen Yb-Faserlaser oder einen Diodenlaser handeln kann. Die Laserstrahlquelle 6 ist über eine Strahlführung 7 mit einer oberhalb der Plattform 3 angeordneten Scaneinrichtung 8 verbunden, die dazu ausgelegt ist, eine Oberfläche eines auf der Plattform 3 angeordneten Pulverbetts selektiv zu bestrahlen. Ferner ist eine Heizeinrichtung 9 vorgesehen, die zur selektiven Vorwärmung des zu schmelzenden oder zu sinternden Pulvers ausgelegt ist. Die Heizeinrichtung 9 umfasst vorliegend zwei Induktionsspulen 10 und 11. Bei der Induktionsspule 10 handelt es sich um eine größere Induktionsspule, die länglich und im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, die Plattform 3 in Y-Richtung überspannt und in X-Richtung entlang einer ersten Führung 12 hin und her bewegt werden kann. Die Induktionsspule 11 ist kleiner als die Induktionsspule 10 ausgebildet, vorliegend oberhalb der Induktionsspule 10 angeordnet und in X-Richtung entlang der ersten Führung 12 sowie in Y-Richtung entlang einer zweiten Führung 13 bewegbar, wobei die Bewegung der Induktionsspule 11 in X-Richtung mit der Bewegung der Induktionsspule 10 in X-Richtung gekoppelt sein kann, um einen Antrieb einzusparen. Die Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren ein Mittel 14, beispielsweise in Form eines Pyrometers, zum Erfassen einer Ist-Vorwärmtemperatur des Pulverbetts in einem Bearbeitungsbereich oder zum Erfassen einer die Ist-Vorwärmtemperatur physikalisch repräsentierenden Größe. Ferner ist eine Steuerung 15 zum Steuern der Bewegungen der Plattform 3 bzw. des Pulverbettraums 2, der Pulverabgabeeinrichtung 4, des Rakels 5, der Laserstrahlquelle 6, der Scaneinrichtung 8 und der Heizeinrichtung 9 vorgesehen.
Zur Generierung eines Bauteils wird unter Verwendung der Pulverabgabeeinrichtung 4 und des Rakels 5 in einem ersten Schritt ein Pulverbett gleichmäßiger Dicke auf der Plattform 3 aufgetragen. In einem weiteren Schritt wird der von der Laserstrahlquelle 6 erzeugte Laserstrahl 16 unter Einsatz der Steuerung 15 in an sich bekannter Weise über die Scaneinrichtung 8 auf die Pulverbettoberfläche gerichtet, um Pulver entsprechend der gewünschten Bauteilstruktur selektiv zu schmelzen oder zu sintern. Dabei erfolgt eine lokale Vorwärmung des zu schmelzenden oder zu sinternden Werkstoffs unter Einsatz der Heizeinrichtung 8. Genauer gesagt werden die Induktionsspulen 10 und 11 gemeinsam mit dem Laserstrahl 16 über die Oberfläche der auf der Plattform 3 angeordneten Pulverschicht bewegt, wobei die Induktionsspule 11 von oben betrachtet stets innerhalb der Induktionsspule 10 angeordnet und der Laserstrahl im Wesentlichen mittig in den durch die Induktionsspule 10 definierten Bereich gelenkt wird. Die durch die Heizeinrichtung 9 bewirkte Vorwärmtemperatur lässt sich durch Verändern der Leistung der Induktionsspulen 10 und 11 und/oder durch Verändern eines Abstands zwischen den Induktionsspulen 10 und 11 und der Oberfläche des Pulverbetts einstellen bzw. verändern. Vorliegend wird eine Ist-Temperatur des Pulverbetts im Bearbeitungsbereich unter Einsatz des Pyrometers 12 erfasst und bezogen auf einen in der Steuerung 15 hinterlegten Soll-Temperaturwert geregelt.
Wie es in 2 schematisch anhand der gestrichelten Linien dargestellt ist, kann es aufgrund der Abmessungen der Heizeinrichtung 9 bei bestimmten Abstrahlwinkeln der Scaneinrichtung 8 vorkommen, dass ein zu schmelzender oder zu sinternder Punkt auf der Oberfläche der Pulverschicht durch eine Komponente der Heizeinrichtung 8, vorliegend durch die Hochfrequenzspulenzuführungen der Induktionsspule 11, abgeschattet wird, so dass er für den Laserstrahl 16 nicht erreichbar ist. Zur Lösung dieser Problematik ist die Steuerung 15 erfindungsgemäß derart programmiert, dass der Pulverbettraum 2 zusammen mit seiner Plattform 3 zur Bearbeitung solcher Punkte der Pulverbettoberfläche innerhalb der X-Y-Ebene verfahren wird, wie es in 3 dargestellt ist, um die Zugänglichkeit für den Laserstrahl zu gewährleisten.
Ein wesentlicher Vorteil des Aufbaus der zuvor beschriebenen Vorrichtung 1 besteht darin, dass trotz der zwischen der Scaneinrichtung 8 und der Plattform 3 angeordneten Heizeinrichtung 9 jeder Punkt auf der Oberfläche des Pulverbetts bearbeitet werden kann, indem die Plattform 3 im Falle einer Abschattung innerhalb der X-Y-Ebene in eine geeignete Position verfahren wird, in der sowohl eine Vorwärmung des Punktes durch die Heizeinrichtung 9 als auch eine Bearbeitung des Punktes mit dem Laserstrahl 16 abschattungsfrei erfolgen kann. Dabei sind nur geringe bauliche Vergrößerungen der Vorrichtung 1 in Kauf zu nehmen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So sollte klar sein, dass Form und Größe der Induktionsspulen 10 und 11 geeignet verändert werden können. Gleiches gilt für ihre relative Ausrichtung zueinander, solange sie ineinander oder einander kreuzend oder abdeckend übereinander angeordnet werden. Ebenso ist es natürlich möglich, die Heizeinrichtung 9 mit nur einer einzelnen Induktionsspule auszustatten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013/152751 A1 [0003, 0004]

Claims

Verfahren zur generativen Herstellung von Bauteilen durch Bestrahlen eines auf einer Plattform (3) angeordneten, sich in einer durch eine X-Richtung und einer Y-Richtung aufgespannten Ebene erstreckenden Pulverbetts, indem ein Laserstrahl (16) selektiv auf einen Bearbeitungsbereich der Pulverbettoberfläche gerichtet wird, während der selektiv bestrahlte Bearbeitungsbereich induktiv unter Verwendung wenigstens einer Induktionsspule (10, 11) einer Heizeinrichtung (9) vorgewärmt wird, indem die wenigstens eine Induktionsspule (10, 11) innerhalb einer sich im Wesentlichen parallel zum Pulverbett erstreckenden Ebene durch Verfahren in X-Richtung und/oder in Y-Richtung in unmittelbare Umgebung des Bearbeitungsbereiches bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (16) unter Verwendung einer Scaneinrichtung (8) auf die Pulverbettoberfläche gerichtet wird, und dass die Plattform (3) bei der Bearbeitung vorbestimmter Teilbereiche des Bearbeitungsbereiches in X-Richtung und/oder in Y-Richtung bewegt wird, um eine Kollision des Laserstrahls (16) mit einer Komponente der Heizeinrichtung (9) zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Induktionsspule (10), die zumindest in einer ersten Richtung (X) bewegbar ist, und eine zweite Induktionsspule (11) zur Vorwärmung des Bearbeitungsbereiches eingesetzt werden, die zumindest in einer zweiten Richtung (Y) bewegbar ist, die sich insbesondere orthogonal zur ersten Richtung (X) erstreckt, wobei die erste Induktionsspule (10) und die zweite Induktionsspule (11) übereinander und einander kreuzend oder in einer gemeinsamen Ebene ineinander oder vertikal übereinander an jedem Punkt einer sich oberhalb und parallel zu der Pulverbettoberfläche erstreckenden Ebene angeordnet werden können.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine größere erste Induktionsspule (10), die länglich und im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, die Plattform (3) in einer Y-Richtung überspannt und in einer X-Richtung bewegbar ist, und eine kleinere zweite Induktionsspule (11) zur Vorwärmung des Bearbeitungsbereiches eingesetzt werden, die oberhalb, in einer gemeinsamen Ebene innerhalb oder unterhalb der ersten Induktionsspule (10) angeordnet und in X-Richtung sowie in Y-Richtung bewegbar ist, wobei die Bewegung in X-Richtung mit der Bewegung der ersten Induktionsspule (10) gekoppelt sein kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmtemperatur durch Verändern der Leistung der wenigstens einen Induktionsspule (10, 11) und/oder durch Verändern eines Abstands zwischen der wenigstens einen Induktionsspule (10, 11) und der Oberfläche des Pulverbetts eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ist-Temperatur des Pulverbetts im Bearbeitungsbereich oder eine diese physikalisch repräsentierende Größe kontinuierlich oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfasst und basierend auf den erfassten Ist-Werten die Vorwärmtemperatur bezogen auf einen Soll-Wert geregelt wird.
Vorrichtung (1) zur generativen Herstellung von Bauteilen, umfassend - einen Pulverbettraum (2) mit einer sich in einer durch eine X-Richtung und eine Y-Richtung aufgespannten Ebene erstreckenden, insbesondere in einer Z-Richtung bewegbaren Plattform (3), - eine Pulverzuführeinrichtung (4, 5), die dazu ausgelegt ist, der Plattform (3) Pulver zuzuführen und das zugeführte Pulver in einer gleichmäßigen Pulverschicht auf dieser aufzutragen, - eine Laserstrahlquelle (6) und eine Scaneinrichtung (8), die dazu ausgelegt sind, eine Oberfläche eines im Pulverbettraum (2) auf der Plattform (3) angeordneten Pulverbetts selektiv zu bestrahlen, - eine Heizeinrichtung (9) mit wenigstens einer Induktionsspule (10, 11), die innerhalb einer zwischen der Scaneinrichtung (8) und dem Pulverbett angeordneten Ebene, die sich im Wesentlichen parallel zur Plattform (3) erstreckt, in X-Richtung und/oder in Y-Richtung bewegbar ist, und - zumindest eine Steuerung (15) zum Steuern der Bewegungen der Plattform (3) und der wenigstens einen Induktionsspule (10, 11) sowie zum Steuern der Pulverzuführeinrichtung (4, 5), der Laserstrahlquelle (6) und der Scaneinrichtung (8), wobei die Plattform (3) in X-Richtung und in Y-Richtung bewegbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Induktionsspule (10) vorgesehen ist, die zumindest in einer ersten Richtung bewegbar ist, und dass eine zweite Induktionsspule (11) vorgesehen ist, die zumindest in einer zweiten Richtung bewegbar ist, die sich insbesondere orthogonal zur ersten Richtung erstreckt, wobei die erste Induktionsspule (10) und die zweite Induktionsspule (11) übereinander und einander kreuzend oder in einer gemeinsamen Ebene ineinander oder vertikal übereinander an jedem Punkt einer sich oberhalb und parallel zur Pulverbettoberfläche erstreckenden Ebene angeordnet werden können.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine größere erste Induktionsspule (10) vorgesehen ist, die länglich und im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, die Plattform in Y-Richtung überspannt und in X-Richtung bewegbar ist, und dass eine kleinere zweite Induktionsspule (11) vorgesehen ist, die oberhalb oder in einer gemeinsamen Ebene innerhalb oder unterhalb der ersten Induktionsspule (10) angeordnet in X-Richtung sowie in Y-Richtung bewegbar ist, wobei die Bewegung in X-Richtung mit der Bewegung der ersten Induktionsspule gekoppelt sein kann.
Vorrichtung (1) nach 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmtemperatur durch Verändern der Leistung der wenigstens einen Induktionsspule (10, 11) und/oder durch Verändern eines Abstands zwischen der wenigstens einen Induktionsspule (10, 11) und der Oberfläche des Pulverbetts einstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittel (14) zum Erfassen einer Ist-Vorwärmtemperatur des Pulverbetts in einem Bearbeitungsbereich oder einer diese physikalisch repräsentierenden Größe vorgesehen ist und die Steuerung (15) derart eingerichtet ist, die Vorwärmtemperatur basierend auf den erfassten Ist-Werten bezogen auf einen Soll-Wert zu regeln.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (15) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgelegt ist.