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DE102019211846A1 - Method for generating a coherent surface area, irradiation device and processing machine - Google Patents

Method for generating a coherent surface area, irradiation device and processing machine Download PDF

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DE102019211846A1
DE102019211846A1 DE102019211846.1A DE102019211846A DE102019211846A1 DE 102019211846 A1 DE102019211846 A1 DE 102019211846A1 DE 102019211846 A DE102019211846 A DE 102019211846A DE 102019211846 A1 DE102019211846 A1 DE 102019211846A1
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DE
Germany
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surface area
contiguous surface
area
processing beam
processing
Prior art date
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Pending
Application number
DE102019211846.1A
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German (de)
Inventor
Bernhard Gutmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TRUMPF LASER- UND SYSTEMTECHNIK SE, DE
Original Assignee
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH filed Critical Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs (2) eines dreidimensionalen Bauteils durch Bestrahlen einer Pulverschicht (3) mittels eines Bearbeitungsstrahls, umfassend: Bewegen des Bearbeitungsstrahls entlang einer Mehrzahl von Streifen (S1, S2, ...) über den zusammenhängenden Flächenbereich (2), wobei in einem jeweiligen Streifen (S1, S2, ...) der zusammenhängende Flächenbereich (2) in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden Teilbereichen (T1, T2) bestrahlt wird, und wobei ein jeweiliger Teilbereich (T1, T2) mit dem Bearbeitungsstrahl in einer scannenden Bewegung abgefahren wird, bis die Pulverschicht (3) in dem jeweiligen Teilbereich (T1, T2) vollständig aufgeschmolzen ist. Entweder wird ein erster Teilbereich (T1) eines jeweiligen Streifens (S1, S2, ...) mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer ersten Scanrichtung (R1) scannend abgefahren und unmittelbar nachfolgend wird ein zweiter Teilbereich (T2) des Streifens (S1, S2, ...), der entlang einer gemeinsamen Kante (10) unmittelbar an den ersten Teilbereich (T1) angrenzt, mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung (R2) scannend abgefahren, oder es werden erste Teilbereiche eines ersten Streifens, die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, mittels des Bearbeitungsstrahls in einer ersten Scanrichtung scannend abgefahren und unmittelbar nachfolgend werden zweite Teilbereiche eines dem ersten unmittelbar benachbarten zweiten Streifens, die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung mittels des Bearbeitungsstrahls scannend abgefahren. Die Erfindung betrifft auch eine Bestrahlungseinrichtung und eine Bearbeitungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens.One aspect of the invention relates to a method for generating a contiguous surface area (2) of a three-dimensional component by irradiating a powder layer (3) using a processing beam, comprising: moving the processing beam along a plurality of strips (S1, S2, ...) over the contiguous surface area (2), wherein in a respective strip (S1, S2, ...) the contiguous surface area (2) is irradiated in a plurality of directly adjoining partial areas (T1, T2), and wherein a respective partial area (T1, T2) is traversed with the processing beam in a scanning movement until the powder layer (3) has completely melted in the respective sub-area (T1, T2). Either a first sub-area (T1) of a respective strip (S1, S2, ...) is scanned by means of the processing beam (4) in a first scanning direction (R1) and a second sub-area (T2) of the strip (S1, S2, ...), which directly adjoins the first partial area (T1) along a common edge (10), is scanned by means of the processing beam (4) in a second scanning direction (R2) different from the first, in particular to the first perpendicular scanning direction , or first partial areas of a first strip that are directly adjacent to one another at specific points are scanned by means of the processing beam in a first scanning direction and immediately afterwards, second partial areas of a second strip immediately adjacent to the first, which are directly adjacent to one another at specific points, are scanned in a second, the first different scanning direction, in particular perpendicular to the first scanning direction by means of the processing beam sca nnend departed. The invention also relates to an irradiation device and a processing machine for performing the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs eines dreidimensionalen Bauteils durch Bestrahlen einer Pulverschicht mittels eines Bearbeitungsstrahls, insbesondere mittels eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls. Bei einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren: Bewegen des Bearbeitungsstrahls entlang einer Mehrzahl von Streifen über den zusammenhängenden Flächenbereich, wobei in einem jeweiligen Streifen der zusammenhängende Flächenbereich in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden Teilbereichen bestrahlt wird, und wobei ein jeweiliger Teilbereich mit dem Bearbeitungsstrahl in einer scannenden Bewegung abgefahren wird, bis die Pulverschicht in dem jeweiligen Teilbereich vollständig aufgeschmolzen ist. Die Erfindung betrifft auch eine Bestrahlungseinrichtung für eine Bearbeitungsmaschine zum Herstellen von dreidimensionalen Bauteilen durch Bestrahlen von Pulverschichten. Bei einem Aspekt der Erfindung umfasst die Bestrahlungseinrichtung eine Scannereinrichtung zum Ausrichten eines Bearbeitungsstrahls auf eine Pulverschicht in einer Bearbeitungsebene, eine Steuerungseinrichtung, die ausgebildet ist, die Scannereinrichtung zum Bewegen des Bearbeitungsstrahls entlang einer Mehrzahl von Streifen über den zusammenhängenden Flächenbereich anzusteuern, um in einem jeweiligen Streifen den zusammenhängenden Flächenbereich in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden Teilbereichen zu bestrahlen, und die Scannereinrichtung anzusteuern, einen jeweiligen Teilbereich mit dem Bearbeitungsstrahl in einer scannenden Bewegung abzufahren, bis die Pulverschicht in dem jeweiligen Teilbereich vollständig aufgeschmolzen ist. Die Erfindung betrifft auch eine Bearbeitungsmaschine, umfassend: eine Bearbeitungskammer mit einer Bearbeitungsebene, in der eine zu bestrahlende Pulverschicht anordenbar ist, sowie bevorzugt eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Gasstroms, der in einem für die Bereitstellung eines Pulverbetts vorgesehenen Bauplattformbereich über die Bearbeitungsebene strömt. Bei einem Aspekt der Erfindung ist die Bestrahlungseinrichtung wie weiter oben beschrieben ausgebildet.The present invention relates to a method for producing a coherent surface area of a three-dimensional component by irradiating a powder layer by means of a processing beam, in particular by means of a laser beam or an electron beam. In one aspect of the invention, the method comprises: moving the processing beam along a plurality of strips over the contiguous surface area, wherein in a respective strip the contiguous surface area is irradiated in a plurality of directly adjoining partial areas, and wherein a respective partial area with the processing beam in a scanning movement is carried out until the powder layer is completely melted in the respective sub-area. The invention also relates to an irradiation device for a processing machine for producing three-dimensional components by irradiating powder layers. In one aspect of the invention, the irradiation device comprises a scanner device for aligning a processing beam on a powder layer in a processing plane, a control device which is designed to control the scanner device for moving the processing beam along a plurality of stripes over the contiguous surface area in order to control in a respective stripe to irradiate the contiguous surface area in a plurality of directly adjoining partial areas, and to control the scanner device to scan a respective partial area with the processing beam until the powder layer in the respective partial area is completely melted. The invention also relates to a processing machine, comprising: a processing chamber with a processing level in which a powder layer to be irradiated can be arranged, and preferably a supply device for providing a gas stream that flows over the processing level in a construction platform area provided for providing a powder bed. In one aspect of the invention, the irradiation device is designed as described above.

Dreidimensionale Bauteile können durch so genannte generative Fertigungsverfahren (auch als Additive-Manufacturing-Verfahren bezeichnet) hergestellt werden. Bei derartigen Verfahren wird das dreidimensionale Bauteil schichtweise bzw. lagenweise generiert. Beim so genannten selektiven Laserschmelzen bzw. Lasersintern (auch als Laser Metal Fusion, LMF, bezeichnet) wird zu diesem Zweck ein Pulverwerkstoff lokal durch einen hochenergetischen Bearbeitungsstrahl, insbesondere durch einen Laserstrahl oder durch einen Elektronenstrahl (im Vakuum, üblicherweise als Elektronenstrahlschmelzen, EBM, bezeichnet), aufgeschmolzen, um eine Schicht des dreidimensionalen Bauteils zu erzeugen.Three-dimensional components can be manufactured using so-called generative manufacturing processes (also known as additive manufacturing processes). In such methods, the three-dimensional component is generated in layers or in layers. In so-called selective laser melting or laser sintering (also referred to as laser metal fusion, LMF), a powder material is designated locally by a high-energy processing beam, in particular by a laser beam or by an electron beam (in a vacuum, usually as electron beam melting, EBM) ), melted to produce a layer of the three-dimensional component.

Zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs ist es erforderlich, diesen bzw. die aufzuschmelzende Fläche vollständig mittels des Bearbeitungsstrahls abzuscannen (bzw. abzurastern). Der zusammenhängende Flächenbereich wird zu diesem Zweck üblicherweise in Streifen oder in ein schachbrettartiges Muster mit einer Mehrzahl von quadratischen oder rechteckigen Teilbereichen aufgeteilt, wie dies beispielsweise in der EP 2 956 262 B1 beschrieben ist. In beiden Fällen ist es erforderlich, die erzeugten Polygongruppen (bestehend aus einer Vielzahl von (Scan-)Vektoren) bzw. Teilbereiche in einer vorgegebenen Reihenfolge abzuarbeiten. Die Reihenfolge der Abarbeitung der Teilbereiche hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Qualität des hergestellten Bauteils.In order to generate a coherent surface area, it is necessary to completely scan (or rasterize) this area or the area to be melted using the processing beam. For this purpose, the contiguous surface area is usually divided into strips or a checkerboard-like pattern with a plurality of square or rectangular sub-areas, as is the case, for example, in FIG EP 2 956 262 B1 is described. In both cases it is necessary to process the generated polygon groups (consisting of a large number of (scan) vectors) or sub-areas in a predetermined order. The order in which the sub-areas are processed has a decisive influence on the quality of the component produced.

In der US 2019/0039318 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Herstellung eines zylindrischen Bauteils eine Pulverschicht in eine Mehrzahl von Streifen aufgeteilt wird, entlang derer das Pulvermaterial von einer Energiequelle aufgeschmolzen wird. Ein jeweiliger Streifen kann in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden, z.B. quadratischen Teilbereichen bestrahlt werden. Die Teilbereiche eines zusammenhängenden Flächenbereichs können beispielsweise in der Art von Schachbrettfeldern in einem Raster angeordnet sein und von oben nach unten und von links nach rechts jeweils mit einer scannenden Bewegung abgefahren werden. Alternativ kann die Reihenfolge der Bestrahlung der Teilbereiche randomisiert erfolgen. Auch die Ausrichtung der Streifen kann von Pulverschicht zu Pulverschicht variieren, um die Orientierung der Scans, die zur Herstellung des Bauteils verwendet wird, zu randomisieren.In the US 2019/0039318 A1 describes a method in which, for the production of a cylindrical component, a powder layer is divided into a plurality of strips along which the powder material is melted by an energy source. A respective strip can be irradiated in a plurality of directly adjoining, for example square, partial areas. The partial areas of a coherent surface area can be arranged, for example, in the manner of chessboard fields in a grid and traversed from top to bottom and from left to right with a scanning movement. Alternatively, the sequence in which the partial areas are irradiated can be randomized. The alignment of the strips can also vary from powder layer to powder layer in order to randomize the orientation of the scans that are used to manufacture the component.

Aus der WO 2019/016061 A1 ist ein Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs bekannt geworden, bei dem erste Teilbereiche in einer scannenden Bewegung in einer ersten Scanrichtung abgescannt werden, während zweite Teilbereiche, die unmittelbar an die ersten Teilbereiche angrenzen, entlang einer zweiten, beispielsweise zur ersten senkrechten Scanrichtung in einer scannenden Bewegung abgefahren werden, um keine Vorzugsrichtungen in dem Material des Bauteils auszubilden. Die ersten und zweiten Teilbereiche können in einem schachbrettartigen Muster angeordnet sein. Zum Erzeugen des zusammenhängenden Flächenbereichs können zunächst alle ersten Teilbereiche und nachfolgend alle zweiten Teilbereiche abgearbeitet werden.From the WO 2019/016061 A1 a method for generating a coherent surface area has become known, in which first sub-areas are scanned in a scanning movement in a first scanning direction, while second sub-areas, which directly adjoin the first sub-areas, are scanned along a second, for example perpendicular to the first scanning direction in a scanning direction Movement are traversed in order not to develop any preferred directions in the material of the component. The first and second partial areas can be arranged in a checkerboard pattern. To generate the coherent surface area, all first partial areas and then all second partial areas can be processed.

Bei einer solchen Anordnung von ersten und zweiten Teilbereichen in einem schachbrettartigen Muster kann die Bestrahlung der ersten Teilbereiche beispielsweise in einem jeweiligen Streifen entlang eines Streifenbildungsvektors von rechts nach links erfolgen und die Streifen können von oben nach unten abgearbeitet werden, wobei die zweiten Teilbereiche jeweils ausgelassen werden. In einem nachfolgenden Schritt können die zweiten Teilbereiche entsprechend abgearbeitet werden, wobei die ersten, bereits belichteten Teilbereiche ausgelassen werden. With such an arrangement of first and second partial areas in a checkerboard pattern, the irradiation of the first partial areas can for example, in a respective stripe along a stripe formation vector from right to left and the stripes can be processed from top to bottom, the second partial areas being omitted in each case. In a subsequent step, the second partial areas can be processed accordingly, the first, already exposed partial areas being omitted.

Alternativ ist es möglich, zum Erzeugen des zusammenhängenden Flächenbereichs die ersten Teilbereiche diagonal zu dem schachbrettartigen Muster bzw. Raster abzuarbeiten, d.h. entlang einer Streifenbildungsrichtung, die unter einem Winkel von 45° zum Raster ausgerichtet ist. Auch in diesem Fall werden die zweiten Teilbereiche erst belichtet, wenn die Belichtung der ersten Teilbereiche abgeschlossen ist.Alternatively, it is possible to generate the coherent surface area to work through the first partial areas diagonally to the checkerboard-like pattern or grid, i.e. along a strip formation direction which is aligned at an angle of 45 ° to the grid. In this case too, the second partial areas are only exposed when the exposure of the first partial areas has been completed.

Die DE 100 42 134 C2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Werkstücken, bei denen eine bereichsweise Bestrahlung von festgelegten Einzelabschnitten erfolgt, die in stochastischer Verteilung nacheinander bestrahlt werden, wobei die aufeinanderfolgende Bestrahlung benachbarter Einzelabschnitte ausgenommen ist. Auch in der WO 2008/074287 A1 ist beschrieben, dass nacheinander bestrahlte Einzelabschnitte nicht unmittelbar nebeneinander liegen dürfen.The DE 100 42 134 C2 describes a method for the production of three-dimensional workpieces in which a region-wise irradiation of fixed individual sections takes place, which are irradiated one after the other in a stochastic distribution, the successive irradiation of adjacent individual sections being excluded. Also in the WO 2008/074287 A1 it is described that individual sections irradiated one after the other must not lie directly next to one another.

Der zusammenhängende Flächenbereich bzw. ein von einer Randkontur umgebener Flächenbereich des dreidimensionalen Bauteils kann zusammen mit weiteren zusammenhängenden Flächenbereichen ein- und desselben Bauteils oder weiterer Bauteile gemeinsam aus den Pulverschichten eines Pulverbetts erzeugt werden, das auf einer Bauplattform (Substrat-Platte) einer LMF-Bearbeitungsmaschine angeordnet ist. In diesem Fall ist es erforderlich, eine Reihenfolge der Abarbeitung der zusammenhängenden Flächenbereiche festzulegen.The contiguous surface area or a surface area of the three-dimensional component surrounded by an edge contour can be produced together with other contiguous surface areas of one and the same component or further components from the powder layers of a powder bed that is placed on a construction platform (substrate plate) of an LMF processing machine is arranged. In this case it is necessary to define a sequence for processing the connected surface areas.

Aus der EP 3 323 534 A1 ist es bekannt, die Reihenfolge von zu verfestigenden Bereichen in einer jeweiligen Pulverschicht in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung eines Gasstroms zu wählen, der über die Pulverschicht geführt wird. Hierbei werden die zu verfestigenden Bereiche in jeder Pulverschicht in einer Reihenfolge gescannt, bei der jeder Bereich, der in Strömungsrichtung des Gasstroms stromabwärts von einem anderen Bereich liegt, vor dem anderen Bereich gescannt. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass sich bei der Bestrahlung des anderen Bereichs entstehender Schmauch bzw. Schmutz in dem zu verfestigenden Bereich ablagert.From the EP 3 323 534 A1 it is known to select the sequence of areas to be solidified in a respective powder layer as a function of the direction of flow of a gas stream which is guided over the powder layer. Here, the areas to be solidified in each powder layer are scanned in a sequence in which each area, which is located downstream of another area in the flow direction of the gas flow, is scanned before the other area. In this way, it is intended to prevent the smoke or dirt that occurs when the other area is irradiated from being deposited in the area to be solidified.

Zur Erhöhung der Effizienz bzw. der Aufbaurate können zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen dazu verwendet werden, einen oder mehrere zusammenhängende Flächenbereiche ein- und derselben Pulverschicht gleichzeitig zu bearbeiten. Auch in diesem Fall ist es erforderlich, eine Reihenfolge festzulegen, in der die zusammenhängenden Flächenbereiche bzw. Teilbereiche der zusammenhängenden Flächenbereiche abgearbeitet werden.To increase the efficiency or the build-up rate, two or more processing beams can be used to simultaneously process one or more contiguous surface areas of one and the same powder layer. In this case, too, it is necessary to establish a sequence in which the connected surface areas or partial areas of the connected surface areas are processed.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Bestrahlungseinrichtung und eine Bearbeitungsmaschine mit einer solchen Bestrahlungseinrichtung anzugeben, mit denen eine effiziente Erzeugung von zusammenhängenden Flächenbereichen von dreidimensionalen Bauteilen ohne Einbußen bei der Qualität der hergestellten Bauteile möglich ist.The invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned at the beginning, as well as an irradiation device and a processing machine with such an irradiation device, with which an efficient production of contiguous surface areas of three-dimensional components is possible without sacrificing the quality of the components produced.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem entweder ein erster Teilbereich eines jeweiligen Streifens mittels des Bearbeitungsstrahls in einer ersten Scanrichtung scannend abgefahren wird und unmittelbar nachfolgend ein zweiter Teilbereich des Streifens, der entlang einer gemeinsamen Kante unmittelbar an den ersten Teilbereich angrenzt, mittels des Bearbeitungsstrahls in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung scannend abgefahren wird, oder bei dem erste Teilbereiche eines ersten Streifens, die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, mittels des Bearbeitungsstrahls in einer ersten Scanrichtung scannend abgefahren werden und unmittelbar nachfolgend zweite Teilbereiche eines dem ersten unmittelbar benachbarten zweiten Streifens, die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung mittels des Bearbeitungsstrahls scannend abgefahren werden.According to a first aspect, this object is achieved by a method of the type mentioned at the outset, in which either a first sub-area of a respective strip is scanned by means of the processing beam in a first scanning direction and immediately thereafter a second sub-area of the strip, which runs along a common edge adjoins the first sub-area, is scanned by means of the processing beam in a second scanning direction different from the first, in particular to the first perpendicular scanning direction, or in the case of the first sub-areas of a first strip that are directly adjacent to one another at specific points, scanning by means of the processing beam in a first scanning direction are traversed and immediately following second partial areas of a second strip immediately adjacent to the first, which directly adjoin one another at specific points, in a second scan line different from the first, in particular perpendicular to the first scan line device can be scanned by means of the processing beam.

Wie weiter oben beschrieben wurde, werden bei der Erzeugung eines zusammenhängenden Flächenbereichs, bei dem erste Teilbereiche in einer scannenden Bewegung in einer ersten Scanrichtung abgescannt werden, während zweite Teilbereiche, die unmittelbar an die ersten Teilbereiche angrenzen, entlang einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung in einer scannenden Bewegung abgefahren werden, in der Regel zunächst alle ersten Teilbereiche bestrahlt, bevor die zweiten Teilbereiche bestrahlt werden, oder umgekehrt.As described above, in the generation of a coherent surface area, in which first partial areas are scanned in a scanning movement in a first scanning direction, while second partial areas, which directly adjoin the first partial areas, along a second, different from the first, are traversed in a scanning movement in particular to the first perpendicular scanning direction, as a rule all first partial areas are irradiated before the second partial areas are irradiated, or vice versa.

Der Erfinder hat erkannt, dass diese Reihenfolge der Bestrahlung der Teilbereiche insbesondere beim Erzeugen von vergleichsweise großen zusammenhängenden Flächenbereichen nachteilig sein kann, da der Teil des Flächenbereichs, bei dem die Bestrahlung der ersten Teilbereiche begonnen wurde, bereits wieder abgekühlt ist, wenn mit der Bestrahlung der zweiten Teilbereiche begonnen wird. Um dieses Problem zu vermeiden, wird vorgeschlagen, keine längeren Pausen zwischen der Bestrahlung eines ersten Teilbereichs und eines unmittelbar angrenzenden zweiten Teilbereichs zu lassen.The inventor has recognized that this sequence of irradiating the subregions can be disadvantageous, in particular when generating comparatively large contiguous surface regions, since the part of the surface region with which the irradiation of the first partial areas was started has already cooled down again when the irradiation of the second partial areas is started. In order to avoid this problem, it is proposed not to leave any longer pauses between the irradiation of a first partial area and an immediately adjacent second partial area.

Unter dem Begriff „unmittelbar nachfolgend“ wird bei der ersten weiter oben beschriebenen Alternative verstanden, dass zwischen der Bestrahlung des ersten Teilbereichs und der Bestrahlung des unmittelbar an einer gemeinsamen Kante angrenzenden zweiten Teilbereichs kein anderer Teilbereich des zusammenhängenden Flächenbereichs bestrahlt wird. Bei der ersten Alternative werden somit unmittelbar aneinander angrenzende erste und zweite Flächenbereiche unmittelbar aufeinander folgend belichtet, was im Gegensatz zu den weiter oben beschriebenen Lehren steht, dass nacheinander bestrahlte Einzelabschnitte nicht unmittelbar nebeneinander liegen dürfen. Die Bestrahlung von unmittelbar benachbarten ersten und zweiten Teilbereichen ermöglicht eine Steigerung der Produktivität, da keine zwischen den ersten Teilbereichen liegenden zweiten Teilbereiche übersprungen werden müssen, und umgekehrt.In the first alternative described above, the term “immediately following” means that between the irradiation of the first sub-area and the irradiation of the second sub-area directly adjacent to a common edge, no other sub-area of the contiguous surface area is irradiated. In the first alternative, first and second surface areas that are directly adjacent to one another are exposed immediately after one another, which is in contrast to the teaching described above that individual sections irradiated one after the other must not lie directly next to one another. The irradiation of immediately adjacent first and second sub-areas enables an increase in productivity, since no second sub-areas located between the first sub-areas need to be skipped, and vice versa.

Bei der zweiten weiter oben beschriebenen Alternative wird unter dem Begriff „unmittelbar nachfolgend“ verstanden, dass nach dem Bestrahlen der ersten Teilbereiche des ersten Streifens die zweiten Teilbereiche des unmittelbar benachbarten zweiten Streifens belichtet werden, ohne dass zwischendurch andere Teilbereiche des zusammenhängenden Flächenbereichs belichtet werden. Unter punktuell aneinander angrenzenden Flächenbereichen wird verstanden, dass diese nicht an einer gemeinsamen Kante, sondern an einem gemeinsamen Berührungspunkt, beispielsweise an einem Eck, aneinander angrenzen. Bei der zweiten weiter oben beschriebenen Alternative überlappen sich die beiden unmittelbar benachbarten Streifen teilweise. Die gegenseitige Überlappung der benachbarten Streifen kann beispielsweise ca. 50% der Breite der Streifen betragen.In the second alternative described above, the term “immediately following” means that after the first partial areas of the first stripe have been irradiated, the second partial areas of the immediately adjacent second stripe are exposed without other partial areas of the contiguous area being exposed in between. Surface areas adjoining one another at specific points are understood to mean that they do not adjoin one another at a common edge, but rather at a common point of contact, for example at a corner. In the second alternative described above, the two immediately adjacent strips partially overlap. The mutual overlap of the adjacent strips can be, for example, approximately 50% of the width of the strips.

Bei beiden weiter oben beschriebenen Alternativen wird ein zusammenhängender Flächenbereich des dreidimensionalen Bauteils erzeugt bzw. belichtet, der (beispielsweise in einem vorausgehenden Verfahrensschritt) in eine Mehrzahl von ersten und zweiten Teilbereichen aufgeteilt wird. Die Mehrzahl von (ersten und zweiten) Teilbereichen bildet typischerweise eine regelmäßige, rasterförmige Anordnung, beispielsweise in der Art eines Schachbretts, welche den zusammenhängenden Flächenbereich überdeckt. Die Teilbereiche überlappen sich idealer Weise nicht und grenzen idealer Weise unmittelbar aneinander an. Da die Winkel, unter dem die Bearbeitungsstrahlen auf die Pulverschicht treffen, in Abhängigkeit von der Position in dem Bearbeitungsbereich variieren, kann es ggf. zu einer (ungewollten) teilweisen Überlappung benachbarter Teilbereiche in einer Größenordnung in der Regel maximal ca. 10 % der jeweiligen Kantenlänge (Länge bzw. Breite) der Teilbereiche kommen. Bei der ersten weiter oben beschriebenen Alternative überlappen sich die Streifen und somit auch die Teilbereiche bei einer Breite der Streifen von beispielsweise 4-8 mm um maximal ca. 400 µm.In both alternatives described above, a contiguous surface area of the three-dimensional component is generated or exposed, which (for example in a preceding method step) is divided into a plurality of first and second partial areas. The plurality of (first and second) partial areas typically forms a regular, grid-like arrangement, for example in the manner of a chessboard, which covers the contiguous surface area. The sub-areas ideally do not overlap and ideally adjoin one another directly. Since the angle at which the processing beams hit the powder layer vary depending on the position in the processing area, there may be an (unwanted) partial overlap of adjacent sub-areas of an order of magnitude, usually a maximum of approx. 10% of the respective edge length (Length or width) of the sub-areas. In the first alternative described above, the strips and thus also the partial areas overlap by a maximum of approx. 400 μm when the strips are for example 4-8 mm wide.

Zusätzlich zu den Teilbereichen werden (beispielsweise in einem vorausgehenden Verfahrensschritt) die Streifen festgelegt, entlang derer der zusammenhängende Flächenbereich abgefahren wird. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, einen jeweiligen Streifenbildungsvektor vorzugeben. In der Regel ist der Streifenbildungsvektor entlang eines jeweiligen Streifens konstant, d.h. es handelt sich um geradlinige Streifen. Es ist aber auch möglich, dass der Streifenbildungsvektor in Abhängigkeit von der Position innerhalb eines jeweiligen Streifens variiert. In diesem Fall weist der Streifen eine Krümmung auf, d.h. dieser weicht von einer geradlinigen Form ab.In addition to the partial areas, the strips along which the contiguous surface area is traversed are defined (for example in a preceding method step). For this purpose, it is necessary to specify a respective banding vector. As a rule, the banding vector is constant along a respective stripe, i.e. straight stripes are involved. However, it is also possible for the strip formation vector to vary as a function of the position within a respective strip. In this case the strip has a curvature, i.e. it deviates from a straight shape.

Unter dem Begriff „in einer ersten/zweiten Scanrichtung scannend abfahren“ wird verstanden, dass der Bearbeitungsstrahl in einer typischerweise geraden Linie entlang der (Quer-)Erstreckung des jeweiligen Teilbereichs in (positiver und/oder negativer) Scanrichtung bewegt wird. Hierbei kann der Bearbeitungsstrahl zunächst in (positiver) Scanrichtung vom einem ersten zu einem gegenüberliegenden zweiten Rand des Teilbereichs bewegt werden. Am zweiten Rand des Teilbereichs findet ein (geringfügiger) lateraler Versatz des Bearbeitungsstrahls in einer zur Scanrichtung typischerweise senkrechten Richtung statt. Zusätzlich kann eine Bewegungsumkehr des Bearbeitungsstrahls stattfinden und der Bearbeitungsstrahl kann in (negativer) Scanrichtung gegenläufig über die gesamte Erstreckung des jeweiligen Teilbereichs zurück bewegt werden. Alternativ kann der Bearbeitungsstrahl bei der Bewegung zum ersten Rand deaktiviert werden, wobei der laterale Versatz des Bearbeitungsstrahls am zweiten Rand oder bei der Bewegung des (deaktivierten) Bearbeitungsstrahls in (negativer) Scanrichtung erfolgen kann. Der Bearbeitungsstrahl kann insbesondere auch in einer oszillierenden Bewegung zwischen dem ersten Rand und dem zweiten Rand des jeweiligen Teilbereichs hin und her bewegt werden.The term “scan in a first / second scan direction” is understood to mean that the processing beam is moved in a typically straight line along the (transverse) extent of the respective sub-area in the (positive and / or negative) scan direction. Here, the processing beam can initially be moved in the (positive) scanning direction from a first to an opposite, second edge of the partial area. At the second edge of the partial area, there is a (slight) lateral offset of the processing beam in a direction typically perpendicular to the scanning direction. In addition, the movement of the processing beam can be reversed and the processing beam can be moved back in the opposite direction in the (negative) scanning direction over the entire extent of the respective sub-area. Alternatively, the processing beam can be deactivated when moving to the first edge, the lateral offset of the processing beam at the second edge or when moving the (deactivated) processing beam in the (negative) scanning direction. In particular, the machining beam can also be moved back and forth in an oscillating movement between the first edge and the second edge of the respective partial area.

Bei einer Variante umfasst das Verfahren: Bewegen des Bearbeitungsstrahls entlang einer Mehrzahl von weiteren Streifen eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs einer weiteren Pulverschicht des dreidimensionalen Bauteils, die unmittelbar auf die Pulverschicht folgt, wobei in einem jeweiligen weiteren Streifen der weitere zusammenhängende Flächenbereich in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden weiteren Teilbereichen bestrahlt wird, und wobei ein jeweiliger weiterer Teilbereich mit dem Bearbeitungsstrahl in einer scannenden Bewegung abgefahren wird, bis die weitere Pulverschicht in dem jeweiligen weiteren Teilbereich vollständig aufgeschmolzen ist, wobei ein Streifenbildungsvektor beim Abfahren des zusammenhängenden Flächenbereichs entlang der Mehrzahl von Streifen und ein weiterer Streifenbildungsvektor beim Abfahren des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs entlang der Mehrzahl von weiteren Streifen einen Winkel von mindestens 45°, insbesondere von 90°, zueinander aufweisen. Bei der Bestimmung des Winkels zwischen den Streifenbildungsvektoren wird wie allgemein üblich die Orientierung der Vektoren berücksichtigt.In one variant, the method comprises: moving the processing beam along a plurality of further strips of a further contiguous surface area of a further powder layer of the three-dimensional component that immediately follows the powder layer, with the further contiguous surface area in a plurality of directly adjacent further sub-areas is irradiated, and a respective further sub-area is scanned with the processing beam in a scanning movement until the further powder layer is completely melted in the respective further sub-area, a stripe formation vector when tracing the contiguous surface area along the plurality of stripes and a further stripe formation vector have an angle of at least 45 °, in particular of 90 °, to one another when the further contiguous surface area is traversed along the plurality of further stripes. When determining the angle between the banding vectors, the orientation of the vectors is taken into account, as is generally the case.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn in unmittelbar aufeinander folgenden bzw. in dem Pulverbett unmittelbar übereinander angeordneten Pulverschichten die Streifenbildungsvektoren nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, sondern bevorzugt einen Winkel von mindestens 45°, insbesondere von 90°, zueinander einschließen. Auf diese Weise können Eigenspannungen in dem herzustellenden dreidimensionalen Bauteil homogenisiert werden, d.h. die Verteilung der Eigenspannungen in dem Bauteil wird verbessert und Defekte können vermieden werden.It has proven to be beneficial if the striping vectors in powder layers that follow one another or are arranged directly one above the other in the powder bed are not aligned parallel to one another, but preferably enclose an angle of at least 45 °, in particular 90 °, to one another. In this way, internal stresses in the three-dimensional component to be produced can be homogenized, i.e. the distribution of the internal stresses in the component is improved and defects can be avoided.

Bei einer weiteren Variante wird ein Gasstrom über die Pulverschicht geführt, dessen Strömungsvektor mit einem Streifenbildungsvektor beim Bewegen des Bearbeitungsstrahls entlang eines jeweiligen Streifens des zusammenhängenden Flächenbereichs und/oder mit einem weiteren Streifenbildungsvektor beim Bewegen des Bearbeitungsstrahls entlang eines jeweiligen weiteren Streifens des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs einen Winkel von mindestens 90°, bevorzugt von 135°, zueinander aufweisen. Die Streifenbildungsvektoren der jeweiligen Streifen weisen in diesem Fall in der Regel dieselbe oder eine ähnliche Orientierung auf, d.h. die Streifenbildungsvektoren der jeweiligen Streifen sind insbesondere nicht antiparallel zueinander ausgerichtet.In a further variant, a gas flow is passed over the powder layer, the flow vector of which forms an angle with a stripe formation vector when moving the processing beam along a respective stripe of the contiguous surface area and / or with a further stripe formation vector when moving the processing beam along a respective further strip of the further contiguous surface area of at least 90 °, preferably 135 °, to one another. In this case, the banding vectors of the respective stripes generally have the same or a similar orientation, i.e. the banding vectors of the respective stripes are in particular not aligned antiparallel to one another.

Bei dem Gasstrom kann es sich beispielsweise um einen Schutzgasstrom handeln, um optische Bauteile einer Bestrahlungseinrichtung, beispielsweise ein Fenster, vor Verunreinigungen, beispielsweise vor Rußpartikeln, zu schützen, die sich bei der Bestrahlung des Pulvermaterials bilden, wie dies in der EP 3 023 228 A1 beschrieben ist. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Streifenbildungsvektor der Strömungsrichtung bzw. dem Strömungsvektor des Schutzgasstroms zumindest teilweise entgegen gerichtet ist, da durch den Schutzgasstrom Rußpartikel oder Pulveragglomerate abgetragen werden, die in diesem Fall direkt vor dem Bearbeitungsstrahl auf der bestrahlten Pulverschicht abgelegt und aufgeschweißt würden. Unter einem zumindest teilweise entgegen gerichteten Streifenbildungsvektor wird verstanden, dass der Streifenbildungsvektor und der Strömungsvektor des Gasstroms einen Winkel von mehr als 90° zueinander aufweisen, d.h. der Streifenbildungsvektor hat eine von Null verschiedene Komponente, die antiparallel zum Strömungsvektor des Gasstroms verläuft, wie dies in der EP 2 956 262 B1 beschrieben ist. Eine Ausrichtung des Streifenbildungsvektors unter 90° zum Strömungsvektor des Gasstroms ist jedoch ebenfalls möglich.The gas flow can be, for example, a protective gas flow in order to protect optical components of an irradiation device, for example a window, from contamination, for example from soot particles, which are formed during the irradiation of the powder material, as shown in FIG EP 3 023 228 A1 is described. It has proven to be beneficial if the banding vector is at least partially directed in the opposite direction to the flow direction or the flow vector of the shielding gas flow, since soot particles or powder agglomerates are removed by the shielding gas flow, which in this case would be deposited and welded onto the irradiated powder layer directly in front of the machining beam . An at least partially oppositely directed banding vector is understood to mean that the banding vector and the flow vector of the gas stream have an angle of more than 90 ° to one another, ie the banding vector has a non-zero component that runs antiparallel to the flow vector of the gas stream, as shown in FIG EP 2 956 262 B1 is described. However, an alignment of the banding vector at 90 ° to the flow vector of the gas flow is also possible.

Neben dem Streifenbildungsvektor ist es günstig, wenn auch die (positive oder negative) Scanrichtung zumindest teilweise dem Strömungsvektor des Gasstroms entgegen gerichtet ist oder wenn beide Vektoren senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Dies kann erreicht werden, wenn die scannende Bewegung des Bearbeitungsstrahls in einem jeweiligen Teilbereich nur mit einer Orientierung erfolgt, d.h. entweder in positiver oder in negativer Scanrichtung. In diesem Fall kann der (konstante) Scanvektor des jeweiligen Teilbereichs mit dem Strömungsvektor des Gasstroms einen Winkel von mindestens 90°, bevorzugt von mehr als 90° einschließen.In addition to the stripe formation vector, it is advantageous if the (positive or negative) scanning direction is at least partially directed against the flow vector of the gas flow or if both vectors are oriented perpendicular to one another. This can be achieved if the scanning movement of the processing beam in a respective sub-area only takes place with one orientation, i.e. either in the positive or in the negative scanning direction. In this case, the (constant) scan vector of the respective sub-region can enclose an angle of at least 90 °, preferably more than 90 °, with the flow vector of the gas flow.

Bei einer weiteren Variante wird ein Gasstrom über die Pulverschicht geführt und der Bearbeitungsstrahl wird entlang der Mehrzahl von Streifen in einer Reihenfolge über den zusammenhängenden Flächenbereich geführt, die von der Abfolge der Positionen der jeweiligen Streifen entlang eines Strömungsvektors des Gasstroms anhängig ist. Bevorzugt werden Streifen, die in der Abfolge entlang des Strömungsvektors stromabwärts liegen, vor Streifen bearbeitet, die in der Abfolge entlang des Strömungsvektors stromaufwärts liegen, d.h. die Reihenfolge der Bestrahlung bzw. der Abarbeitung der Streifen erfolgt entgegen der Strömungsrichtung bzw. entgegen des Strömungsvektors des Gasstroms.In a further variant, a gas flow is guided over the powder layer and the processing beam is guided over the contiguous surface area along the plurality of strips in a sequence that is dependent on the sequence of the positions of the respective strips along a flow vector of the gas flow. Preferably, strips that lie downstream in the sequence along the flow vector are processed before strips that lie upstream in the sequence along the flow vector, ie the sequence of irradiation or the processing of the strips takes place against the flow direction or against the flow vector of the gas flow .

Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung, der insbesondere mit dem weiter oben beschriebenen Aspekt kombiniert werden kann, werden, alle Teilbereiche des zusammenhängenden Flächenbereichs mittels des Bearbeitungsstrahls unmittelbar aufeinander folgend abgearbeitet. Bei diesem Aspekt der Erfindung wird der gesamte zusammenhängende Flächenbereich (quasi) kontinuierlich mittels des Bearbeitungsstrahls bestrahlt, bis dieser vollständig aufgeschmolzen ist, d.h. wenn die Belichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs bei einem zeitlich ersten Teilbereich begonnen, wird diese bis zum Ende durchgeführt. Lediglich für den Versatz bzw. für die Bewegung des Laserstrahls beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Teilbereichen wird die ansonsten kontinuierliche Bestrahlung ggf. kurzzeitig unterbrochen.In a further aspect of the invention, which can in particular be combined with the aspect described above, all subregions of the contiguous surface region are processed immediately one after the other by means of the processing beam. In this aspect of the invention, the entire contiguous surface area is (quasi) continuously irradiated by means of the processing beam until it is completely melted, i.e. if the exposure of the contiguous surface area begins at a temporally first partial area, this is carried out to the end. The otherwise continuous irradiation is possibly briefly interrupted only for the offset or for the movement of the laser beam when changing between different partial areas.

Bei einer weiteren Variante wird der zusammenhängende Flächenbereich in eine Mehrzahl von bevorzugt rhomboiden, insbesondere rautenförmigen, rechteckigen oder quadratischen Teilbereichen aufgeteilt. Die Geometrie der Teilbereiche, in die der zusammenhängende Flächenbereich aufgeteilt wird, ist in der Regel einheitlich. Die Wahl von polygonalen, insbesondere von rhomboiden Teilbereichen ermöglicht es, dass benachbarte Teilbereiche entlang von (mindestens) einer gemeinsamen Kante aneinander angrenzen. Insbesondere die Verwendung von quadratischen Teilbereichen hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Neben der Geometrie ist auch die Fläche der jeweiligen Teilbereiche, welche den zusammenhängenden Flächenbereich bilden, in der Regel gleich groß. Es ist aber auch möglich, dass der zusammenhängende Flächenbereich mehrere Arten von beispielsweise rechteckigen Teilbereichen aufweist, die sich in ihrem Flächeninhalt unterscheiden, beispielsweise in ihrer Breite und/oder in ihrer Länge. Die Verwendung von kleineren Teilbereichen kann insbesondere am Rand des zusammenhängenden Flächenbereichs vorteilhaft sein, um diesen möglichst gut an eine umgebende Randkontur anzupassen.In a further variant, the contiguous surface area is divided into a plurality of preferably rhomboid, in particular diamond-shaped, rectangular or square partial areas. The geometry of the sub-areas into which the contiguous area is divided is usually uniform. The choice of polygonal, in particular rhomboid, partial areas makes it possible for adjacent partial areas to adjoin one another along (at least) one common edge. In particular, the use of square partial areas has proven to be advantageous. In addition to the geometry, the area of the respective sub-areas which form the contiguous area is usually the same size. It is also possible, however, for the contiguous surface area to have several types of, for example, rectangular partial areas which differ in their area content, for example in their width and / or in their length. The use of smaller partial areas can be advantageous in particular at the edge of the contiguous surface area in order to adapt it as well as possible to a surrounding edge contour.

Bei einer weiteren Variante ist der zusammenhängende Flächenbereich von einer Randkontur des dreidimensionalen Bauteils umgeben, wobei die Randkontur und/oder ein zwischen der Randkontur und dem zusammenhängenden Flächenbereich gebildeter Randbereich mit dem Bearbeitungsstrahl oder mit mindestens einem weiteren Bearbeitungsstrahl bestrahlt wird/werden. In der Regel stimmt die Randkontur des herzustellenden dreidimensionalen Bauteils innerhalb der jeweiligen Pulverschicht nicht mit der Randkontur des zusammenhängenden Flächenbereichs überein, so dass zwischen der Randkontur und dem zusammenhängenden Flächenbereich ein Randbereich verbleibt. Der Randbereich weist typischerweise eine Geometrie bzw. eine Fläche auf, in die kein Teilbereich des zusammenhängenden Flächenbereichs mehr hineinpasst. Der Randbereich wird daher typischerweise mit einem einzigen Bearbeitungsstrahl bestrahlt bzw. aufgeschmolzen. Zu diesem Zweck kann der Bearbeitungsstrahl verwendet werden, oder es kann ein weiterer Bearbeitungsstrahl verwendet werden, der von einer weiteren Strahlquelle erzeugt wird und/oder der über eine weitere Scannereinrichtung auf die Pulverschicht ausgerichtet wird.In a further variant, the contiguous surface area is surrounded by an edge contour of the three-dimensional component, the edge contour and / or an edge area formed between the edge contour and the contiguous surface area being irradiated with the processing beam or with at least one further processing beam. As a rule, the edge contour of the three-dimensional component to be produced within the respective powder layer does not match the edge contour of the contiguous surface area, so that an edge area remains between the edge contour and the contiguous surface area. The edge region typically has a geometry or a surface into which no part of the contiguous surface region fits any longer. The edge area is therefore typically irradiated or melted with a single machining beam. For this purpose, the processing beam can be used, or a further processing beam can be used which is generated by a further beam source and / or which is directed onto the powder layer via a further scanner device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs eines dreidimensionalen Bauteils durch Bestrahlen einer Pulverschicht mit mindestens einem Bearbeitungsstrahl, wobei insbesondere mindestens ein weiterer zusammenhängender Flächenbereich mindestens einen Abschnitt aufweist, der in Bezug auf einen Strömungsvektor eines über die Pulverschicht geführten Gasstroms stromabwärts von mindestens einem Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs angeordnet ist und der quer zu dem Strömungsvektor mit dem Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs überlappt, das Verfahren umfassend: Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs mit mindestens einem Bearbeitungsstrahl in mindestens einem einer Mehrzahl von Teilbereichen, in die der zusammenhängende Flächenbereich aufgeteilt ist, bis die Pulverschicht in dem mindestens einen Teilbereich vollständig aufgeschmolzen ist, wobei das Bestrahlen der Teilbereiche unmittelbar aufeinander folgend so lange wiederholt wird, bis alle Teilbereiche des zusammenhängenden Flächenbereichs vollständig aufgeschmolzen sind.A further aspect of the invention relates to a method for generating a coherent surface area of a three-dimensional component by irradiating a powder layer with at least one machining beam, in particular at least one further coherent surface area having at least one section that is downstream in relation to a flow vector of a gas flow guided over the powder layer of at least one section of the contiguous surface area is arranged and which overlaps transversely to the flow vector with the section of the contiguous surface area, the method comprising: irradiating the contiguous surface area with at least one processing beam in at least one of a plurality of partial areas into which the contiguous surface area is divided until the powder layer has completely melted in the at least one sub-area, the irradiation of the sub-areas directly on top of one another the following is repeated until all sub-areas of the contiguous surface area are completely melted.

Bei diesem Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, gezielt von einer Bearbeitungsreihenfolge abzuweichen, bei der zusammenhängende Flächenbereiche oder Teilbereiche, die in Bezug auf den Strömungsvektor des Gasstroms stromabwärts von anderen zusammenhängenden Flächenbereichen angeordnet sind, zuerst bestrahlt werden. Würde diese Bearbeitungsreihenfolge eingehalten, müssten nach dem Beginn der Belichtung eines zusammenhängenden Flächenbereichs, der sich zumindest in einem Abschnitt stromaufwärts von einem weiteren zusammenhängenden Flächenbereich erstreckt und mit einem stromabwärts liegenden Abschnitt des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs überlappt, die Bestrahlung des zusammenhängenden Flächenbereichs unterbrochen werden, um den in Bezug auf den Strömungsvektor stromabwärts liegenden Flächenanteil des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs zu belichten.In this aspect of the invention it is proposed to specifically deviate from a processing sequence in which contiguous surface areas or partial areas which are arranged downstream of other contiguous surface areas with respect to the flow vector of the gas flow are first irradiated. If this processing sequence were adhered to, the irradiation of the connected surface area would have to be interrupted after the start of the exposure of a contiguous area which extends at least in a section upstream from another contiguous area and overlaps with a downstream section of the further contiguous area with respect to the flow vector downstream area portion of the further contiguous area to be exposed.

Bei diesem Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, einen zusammenhängenden Flächenbereich, dessen Bestrahlung begonnen wurde, ohne Unterbrechung fortzuführen, bis der zusammenhängende Flächenbereich vollständig bestrahlt wurde, unabhängig davon, ob bzw. wo weitere zusammenhängende Flächenbereiche in der Pulverschicht angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, dass der zusammenhängende Flächenbereich sich nicht zwischenzeitlich abkühlen kann. Dies verhindert, dass sich das verfestigte Material zusammenzieht und eine Lücke entsteht. Zudem wird durch die Abkühlung mehr Energie benötigt, um das verfestigte Material erneut umzuschmelzen, um diesen bei der Wiederaufnahme der Bestrahlung an den nächsten Teilbereich anzubinden.In this aspect of the invention it is proposed to continue a contiguous surface area, the irradiation of which has been started, without interruption until the contiguous surface area has been completely irradiated, regardless of whether or where further contiguous surface areas are arranged in the powder layer. In this way it is achieved that the contiguous surface area cannot cool down in the meantime. This prevents the solidified material from contracting and creating a gap. In addition, as a result of the cooling, more energy is required to remelt the solidified material again in order to bind it to the next sub-area when the irradiation is resumed.

Bei einer Variante werden mindestens zwei der Mehrzahl von Teilbereichen des zusammenhängenden Flächenbereichs mit mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen gleichzeitig bestrahlt. An obiger Regel wird auch festgehalten, wenn für die Bestrahlung zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen verwendet werden. In diesem Fall können - zumindest zeitweise - zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen parallel ein- und denselben zusammenhängenden Flächenbereich bestrahlen. Die Belichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs muss nicht durchgängig mit zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen erfolgen, mindestens ein Bearbeitungsstrahl bestrahlt jedoch stets die Teilbereiche des zusammenhängenden Flächenbereichs, bis dessen Bestrahlung abgeschlossen ist.In one variant, at least two of the plurality of partial areas of the contiguous surface area are irradiated with at least two processing beams at the same time. The above rule is also adhered to if two or more processing beams are used for the irradiation be used. In this case, two or more processing beams can - at least temporarily - irradiate one and the same contiguous surface area in parallel. The contiguous surface area does not have to be exposed continuously with two or more processing beams, but at least one processing beam always irradiates the subregions of the contiguous surface area until its irradiation is complete.

Bei der gemeinsamen Bestrahlung ist zu berücksichtigen, dass zwei unmittelbar benachbarte Teilbereiche in der Regel nicht gleichzeitig mit zwei Bearbeitungsstrahlen bearbeitet werden sollten, zumindest nicht, wenn der eine Teilbereich entlang des Strömungsvektors des Gasstroms stromabwärts von dem zweiten Teilbereich angeordnet ist und beide Teilbereiche sich zumindest teilweise quer zum Strömungsvektor überlappen, da ansonsten der Schmauch des einen Bearbeitungsstrahls in den Strahlengang des anderen Bearbeitungsstrahls gelangen kann und diesen abdunkelt bzw. zu einer diffusen Ablenkung bzw. Zerstreuung des anderen Bearbeitungsstrahls führt, welche die Strahlqualität negativ beeinflusst. Außerdem kann in diesem Fall ggf. eine lokale Überhitzung auftreten.In the case of joint irradiation, it must be taken into account that two immediately adjacent sub-areas should generally not be processed simultaneously with two processing beams, at least not if one sub-area is arranged along the flow vector of the gas flow downstream of the second sub-area and both sub-areas are at least partially overlap transversely to the flow vector, since otherwise the smoke of one processing beam can get into the beam path of the other processing beam and darken it or lead to a diffuse deflection or dispersion of the other processing beam, which negatively affects the beam quality. In addition, local overheating may occur in this case.

Bei einer weiteren Variante erstreckt sich der zusammenhängende Flächenbereich in Bezug auf den Strömungsvektor des Gasstroms weiter stromabwärts als mindestens ein weiterer zusammenhängende Flächenbereich und das Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs beginnt vor dem Bestrahlen des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs. Die Reihenfolge der Bestrahlung der zusammenhängenden Flächenbereiche hängt von deren Erstreckung entlang der Strömungsrichtung bzw. des Strömungsvektors des Gasstroms ab. In der Regel wird derjenige zusammenhängende Flächenbereich, der sich am weitesten stromabwärts erstreckt, als erster zusammenhängender Flächenbereich bestrahlt. Die weiteren zusammenhängenden Flächenbereiche werden in der Reihenfolge ihrer maximalen Erstreckung entlang des Strömungsvektors des Gasstroms bestrahlt.In a further variant, the contiguous surface area extends further downstream in relation to the flow vector of the gas flow than at least one further contiguous surface area and the irradiation of the contiguous surface area begins before the irradiation of the further contiguous surface area. The sequence in which the contiguous surface areas are irradiated depends on their extension along the direction of flow or the flow vector of the gas flow. As a rule, that contiguous surface area which extends the furthest downstream is irradiated as the first contiguous surface area. The other coherent surface areas are irradiated in the order of their maximum extent along the flow vector of the gas flow.

Bei einer weiteren Variante beginnt ein erster Bearbeitungsstrahl das Bestrahlen des (ersten) zusammenhängenden Flächenbereichs und ein zweiter Bearbeitungsstrahl bestrahlt entweder gemeinsam mit dem ersten Bearbeitungsstrahl den (ersten) zusammenhängenden Flächenbereich oder der zweite Bearbeitungsstrahl beginnt mit dem Bestrahlen eines weiteren (zweiten) zusammenhängenden Flächenbereichs, der sich am zweitweitesten stromabwärts erstreckt. Für den Fall, dass ein dritter Bearbeitungsstrahl zur Verfügung steht, kann dieser den ersten oder den zweiten Bearbeitungsstrahl unterstützen, d.h. den ersten oder den zweiten zusammenhängenden Flächenbereich gemeinsam mit dem ersten Bearbeitungsstrahl bestrahlen. Alternativ kann der dritte Bearbeitungsstrahl mit der Bestrahlung eines dritten Flächenbereichs beginnen, der sich am drittweitesten stromabwärts erstreckt, usw.In a further variant, a first processing beam begins to irradiate the (first) contiguous surface area and a second processing beam either irradiates the (first) contiguous surface area together with the first processing beam or the second processing beam begins to irradiate a further (second) contiguous surface area, which extends second farthest downstream. In the event that a third processing beam is available, it can support the first or the second processing beam, i.e. irradiate the first or the second contiguous surface area together with the first processing beam. Alternatively, the third machining beam can begin irradiating a third area extending third most downstream, and so on.

Bei der gemeinsamen Bestrahlung eines zusammenhängenden Flächenbereichs werden von unterschiedlichen Bearbeitungsstrahlen unterschiedliche Teilbereiche bestrahlt. Für den Fall, dass eine Bestrahlung eines zusammenhängenden Flächenbereichs in einer Mehrzahl von Streifen erfolgt, wie dies weiter oben beschrieben ist, wird typischerweise ein jeweiliger Streifen nur mit einem Bearbeitungsstrahl bestrahlt, d.h. unterschiedliche Bearbeitungsstrahlen arbeiten in unterschiedlichen Streifen.When a coherent surface area is jointly irradiated, different partial areas are irradiated by different processing beams. In the event that a contiguous surface area is irradiated in a plurality of strips, as described above, a respective strip is typically only irradiated with one processing beam, i.e. different processing beams work in different strips.

Bei einer Weiterbildung beginnt für den Fall, dass der erste und zweite Bearbeitungsstrahl sich beim gemeinsamen Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs behindern, der erste oder der zweite Bearbeitungsstrahl unmittelbar nachfolgend mit dem Bestrahlen eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs oder bestrahlt unmittelbar nachfolgend gemeinsam mit einem dritten Bearbeitungsstrahl einen weiteren zusammenhängenden Flächenbereich.In a further development, in the event that the first and second processing beam obstruct each other during joint irradiation of the contiguous surface area, the first or the second processing beam begins immediately afterwards with irradiating a further contiguous surface area or immediately afterwards irradiates a further contiguous area together with a third processing beam Area.

Abhängig von der Geometrie des zusammenhängenden Flächenbereichs kann der Fall auftreten, dass sich die zwei Bearbeitungsstrahlen bei der gemeinsamen Bestrahlung gegenseitig behindern, beispielsweise weil die gleichzeitig zu bestrahlenden Teilbereiche benachbart voneinander angeordnet sind oder sich in Strömungsrichtung des Gasstroms überlappen. In diesem Fall kann einer der Bearbeitungsstrahlen mit der Bestrahlung eines neuen zusammenhängenden Flächenbereichs beginnen oder einen dritten Bearbeitungsstrahl unterstützen. Hat ein Bearbeitungsstrahl zu einem anderen zusammenhängenden Flächenbereich gewechselt, sollte derselbe Bearbeitungsstrahl in der Regel nicht mehr zum ursprünglich bestrahlten zusammenhängenden Flächenbereich zurückspringen. Für den Fall, dass sich zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen bei der Bestrahlung des anderen Flächenbereichs gegenseitig behindern, sollte ein Bearbeitungsstrahl, der den zusammenhängenden Flächenbereich gewechselt hat, mit der Bestrahlung eines Teilbereichs eines neuen zusammenhängenden Flächenbereichs beginnen.Depending on the geometry of the contiguous surface area, the case may arise that the two processing beams interfere with each other during the joint irradiation, for example because the partial areas to be irradiated at the same time are arranged adjacent to one another or overlap in the flow direction of the gas flow. In this case, one of the processing beams can start irradiating a new, contiguous surface area or support a third processing beam. If a processing beam has changed to another contiguous surface area, the same processing beam should generally no longer jump back to the originally irradiated contiguous surface area. In the event that two or more processing beams interfere with each other when irradiating the other surface area, a processing beam that has changed the contiguous surface area should start irradiating a sub-area of a new contiguous surface area.

Es versteht sich, dass ein Bearbeitungsstrahl nach dem Ende der Belichtung eines zusammenhängenden Flächenbereichs unmittelbar nachfolgend zu einem anderen zusammenhängenden Flächenbereich wechselt, um diesen (ggf. mit einem anderen Bearbeitungsstrahl) zu bestrahlen. In der Regel wird ein Bearbeitungsstrahl, der einen zusammenhängenden Flächenbereich fertig belichtet hat, einen anderen Bearbeitungsstrahl in einem anderen zusammenhängenden Flächenbereich unterstützen, d.h. den anderen zusammenhängenden Flächenbereich gemeinsam mit dem anderen Bearbeitungsstrahl bestrahlen. Bei dem anderen zusammenhängenden Flächenbereich kann es sich insbesondere um den ersten zusammenhängenden Flächenbereich handeln. Ist dies nicht möglich, weil sich die Bearbeitungsstrahlen gegenseitig behindern, beginnt der Bearbeitungsstrahl mit der Bestrahlung eines neuen, noch nicht bestrahlten zusammenhängenden Flächenbereichs. Auf diese Weise können Wartezeiten vermieden und die Produktivität bei der Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen erhöht sowie gleichzeitig eine gute Bauteilqualität sichergestellt werden.It goes without saying that after the end of the exposure of a contiguous surface area, a processing beam changes immediately afterwards to another contiguous surface area in order to irradiate this (possibly with a different processing beam). As a rule, a processing beam that has completely exposed a contiguous surface area becomes another processing beam in one support other contiguous surface area, ie irradiate the other contiguous surface area together with the other processing beam. The other contiguous surface area can in particular be the first contiguous surface area. If this is not possible because the processing beams obstruct each other, the processing beam begins to irradiate a new, not yet irradiated, contiguous area. In this way, waiting times can be avoided and productivity in the manufacture of three-dimensional components can be increased and, at the same time, good component quality can be ensured.

Bei einer weiteren Variante wird der weitere zusammenhängende Flächenbereich zumindest in dem Abschnitt, der stromabwärts von dem Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs angeordnet ist, nicht zeitgleich mit dem überlappenden Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs bestrahlt. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein Bearbeitungsstrahl, der den weiteren zusammenhängenden Flächenbereich in dem stromabwärts angeordneten Abschnitt bestrahlt, durch Schmauch behindert wird, der bei der Bestrahlung des stromaufwärts liegenden Abschnitts des weiteren Flächenbereichs erzeugt wird. Es ist insbesondere möglich, dass mit der Bestrahlung des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs erst begonnen wird, wenn die Bestrahlung des zusammenhängenden Flächenbereichs vollständig abgeschlossen ist.In a further variant, the further contiguous surface area is not irradiated at the same time as the overlapping section of the contiguous surface area, at least in the section which is arranged downstream of the section of the contiguous surface area. In this way, it is prevented that a machining beam which irradiates the further contiguous surface area in the downstream section is hindered by smoke that is generated during the irradiation of the upstream section of the further surface area. In particular, it is possible for the irradiation of the further contiguous surface area to begin only when the irradiation of the contiguous surface area has been completely concluded.

Die Erfindung betrifft auch eine Bestrahlungseinrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Steuerungseinrichtung ausgebildet bzw. programmiert ist, die Scannereinrichtung anzusteuern, einen ersten Teilbereich eines jeweiligen Streifens mittels des Bearbeitungsstrahls in einer ersten Scanrichtung scannend abzufahren und unmittelbar nachfolgend einen zweiten Teilbereich des Streifens, der entlang einer gemeinsamen Kante unmittelbar an den ersten Teilbereich angrenzt, mittels des Bearbeitungsstrahls in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung scannend abzufahren, oder bei der die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Scannereinrichtung anzusteuern, erste Teilbereiche eines ersten Streifens, die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, mittels des Bearbeitungsstrahls in einer ersten Scanrichtung scannend abzufahren, und unmittelbar nachfolgend zweite, punktuell unmittelbar aneinander angrenzende Teilbereiche eines dem ersten unmittelbar benachbarten zweiten Streifens in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung mittels des Bearbeitungsstrahls scannend abzufahren.The invention also relates to an irradiation device of the type mentioned at the outset, in which the control device is designed or programmed to control the scanner device, to scan a first sub-area of a respective strip by means of the processing beam in a first scanning direction and immediately thereafter a second sub-area of the strip, which along a common edge directly adjacent to the first sub-area, by means of the processing beam in a second scanning direction different from the first, in particular to the first perpendicular scanning direction, or in which the control device is designed to control the scanner device, first sub-areas of a first strip that directly adjoin one another at specific points, scanning in a first scanning direction by means of the processing beam, and immediately following second, directly at specific points one sub-regions of one of the first n directly adjacent second stripe in a second, different from the first, in particular to the first perpendicular scanning direction by means of the processing beam scanning.

Die Steuerungseinrichtung ist somit ausgebildet bzw. programmiert, das erste weiter oben beschriebene Verfahren zur Erzeugung des zusammenhängenden Flächenbereichs auszuführen. Entsprechend kann die Steuerungseinrichtung auch ausgebildet bzw. programmiert sein, die weiter oben beschriebenen Varianten des ersten Verfahrens auszuführen. Die Steuerungseinrichtung wirkt zu diesem Zweck auf die (mindestens eine) Scannereinrichtung, genauer gesagt auf einen oder auf mehrere Scanner-Spiegel der Scannereinrichtung, ein. Es ist möglich, dass die Bestrahlungseinrichtung eine einzige Scannereinrichtung aufweist. Die Bestrahlungseinrichtung kann aber auch zwei oder mehr in der Regel identisch aufgebaute Scannereinrichtungen aufweisen, die so angeordnet sind, dass sich deren Scanbereiche bzw. deren Bearbeitungsfelder in der Bearbeitungsebene überlappen.The control device is thus designed or programmed to carry out the first method described above for generating the contiguous surface area. Correspondingly, the control device can also be designed or programmed to carry out the above-described variants of the first method. For this purpose, the control device acts on the (at least one) scanner device, more precisely on one or more scanner mirrors of the scanner device. It is possible for the irradiation device to have a single scanner device. The irradiation device can, however, also have two or more, as a rule, identically constructed scanner devices, which are arranged such that their scan areas or their processing fields overlap in the processing plane.

Es versteht sich, dass die weiter oben beschriebene Bestrahlungseinrichtung bzw. eine Bearbeitungsmaschine, welche die Bestrahlungseinrichtung umfasst, mindestens eine Strahlquelle, insbesondere mindestens eine Laserquelle, zur Erzeugung des mindestens einen Bearbeitungsstrahls bzw. Laserstrahls aufweisen kann. Insbesondere können Laserquellen verwendet werden, die eine Leistung im Bereich von mehr als 100 W aufweisen.It goes without saying that the above-described irradiation device or a processing machine which comprises the irradiation device can have at least one beam source, in particular at least one laser source, for generating the at least one processing beam or laser beam. In particular, laser sources can be used which have a power in the range of more than 100 W.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art, die eine Bestrahlungseinrichtung aufweist, die wie weiter oben beschrieben ausgebildet ist. Die Bearbeitungsmaschine kann beispielsweise wie in der EP 3 023 228 A1 beschrieben ist ausgebildet sein, welche durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. In der Bearbeitungskammer wird ein Fertigungsraum bereitgestellt, in dem auf der Höhe der Bearbeitungsebene typischerweise eine Arbeitsfläche angeordnet ist. Der Bearbeitungsbereich der Bestrahlungseinrichtung ist in einem Teil der Arbeitsfläche gebildet, in dem ein Bauplattformbereich zur Bereitstellung eines Pulverbetts vorgesehen ist, dessen oberste Pulverschicht in der Bearbeitungsebene liegt. Für die Bereitstellung des Pulvers kann in der Bearbeitungskammer ein Pulverreservoir-Bereich mit einem Pulvervorratsbehälter vorgesehen sein. Eine in der Bearbeitungskammer angeordnete Schiebevorrichtung kann zur Überführung des Pulvers von dem Pulvervorratsbehälter in den Bauplattformbereich dienen. Der Gasstrom kann wie in der EP 3 023 228 A1 zum Entfernen von Rauch aus der Bearbeitungskammer dienen. Die zur Bereitstellung des Gasstroms verwendete Bereitstellungseinrichtung (Gassystem) kann beispielsweise wie in der EP 3 023 228 A1 beschrieben ist ausgebildet sein.Another aspect of the invention relates to a processing machine of the type mentioned at the beginning, which has an irradiation device which is designed as described above. The processing machine can, for example, as in the EP 3 023 228 A1 is designed, which is incorporated by reference in its entirety into the content of this application. A production space is provided in the processing chamber, in which a work surface is typically arranged at the level of the processing plane. The processing area of the irradiation device is formed in a part of the work surface in which a building platform area is provided for providing a powder bed, the topmost powder layer of which lies in the processing plane. A powder reservoir area with a powder storage container can be provided in the processing chamber to provide the powder. A sliding device arranged in the processing chamber can be used to transfer the powder from the powder storage container into the construction platform area. The gas flow can as in the EP 3 023 228 A1 serve to remove smoke from the processing chamber. The provision device (gas system) used to provide the gas flow can, for example, as in FIG EP 3 023 228 A1 described is formed.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art, weiter umfassend: eine Bestrahlungseinrichtung, die mindestens eine Scannereinrichtung zum Ausrichten mindestens eines Bearbeitungsstrahls auf die Pulverschicht in der Bearbeitungsebene aufweist, sowie eine Steuerungseinrichtung, die ausgebildet ist, die mindestens eine Scannereinrichtung anzusteuern, einen zusammenhängenden Flächenbereich mit mindestens einem Bearbeitungsstrahl in mindestens einem einer Mehrzahl von Teilbereichen zu bestrahlen, in die der zusammenhängende Flächenbereich aufgeteilt ist, bis die Pulverschicht in dem mindestens einen Teilbereich vollständig aufgeschmolzen ist, und wobei die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die mindestens eine Scannereinrichtung anzusteuern, das Bestrahlen der Teilbereiche unmittelbar aufeinander folgend so lange zu wiederholen, bis alle Teilbereiche des zusammenhängenden Flächenbereichs vollständig aufgeschmolzen sind, wobei insbesondere mindestens ein weiterer zusammenhängender Flächenbereich mindestens einen Abschnitt aufweist, der in Bezug auf einen Strömungsvektor eines über die Pulverschicht geführten Gasstroms stromabwärts von mindestens einem Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs angeordnet ist und der quer zu dem Strömungsvektor mit dem Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs überlappt.Another aspect of the invention relates to a processing machine of the type mentioned at the beginning Type, further comprising: an irradiation device which has at least one scanner device for aligning at least one processing beam to the powder layer in the processing plane, and a control device which is designed to control the at least one scanner device, a contiguous surface area with at least one processing beam in at least one To irradiate a plurality of sub-areas into which the contiguous surface area is divided until the powder layer is completely melted in the at least one sub-area, and wherein the control device is designed to control the at least one scanner device, to repeat the irradiation of the sub-areas immediately one after the other for so long , until all partial areas of the contiguous surface area are completely melted, in particular at least one further contiguous surface area having at least one section st, which is arranged downstream of at least one section of the contiguous surface area with respect to a flow vector of a gas flow guided over the powder layer and which overlaps the section of the contiguous surface area transversely to the flow vector.

Die Steuerungseinrichtung ist somit ausgebildet bzw. programmiert, das zweite weiter oben beschriebene Verfahren zur Erzeugung des zusammenhängenden Flächenbereichs auszuführen. Entsprechend kann die Steuerungseinrichtung auch ausgebildet bzw. programmiert sein, die weiter oben beschriebenen Varianten dieses Verfahrens auszuführen. Die Steuerungseinrichtung wirkt zu diesem Zweck auf die mindestens eine Scannereinrichtung, genauer gesagt auf einen oder auf mehrere Scanner-Spiegel der mindestens einen Scannereinrichtung, sowie in der Regel auf die Strahlquelle(n) zur Erzeugung der Bearbeitungsstrahlen ein.The control device is thus designed or programmed to execute the second method described above for generating the contiguous surface area. Accordingly, the control device can also be designed or programmed to carry out the above-described variants of this method. For this purpose, the control device acts on the at least one scanner device, more precisely on one or more scanner mirrors of the at least one scanner device, and generally on the beam source (s) for generating the processing beams.

Bei einer Ausführungsform erstreckt sich der zusammenhängende Flächenbereich in Bezug auf den Strömungsvektor des Gasstroms weiter stromabwärts als mindestens ein weiterer zusammenhängender Flächenbereich und die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, die Scannereinrichtung anzusteuern, das Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs vor dem Bestrahlen des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs zu beginnen. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird die Reihenfolge der Erzeugung der zusammenhängenden Flächenbereiche bevorzugt in Abhängigkeit von der Abfolge der zusammenhängenden Flächenbereichen entlang der Strömungsrichtung des Gasstroms festgelegt.In one embodiment, the contiguous surface area extends further downstream in relation to the flow vector of the gas flow than at least one further contiguous surface area and the control device is designed to control the scanner device to begin irradiating the contiguous surface area before irradiating the further contiguous surface area. As has been described further above, the sequence in which the connected surface areas are generated is preferably determined as a function of the sequence of the connected surface areas along the flow direction of the gas stream.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung ausgebildet, die Scannereinrichtung anzusteuern, mit einem ersten Bearbeitungsstrahl das Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs zu beginnen und mit einem zweiten Bearbeitungsstrahl entweder gemeinsam mit dem ersten Bearbeitungsstrahl den zusammenhängenden Flächenbereich zu bestrahlen oder mit dem Bestrahlen eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs zu beginnen. Auf diese Weise können Wartezeiten vermieden und die Produktivität bei der Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen kann erhöht werden.In a further embodiment, the control device is designed to control the scanner device, to start irradiating the contiguous surface area with a first processing beam and to irradiate the contiguous surface area with a second processing beam either together with the first processing beam or to start irradiating a further contiguous surface area . In this way, waiting times can be avoided and productivity in the manufacture of three-dimensional components can be increased.

Bei einer Weiterbildung steuert für den Fall, dass der erste und zweite Bearbeitungsstrahl sich beim gemeinsamen Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs gegenseitig behindern, die Steuerungseinrichtung die Scannereinrichtung an, unmittelbar nachfolgend mit dem ersten oder mit dem zweiten Bearbeitungsstrahl mit dem Bestrahlen eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs zu beginnen oder unmittelbar nachfolgend gemeinsam mit einem dritten Bearbeitungsstrahl einen weiteren zusammenhängenden Flächenbereich zu bestrahlen. Auf diese Weise kann ebenfalls die Produktivität der Bearbeitungsmaschine bei der parallelen Herstellung mehrerer dreidimensionaler Bauteile gesteigert werden.In a further development, in the event that the first and second processing beam interfere with each other during joint irradiation of the contiguous surface area, the control device controls the scanner device to begin irradiating a further contiguous surface area immediately afterwards with the first or with the second processing beam to irradiate a further contiguous surface area immediately afterwards together with a third processing beam. In this way, the productivity of the processing machine can also be increased when several three-dimensional components are produced in parallel.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung ausgebildet, die mindestens eine Scannereinrichtung anzusteuern, den weiteren zusammenhängenden Flächenbereich zumindest in dem Abschnitt, der stromabwärts von dem Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs angeordnet ist, nicht zeitgleich mit dem überlappenden Abschnitt des zusammenhängenden Flächenbereichs zu bestrahlen. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung ausgebildet sein, den zusammenhängenden Flächenbereich und den weiteren zusammenhängenden Flächenbereich, der den mindestens einen überlappenden Abschnitt aufweist, nicht zeitgleich zu bestrahlen bzw. mit der Bestrahlung des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs erst zu beginnen, wenn die Bestrahlung des zusammenhängenden Flächenbereichs abgeschlossen ist.In a further embodiment, the control device is designed to control the at least one scanner device, not to irradiate the further contiguous area at least in the section which is arranged downstream of the section of the contiguous area at the same time as the overlapping section of the contiguous area. In particular, the control device can be designed not to irradiate the contiguous surface area and the further contiguous surface area which has the at least one overlapping section at the same time or to only start irradiating the further contiguous surface area when the irradiation of the contiguous surface area has been completed.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention emerge from the description and the drawing. The features mentioned above and those listed below can also be used individually or collectively in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for describing the invention.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Bestrahlungseinrichtung mit einer Scannereinrichtung zum Ausrichten eines Bearbeitungsstrahls auf ein Pulverbett,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine zum Herstellen von dreidimensionalen Bauteilen durch Bestrahlen von Pulverschichten mit der Bestrahlungseinrichtung gemäß 1,
  • 3a,b schematische Darstellungen eines zusammenhängenden Flächenbereichs mit einer Mehrzahl von Streifen, entlang derer der Bearbeitungsstrahl bewegt wird, um unmittelbar aufeinander folgend benachbarte erste und zweite Teilbereiche zu bestrahlen,
  • 4 eine schematische Darstellung analog zu 3a,b, bei der punktuell aneinander angrenzende erste Teilbereiche in einem ersten Streifen und unmittelbar nachfolgend punktuell aneinander angrenzende zweite Teilbereiche in einem zweiten Streifen bestrahlt werden,
  • 5 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine mit einer Bestrahlungseinrichtung mit drei Scannereinrichtungen zur Ausrichtung von drei Laserstrahlen auf eine Pulverschicht in einer Bearbeitungsebene, sowie
  • 6a-d schematische Darstellungen der Bestrahlung von mehreren zusammenhängenden Flächenbereichen der Pulverschicht mittels der drei Laserstrahlen.
Show it:
  • 1 a schematic representation of an irradiation device with a scanner device for aligning a processing beam on a powder bed,
  • 2 a schematic representation of a processing machine for producing three-dimensional components by irradiating powder layers with the irradiation device according to FIG 1 ,
  • 3a, b schematic representations of a coherent surface area with a plurality of strips along which the processing beam is moved in order to irradiate adjacent first and second partial areas,
  • 4th a schematic representation analogous to 3a, b , in which first partial areas that adjoin one another at points are irradiated in a first strip and immediately afterwards second partial areas that adjoin one another at points are irradiated in a second strip,
  • 5 a schematic representation of a processing machine with an irradiation device with three scanner devices for aligning three laser beams on a powder layer in a processing plane, and
  • 6a-d schematic representations of the irradiation of several contiguous areas of the powder layer by means of the three laser beams.

1 zeigt eine Bestrahlungseinrichtung 1, die zum Bestrahlen eines zusammenhängenden Flächenbereichs 2 einer Pulverschicht 3 dient, der im gezeigten Beispiel rechteckig ausgebildet ist. Für die Bestrahlung wird der Bestrahlungseinrichtung 1 von einer in 1 nicht bildlich dargestellten Strahlquelle in Form einer Laserquelle ein Bearbeitungsstrahl 4 in Form eines Laserstrahls zugeführt. Die Bestrahlungseinrichtung 1 weist eine Scannereinrichtung 5 mit zwei drehbaren Scanner-Spiegeln 6a, 6b (Galvano-Spiegeln) auf, die zur Umlenkung bzw. zur Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls 4 in eine Bearbeitungsebene E dient, in der die Pulverschicht 3 angeordnet ist. Die Bearbeitungsebene E liegt im gezeigten Beispiel in der XY-Ebene des XYZ-Koordinatensystems. 1 shows an irradiation device 1 for irradiating a contiguous area 2 a layer of powder 3 serves, which is rectangular in the example shown. The irradiation device is used for the irradiation 1 from an in 1 A beam source (not shown) in the form of a laser source is a machining beam 4th supplied in the form of a laser beam. The irradiation facility 1 has a scanner device 5 with two rotatable scanner mirrors 6a , 6b (Galvano mirrors) that are used to deflect or align the machining beam 4th serves in a processing plane E, in which the powder layer 3 is arranged. In the example shown, the machining plane E lies in the XY plane of the XYZ coordinate system.

Wie in 1 ebenfalls zu erkennen ist, ist im Strahlengang des Bearbeitungsstrahls 4 eine Fokussiereinrichtung 7 in Form einer Fokussierlinse angeordnet, um den Bearbeitungsstrahl 4 in der Bearbeitungsebene E zu fokussieren. Im Strahlengang des Bearbeitungsstrahls 4 kann auch eine (nicht bildlich dargestellte) Fokuslagen-Korrektureinrichtung angeordnet sein, die zur (dynamischen) Korrektur der Fokus-Position des Bearbeitungsstrahls 4 (in Strahlrichtung) dient, um sicherzustellen, dass die Fokus-Position wie in 1 dargestellt ist in der Bearbeitungsebene E liegt.As in 1 can also be seen, is in the beam path of the machining beam 4th a focusing device 7th arranged in the form of a focusing lens around the machining beam 4th to focus in the machining plane E. In the beam path of the processing beam 4th A focus position correction device (not shown) can also be arranged, which is used to (dynamically) correct the focus position of the processing beam 4th (in the direction of the beam) is used to ensure that the focus position as in 1 is shown in the processing plane E. lies.

Der in 1 gezeigte zusammenhängende Flächenbereich 2 ist von einer Randkontur 8 umgeben, die der Außenkontur einer Schicht des dreidimensionalen Bauteils entspricht, die bei der Bestrahlung der Pulverschicht 3 erzeugt werden soll. Zur Herstellung des dreidimensionalen Bauteils soll die gesamte Fläche innerhalb der Randkontur 8 bestrahlt werden. Die Fläche innerhalb der Randkontur 8 ist im gezeigten Beispiel in den zusammenhängenden rechteckigen Flächenbereich 2 aufgeteilt, sowie in einen Randbereich 9, der zwischen dem zusammenhängenden Flächenbereich 2 und der Randkontur 8 gebildet ist. Der zusammenhängende Flächenbereich 2 wird bestrahlt, indem der Bearbeitungsstrahl 4 entlang von drei parallel zueinander ausgerichteten Streifen S1, S2, S3 bewegt wird, wie weiter unten näher beschrieben ist. Der Randbereich 9 sowie die Randkontur 8 werden hingegen mit dem Bearbeitungsstrahl 4 nicht streifenweise, sondern in einer grundsätzlich beliebigen anderen Weise bestrahlt.The in 1 Contiguous area shown 2 is of an edge contour 8th Surrounded, which corresponds to the outer contour of a layer of the three-dimensional component, which during the irradiation of the powder layer 3 should be generated. To produce the three-dimensional component, the entire area should be within the edge contour 8th be irradiated. The area within the edge contour 8th is in the example shown in the contiguous rectangular area 2 divided, as well as in an edge area 9 , the one between the contiguous area 2 and the edge contour 8th is formed. The contiguous area 2 is irradiated by the machining beam 4th along three parallel strips S1 , S2 , S3 is moved, as described in more detail below. The edge area 9 as well as the edge contour 8th are, however, with the machining beam 4th irradiated not in strips, but in any other way.

Jeder der drei Streifen S1, S2, S3 weist eine Anzahl von insgesamt acht quadratischen Teilbereichen auf, von denen zwei benachbarte Teilbereiche T1, T2, ... unmittelbar entlang einer geradlinigen Kante 10 aneinander angrenzen, die sich in Längsrichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 erstreckt. Die Teilbereiche T1, T2, ... weisen eine Länge in Längs- sowie in Querrichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 auf, die beispielsweise ca. 3-8 mm betragen kann. Anders als dies in 1 dargestellt ist, können die Teilbereiche T1, T2, ... eine z.B. rechteckige, z.B. rhomboide, rautenförmige oder eine grundsätzlich beliebige Geometrie aufweisen, sofern diese in einer regemäßigen Anordnung in der Art eines Gitters bzw. einer Matrix angeordnet werden können.Each of the three stripes S1 , S2 , S3 has a total of eight square partial areas, two of which are adjacent partial areas T1 , T2 , ... directly along a straight edge 10 adjoin each other, which extend in the longitudinal direction of the contiguous surface area 2 extends. The sub-areas T1 , T2 , ... have a length in the longitudinal as well as in the transverse direction of the contiguous surface area 2 on, which can be, for example, about 3-8 mm. Other than this in 1 is shown, the sub-areas T1 , T2 , ... have, for example, a rectangular, for example rhomboid, diamond-shaped or basically any geometry, provided they can be arranged in a regular arrangement in the manner of a grid or a matrix.

Für die Bestrahlung eines jeweiligen Teilbereichs T1, T2, ... wird die Position des Bearbeitungsstrahls 4 in der Bearbeitungsebene E mit Hilfe der Scannereinrichtung 5 verändert, bis die Pulverschicht 3 in dem jeweiligen Teilbereich T1, T2, ... vollständig aufgeschmolzen ist. Im gezeigten Beispiel wird beim Verändern der Position des Bearbeitungsstrahls 4 der erste Teilbereich T1 in einer ersten Scanrichtung R1 scannend abgefahren, die der Längsrichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 entspricht. Hierbei wird der Bearbeitungsstrahl 4 über die gesamte Länge des ersten Teilbereichs T1 bewegt, wobei am Rand des ersten Teilbereichs T1 jeweils eine Bewegungsumkehr gemeinsam mit einem geringfügigen lateralen Versatz erfolgt, um eine benachbarte Bahn bzw. Spur entlang der Scanrichtung R1 zu bilden, bis der erste Teilbereich T1 vollständig, d.h. über seine gesamte Fläche, aufgeschmolzen ist. Der Bearbeitungsstrahl 4 wird bei der scannenden Bewegung somit sowohl in positiver als auch in negativer Scanrichtung R1 bewegt, wie in 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.For the irradiation of a respective sub-area T1 , T2 , ... becomes the position of the machining beam 4th in the working plane E. with the help of the scanner device 5 changed until the powder layer 3 in the respective sub-area T1 , T2 , ... is completely melted. In the example shown, when changing the position of the machining beam 4th the first part T1 in a first scan direction R1 scanned, the longitudinal direction of the contiguous area 2 corresponds. Here the machining beam 4th over the entire length of the first section T1 moved, being at the edge of the first sub-area T1 a movement reversal takes place together with a slight lateral offset around an adjacent path or track along the scanning direction R1 to form until the first sub-area T1 completely, ie over its entire surface, is melted. The machining beam 4th is used when scanning Movement thus in both positive and negative scanning direction R1 moved as in 1 is indicated by a double arrow.

Entsprechend wird auch der zweite Teilbereich T2 mittels des Bearbeitungsstrahls 4 scannend abgefahren, allerdings in einer zweiten Scanrichtung R2, die in Querrichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 und somit senkrecht zur ersten Scanrichtung R1 verläuft. Der Bearbeitungsstrahl 4 wird bei der scannenden Bewegung auch in diesem Fall sowohl in positiver als auch in negativer zweiter Scanrichtung R2 bewegt, wie in 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.The second sub-area is also corresponding T2 by means of the machining beam 4th scanned, but in a second scanning direction R2 in the transverse direction of the contiguous surface area 2 and thus perpendicular to the first scanning direction R1 runs. The machining beam 4th during the scanning movement is also in this case both in the positive and in the negative second scan direction R2 moved as in 1 is indicated by a double arrow.

Wie in 1 ebenfalls zu erkennen ist, wechseln sich in einem jeweiligen Streifen S1, S2, S3 erste Teilbereiche T1 mit zweiten Teilbereichen T2 ab. Die Reihenfolge der Teilbereiche T1, T2 in benachbarten Streifen S1, S2; S2, S3 alterniert hierbei ebenfalls, so dass die ersten und zweiten Teilbereiche T1, T2 in einem schachbrettartigen Muster den zusammenhängenden Flächenbereich 2 überdecken, wenn der Bearbeitungsstrahl 4 alle drei Streifen S1, S2, S3 und somit alle ersten und zweiten Teilbereiche T1, T2 des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 abgefahren hat.As in 1 can also be seen, alternate in a respective strip S1 , S2 , S3 first sub-areas T1 with second sub-areas T2 from. The order of the sub-areas T1 , T2 in neighboring strips S1 , S2 ; S2 , S3 also alternates here, so that the first and second partial areas T1 , T2 the contiguous area in a checkerboard pattern 2 cover when the machining beam 4th all three stripes S1 , S2 , S3 and thus all first and second sub-areas T1 , T2 of the contiguous area 2 has left.

In einem der Erzeugung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 nachfolgenden oder vorausgehenden Schritt können der Randbereich 9 sowie die Randkontur 8 mit dem Bearbeitungsstrahl 4 bestrahlt werden, um die innerhalb der Randkontur 8 befindliche Fläche vollständig zu bestrahlen. Die Koordination der Bewegungen der Scanner-Spiegel 6a, 6b erfolgt im gezeigten Beispiel mittels einer in 2 dargestellten Steuerungseinrichtung 11 der Bestrahlungseinrichtung 1.In one of the creation of the contiguous area 2 subsequent or preceding step can be the edge area 9 as well as the edge contour 8th with the machining beam 4th are irradiated to those within the edge contour 8th completely irradiate the area. The coordination of the movements of the scanner mirrors 6a , 6b takes place in the example shown using an in 2 control device shown 11 the irradiation facility 1 .

Die Orientierung der Längsrichtung und der Querrichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 in der Bearbeitungsebene E ist grundsätzlich beliebig. Im gezeigten Beispiel sind die Längsrichtung und die Querrichtung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 unter einem Winkel von -45° bzw. von 45° in Bezug auf einen Strömungsvektor G eines Schutzgasstroms 13 ausgerichtet, der über die Pulverschicht 3 geführt wird. Der Schutzgasstrom 13 wird von einer Bereitstellungseinrichtung 14 (Gassystem) erzeugt, die in 1 gestrichelt angedeutet ist und verläuft in (positiver) Y-Richtung des XYZ-Koordinatensystems. Alternativ zur Bereitstellung eines Schutzgasstroms 13, der einen Strömungsvektor G in positiver Y-Richtung aufweist, kann der Schutzgasstrom 13 einen Strömungsvektor in positiver oder negativer X-Richtung aufweisen oder auf andere Weise orientiert sein.The orientation of the longitudinal direction and the transverse direction of the contiguous surface area 2 in the working plane E. is basically arbitrary. In the example shown, the longitudinal direction and the transverse direction are the contiguous surface area 2 at an angle of -45 ° or 45 ° in relation to a flow vector G a protective gas flow 13 aligned over the powder layer 3 to be led. The protective gas flow 13 is provided by a provisioning facility 14th (Gas system) generated in 1 is indicated by dashed lines and runs in the (positive) Y direction of the XYZ coordinate system. As an alternative to providing a protective gas flow 13 , which is a flow vector G in the positive Y-direction, the inert gas flow 13 have a flow vector in the positive or negative X-direction or be oriented in some other way.

Der Schutzgasstrom 13 wird in einer Bearbeitungskammer 16 einer in 2 dargestellten Bearbeitungsmaschine 15 über die Pulverschicht 3 geführt, welche die oberste Schicht eines Pulverbetts 19 bildet, in dem ein dreidimensionales Bauteil 20, genauer gesagt die bereits hergestellten Schichten des dreidimensionalen Bauteils 20, eingebettet sind. Das Pulverbett 19 ist in einem Bauplattformbereich 17 gebildet, der eine beispielsweise zylindrische Bauplattform mit einem Stempel aufweist, an deren Oberseite die Bearbeitungsebene E gebildet ist, die von der Bestrahlungseinrichtung 1 auf die weiter oben beschriebene Weise bestrahlt wird. Die Bearbeitungsmaschine 15 weist auch eine Strahlquelle 23 in Form einer Laserquelle zur Erzeugung des Bearbeitungsstrahls 4 auf.The protective gas flow 13 is in a processing chamber 16 one in 2 illustrated processing machine 15th over the powder layer 3 led, which is the top layer of a powder bed 19th forms in which a three-dimensional component 20th , more precisely the layers of the three-dimensional component that have already been produced 20th , are embedded. The powder bed 19th is in a build platform area 17th formed, which has, for example, a cylindrical construction platform with a stamp, on the upper side of which the processing plane E. is formed by the irradiation device 1 is irradiated in the manner described above. The processing machine 15th also has a beam source 23 in the form of a laser source for generating the machining beam 4th on.

Der Schutzgasstrom 13 wird über den Bauplattformbereich 17 geführt, um Rauch von der darüber angeordneten Bestrahlungseinrichtung 1, beispielsweise von einem dort gebildeten Fenster, fernzuhalten. Die Bereitstellungseinrichtung 14 kann beispielsweise wie in der eingangs zitierten EP 3 023 228 A1 ausgebildet sein. Um zu gewährleisten, dass die Strömungsrichtung bzw. der Strömungsvektor G des Schutzgasstroms 13 (hier: positive Y-Richtung) zumindest teilweise der Bewegungsrichtung des Bearbeitungsstrahls 4 in der Bearbeitungsebene E entgegen gerichtet ist, kann die Belichtung der Teilbereiche T1, T2 erfolgen, indem der Bearbeitungsstrahl 4 nur mit einer Orientierung über den jeweiligen Teilbereich T1, T2 bewegt wird, d.h. beispielsweise nur in positiver Scanrichtung R1, R2, d.h. es entfällt die gegenläufige Bewegung entlang der negativen Scanrichtung R1, R2 (oder umgekehrt).The protective gas flow 13 is via the build platform area 17th led to smoke from the irradiation device arranged above 1 , for example from a window formed there. The deployment facility 14th can, for example, as cited in the introduction EP 3 023 228 A1 be trained. To ensure that the direction of flow or the flow vector G of the shielding gas flow 13 (here: positive Y-direction) at least partially the direction of movement of the machining beam 4th in the working plane E. is directed in the opposite direction, the exposure of the partial areas T1 , T2 done by the machining beam 4th only with an orientation about the respective sub-area T1 , T2 is moved, ie for example only in the positive scanning direction R1 , R2 , ie there is no movement in the opposite direction along the negative scanning direction R1 , R2 (or the other way around).

Bei dem in 1 gezeigten Beispiel wird der Bearbeitungsstrahl 4 entlang der drei Streifen S1, S2, S3 in einer Reihenfolge über den zusammenhängenden Flächenbereich geführt, die von der Abfolge der jeweiligen Streifen S1, S2, S3 entlang des Strömungsvektors G des Gasstroms 13 abhängt. Die Reihenfolge der Bestrahlung der drei Streifen S1, S2, S3 erfolgt hierbei entgegen des Strömungsvektors G des Gasstroms 13: Zunächst wird der erste Streifen S1 bestrahlt, der in Strömungsrichtung G des Gasstroms 13 am weitesten stromabwärts liegt, danach der zweite Streifen S2, der am zweitweitesten in Strömungsrichtung G stromabwärts liegt, und dann wird der dritte Streifen S3 bestrahlt, der am drittweitesten in Strömungsrichtung G stromabwärts liegt.The in 1 The example shown is the machining beam 4th along the three stripes S1 , S2 , S3 out in a sequence over the contiguous surface area that depends on the sequence of the respective strips S1 , S2 , S3 along the flow vector G of the gas flow 13 depends. The order of exposure of the three strips S1 , S2 , S3 takes place against the flow vector G of the gas flow 13 : First the first strip S1 irradiated in the direction of flow G of the gas flow 13 furthest downstream, then the second strip S2 , the second furthest in the direction of flow G downstream, and then the third strip S3 irradiated, the third furthest in the direction of flow G downstream.

Äquivalent hierzu kann die Reihenfolge der Bestrahlung der drei Streifen S1, S2, S3 in Abhängigkeit vom Abstand des jeweiligen Streifens S1, S2, S3 entlang des Strömungsvektors G von der Bereitstellungseinrichtung 21 gewählt werden. Hierbei werden Streifen S1, S2, ..., die einen größeren Abstand zur Bereitstellungseinrichtung 14 in Strömungsrichtung G aufweisen, vor Streifen S1, S2, ... bestrahlt, die in Strömungsrichtung G einen geringeren Abstand zur Bereitstellungseinrichtung 14 aufweisen. Der Abstand zwischen einem jeweiligen Streifen S1, S2, S3 und der Bereitstellungseinrichtung 21 bzw. die Abfolge entlang des Strömungsvektors G wird hierbei durch den entlang des Strömungsvektors G am weitesten entfernten Teilbereich T1, T2 des jeweiligen Streifens S1, S2, S3 bzw. des am weitesten entferntesten Punkts des jeweiligen Teilbereichs T1, T2 definiert.The sequence of irradiation of the three strips can be equivalent to this S1 , S2 , S3 depending on the distance of the respective stripe S1 , S2 , S3 along the flow vector G from the provisioning facility 21st to get voted. Here are stripes S1 , S2 , ... that are at a greater distance from the supply facility 14th in the direction of flow G have before stripes S1 , S2 , ... irradiated in the direction of flow G a smaller distance to the provision device 14th exhibit. The Distance between each strip S1 , S2 , S3 and the delivery facility 21st or the sequence along the flow vector G is here by the along the flow vector G the most distant part T1 , T2 of the respective stripe S1 , S2 , S3 or the furthest point of the respective sub-area T1 , T2 Are defined.

Für das Erzeugen einer neuen Schicht des dreidimensionalen Bauteils 20 wird zunächst aus einem in der Bearbeitungskammer 16 angeordneten Pulverreservoir-Behälter 22 Pulver entnommen und von einem Pulverreservoir-Bereich 18, in dem der Pulverreservoir-Behälter 22 sich befindet, in den Bauplattformbereich 17 verbracht. Im gezeigten Beispiel wird zu diesem Zweck eine nicht näher dargestellte Schiebevorrichtung verwendet, welche das Pulver von dem Pulverreservoir-Bereich 18 in den Bauplattformbereich 17 überführt, indem das Pulver auf der Oberseite einer in der Bearbeitungsebene E befindlichen Arbeitsfläche verschoben wird. Ein Stempel 21 in dem Bauplattformbereich 17 und somit das Pulverbett 19 wird parallel um die Schichtdicke einer Pulverschicht nach unten verschoben, wie in 2 durch einen Pfeil angedeutet ist, bevor die Bestrahlung der (neuen) Pulverschicht 3 in dem Bauplattformbereich 17 durchgeführt wird.For creating a new layer of the three-dimensional component 20th is first made from one in the processing chamber 16 arranged powder reservoir container 22nd Powder removed and from a powder reservoir area 18th , in which the powder reservoir container 22nd is located in the build platform area 17th spent. In the example shown, a sliding device, not shown in detail, is used for this purpose, which removes the powder from the powder reservoir area 18th in the build platform area 17th transferred by placing the powder on top of one in the processing plane E. is moved. A stamp 21st in the build platform area 17th and thus the powder bed 19th is shifted parallel downwards by the layer thickness of a powder layer, as in 2 is indicated by an arrow before the irradiation of the (new) powder layer 3 in the build platform area 17th is carried out.

Ein Bearbeitungsbereich B für die Durchführung der Bestrahlung der Pulverschicht 3 ist seitlich durch den Bauzylinder des Bauplattformbereichs 17 begrenzt. Die Abmessung des Bearbeitungsbereichs B, die beispielsweise bei ca. 30 cm liegen kann, ist an den (maximalen) Umlenkwinkel α des Bearbeitungsstrahls 4 durch die Scannereinrichtung 5 angepasst, d.h. die Scanner-Spiegel 6a, 6b können so weit um ihre jeweilige Drehachse gedreht werden, dass jeder Ort des Bearbeitungsbereichs B in der Bearbeitungsebene E erreicht werden kann.An editing area B. for carrying out the irradiation of the powder layer 3 is laterally through the build cylinder of the build platform area 17th limited. The dimension of the machining area B. , which can be around 30 cm, for example, is due to the (maximum) deflection angle α of the machining beam 4th through the scanner device 5 adjusted ie the scanner mirror 6a , 6b can be rotated so far around their respective axis of rotation that every location of the processing area B. in the working plane E. can be achieved.

3a zeigt einen quadratischen zusammenhängenden Flächenbereich 2 des in 2 gezeigten Bauteils 20 mit der in 1 gezeigten schachbrettartigen Anordnung der ersten und zweiten Teilbereiche T1, T2. Wie dies in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde, erfolgt die Bestrahlung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 entlang einer Mehrzahl von Streifen, von denen in 3a beispielhaft ein erster bis sechster Streifen S1, ..., S6 dargestellt sind. Die jeweiligen Streifen S1, ..., S6 werden mittels des Bearbeitungsstrahls 4 entlang eines jeweiligen Streifenbildungsvektors H abgefahren, der bei allen Streifen S1, ..., S6 die gleiche Richtung und Orientierung aufweist. Wie in 3a zu erkennen ist, schließt der Strömungsvektor G des Gasstroms 13 mit dem Streifenbildungsvektor H einen Winkel α von 135° ein, d.h. der Streifenbildungsvektor H weist eine von Null verschiedene Komponente auf, die dem Strömungsvektor G entgegen gerichtet ist. Die Bestrahlung der Teilbereiche T1, T2 der jeweiligen Streifen S1, ..., S6 erfolgt in 3a in der beispielhaft für den sechsten Streifen S6 dargestellten Reihenfolge (1. bis 13.), d.h. es werden an einer gemeinsamen Kante 10 unmittelbar aneinander angrenzende erste und zweite Teilbereiche T1, T2 unmittelbar aufeinander folgend mittels des Bearbeitungsstrahls 4 in einer scannenden Bewegung abgefahren. 3a shows a square contiguous area 2 of the in 2 shown component 20th with the in 1 shown chessboard-like arrangement of the first and second partial areas T1 , T2 . Like this in connection with 1 has been described, the contiguous area is irradiated 2 along a plurality of strips, of which in 3a for example a first to sixth strip S1 , ..., S6 are shown. The respective stripes S1 , ..., S6 are made by means of the machining beam 4th along a respective banding vector H run off that on all strips S1 , ..., S6 has the same direction and orientation. As in 3a can be seen, the flow vector closes G of the gas flow 13 with the banding vector H an angle α of 135 °, ie the banding vector H has a non-zero component that is the flow vector G is directed opposite. The irradiation of the sub-areas T1 , T2 of the respective stripes S1 , ..., S6 takes place in 3a in the exemplary for the sixth strip S6 shown sequence (1st to 13th), ie there are on a common edge 10 directly adjoining first and second partial areas T1 , T2 immediately following one another by means of the machining beam 4th traversed in a scanning movement.

3b zeigt einen weiteren zusammenhängenden Flächenbereich 2' einer weiteren Pulverschicht 3' des dreidimensionalen Bauteils 20, die unmittelbar auf die in 2 gezeigte Pulverschicht 3 aufgebracht ist. Der weitere zusammenhängende Flächenbereich 2' und der zusammenhängende Flächenbereich 2 weisen eine identische Größe auf und sind an der gleichen Stelle innerhalb des Bearbeitungsbereichs B positioniert. Die Bestrahlung des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs 2' erfolgt analog zur Bestrahlung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2, d.h. der Bearbeitungsstrahl 4 wird entlang einer Anzahl von weiteren Streifen S1', ... S6' bewegt, die jeweils weitere erste und zweite Teilbereiche T1', T2' aufweisen, die in jeweils zueinander senkrechten Scanrichtungen R1, R2 scannend abgefahren werden. 3b shows another contiguous area 2 ' another layer of powder 3 ' of the three-dimensional component 20th that directly refer to the in 2 Powder layer shown 3 is upset. The further contiguous area 2 ' and the contiguous area 2 are identical in size and in the same place within the machining area B. positioned. The irradiation of the further contiguous area 2 ' takes place analogously to the irradiation of the contiguous area 2 , ie the machining beam 4th is along a number of more strips S1 ' , ... S6 ' moved, the further first and second sub-areas T1 ' , T2 ' have, each in mutually perpendicular scan directions R1 , R2 can be scanned.

Auch bei der Bestrahlung des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs 2' werden unmittelbar an einer gemeinsamen Kante 10 aneinander angrenzende weitere Teilbereiche T1', T2' unmittelbar aufeinanderfolgend mittels des Bearbeitungsstrahls 4 in einer scannenden Bewegung abgefahren, wie durch die in 3b dargestellte Reihenfolge (1. bis 13.) verdeutlicht wird. Die weiteren Streifen S1', ..., S6' werden entlang einer weiteren Streifenbildungsrichtung H' mittels des Bearbeitungsstrahls 4 abgefahren, die einen Winkel 0 von 90° zur Streifenbildungsrichtung H der Pulverschicht 3 von 3a aufweist. Dies ist günstig, um Eigenspannungen in dem dreidimensionalen Bauteil 20 zu reduzieren. Wie in 3a ist die weitere Streifenbildungsrichtung H' von 3b unter einem Winkel α von 135° zum Strömungsvektor G des Gasstroms 13 ausgerichtet.Even when the further contiguous surface area is irradiated 2 ' are immediately on a common edge 10 adjoining further sub-areas T1 ' , T2 ' in immediate succession by means of the machining beam 4th traversed in a scanning movement, as shown by the in 3b sequence shown (1st to 13th) is clarified. The other strips S1 ' , ..., S6 ' are along another streaking direction H' by means of the machining beam 4th traversed which is an angle 0 of 90 ° to the direction of banding H the powder layer 3 from 3a having. This is beneficial in order to reduce residual stresses in the three-dimensional component 20th to reduce. As in 3a is the further direction of banding H' from 3b at an angle α from 135 ° to the flow vector G of the gas flow 13 aligned.

4 zeigt den zusammenhängenden Flächenbereich 2 von 3a, bei dem eine alternative Art der Belichtung der ersten und zweiten Teilbereiche T1, T2 erfolgt. Bei der in 4 gezeigten Bestrahlung wird der Bearbeitungsstrahl 4 entlang einer Mehrzahl von Streifen S1, ..., S7 über den zusammenhängenden Flächenbereich 2 geführt, und zwar in der in 4 gezeigten Reihenfolge (1. bis 7.). Anders als dies in 3a dargestellt ist, verläuft der Streifenbildungsvektor H in 4 unter einem Winkel α von 90° zum Strömungsvektor G des Gasstroms 13 (in (positiver) X-Richtung). Bei der in 4 dargestellten Bestrahlung werden erste Teilbereiche eines ersten Streifens S1, S3, S5, S7, ..., die punktuell an einer jeweiligen Ecke unmittelbar aneinander angrenzen, mittels des Bearbeitungsstrahls 4 entlang einer ersten Scanrichtung R1 abgefahren, d.h. die ersten Teilbereiche T1 in 4 werden von links nach rechts abgearbeitet. Unmittelbar nachfolgend werden in einem unmittelbar angrenzenden zweiten Streifen S2, S4, S6, ... zweite Teilbereiche T2, die ebenfalls punktuell an einer gemeinsamen Ecke aneinander angrenzen, in einer zweiten, zur ersten senkrechten Scanrichtung R2 scannend abgefahren. Bei der in 4 dargestellten Bestrahlung des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 überlappen sich benachbarte Streifen S1, S2, ... um jeweils 50% ihrer Breite. 4th shows the contiguous area 2 from 3a , in which an alternative type of exposure of the first and second partial areas T1 , T2 he follows. At the in 4th The irradiation shown is the machining beam 4th along a plurality of strips S1 , ..., S7 over the contiguous area 2 in the in 4th shown order (1st to 7th). Other than this in 3a is shown, the banding vector runs H in 4th at an angle α from 90 ° to the flow vector G of the gas flow 13 (in the (positive) X direction). At the in 4th The irradiation shown are first partial areas of a first strip S1 , S3 , S5 , S7 , ... that selectively a respective corner directly adjoin one another by means of the machining beam 4th along a first scan direction R1 traveled, ie the first partial areas T1 in 4th are processed from left to right. Immediately thereafter are in an immediately adjacent second strip S2 , S4 , S6 , ... second sub-areas T2 that also adjoin each other at a point at a common corner, in a second scanning direction perpendicular to the first R2 scanned. At the in 4th illustrated irradiation of the contiguous area 2 overlap adjacent strips S1 , S2 , ... by 50% of their width.

5 zeigt eine Bearbeitungsmaschine 15, die sich von der in 2 gezeigten Bearbeitungsmaschine 15 im Wesentlichen durch die Ausgestaltung der Bestrahlungseinrichtung 1 unterscheidet, sowie dadurch, dass die Bearbeitungsmaschine 15 an Stelle einer einzigen Strahlquelle 23 drei Strahlquellen 23a, 23b, 23c aufweist. Die erste Strahlquelle 23a erzeugt einen ersten Bearbeitungsstrahl 4a, der über eine erste Scannereinrichtung 5a auf die Bearbeitungsebene E ausgerichtet bzw. in Richtung auf die Bearbeitungsebene E umgelenkt wird. Die zweite Strahlquelle 23b erzeugt einen weiteren (zweiten) Bearbeitungsstrahl 4b, der über eine weitere (zweite) Scannereinrichtung 25b auf die Bearbeitungsebene E ausgerichtet wird. Die dritte Strahlquelle 23c erzeugt einen weiteren (dritten) Bearbeitungsstrahl 4c, der über eine dritte Scannereinrichtung 5c auf die Bearbeitungsebene E ausgerichtet wird. Auf die Darstellung weiterer optischer Elemente der Bestrahlungseinrichtung 1, die beispielsweise wie bei der in 1 gezeigten Bestrahlungseinrichtung 1 ausgebildet sein können, wurde in 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. 5 shows a processing machine 15th that differ from the in 2 shown processing machine 15th differs essentially by the design of the irradiation device 1, as well as by the fact that the processing machine 15th instead of a single beam source 23 three beam sources 23a , 23b , 23c having. The first beam source 23a creates a first machining beam 4a , which has a first scanner device 5a on the processing level E. aligned or in the direction of the machining plane E. is diverted. The second beam source 23b generates a further (second) machining beam 4b , which has a further (second) scanner device 25b on the processing level E. is aligned. The third beam source 23c creates another (third) machining beam 4c , which has a third scanner device 5c on the processing level E. is aligned. The representation of further optical elements of the irradiation device 1, which for example as in the case of FIG 1 irradiation device 1 shown can be formed, was in 5 omitted for reasons of clarity.

Bei der in 5 gezeigten Bestrahlungseinrichtung 1 dient ein telezentrisches F-Theta-Objektiv 27 zur Fokussierung der drei Bearbeitungsstrahlen 4a-c in der Bearbeitungsebene E. Die Bearbeitungsstrahlen 4a-c treffen aufgrund der Telezentrie unabhängig vom Ort auf dem Bearbeitungsfeld stets senkrecht auf die Bearbeitungsebene E. Es versteht sich, dass ein (telezentrisches) F-Theta-Objektiv 27 auch bei der in 1 gezeigten Bestrahlungseinrichtung 1 verwendet werden kann.At the in 5 The irradiation device 1 shown is a telecentric F-theta lens 27 for focusing the three machining beams 4a-c in the working plane E. . The machining beams 4a-c Due to the telecentricity, they always hit the working plane perpendicularly, regardless of the location on the processing field E. . It goes without saying that a (telecentric) F-theta lens 27 also with the in 1 Irradiation device 1 shown can be used.

Nachfolgend wird anhand von 6a-d die Erzeugung von vier zusammenhängenden Flächenbereichen F1 bis F4 in ein- und derselben Pulverschicht 3 mit Hilfe der drei Bearbeitungsstrahlen 4a-c beschrieben. Hierbei wird eine Bearbeitungsreihenfolge bzw. eine Zuweisung der Bearbeitungsstrahlen 4a-c zu den jeweiligen zusammenhängenden Flächenbereichen F1 bis F4 vorgenommen, welche die Bearbeitungsstrahlen 4a-c möglichst auslastet und gleichzeitig eine gute Qualität des herzustellenden Bauteils 20 sicherstellt. Die Flächenbereiche F1 bis F4 können hierbei ein- und demselben Bauteil 20 zugeordnet sein, es ist aber auch möglich, dass die Flächenbereiche F1 bis F4 unterschiedlichen Bauteilen 20 zugeordnet sind, die gleichzeitig in dem Pulverbett 19 hergestellt werden.The following is based on 6a-d the creation of four contiguous areas F1 to F4 in one and the same powder layer 3 with the help of the three machining beams 4a-c described. Here, a processing sequence or an assignment of the processing beams 4a-c to the respective contiguous areas F1 to F4 made which the machining beams 4a-c Utilized as much as possible and at the same time good quality of the component to be manufactured 20th ensures. The areas F1 to F4 can use one and the same component 20th be assigned, but it is also possible that the surface areas F1 to F4 different components 20th are assigned that simultaneously in the powder bed 19th getting produced.

Grundsätzlich wird bei der Erzeugung eines jeweiligen zusammenhängenden Flächenbereichs F1 bis F4, beispielsweise des ersten Flächenbereichs F1, wie folgt vorgegangen: Der (zusammenhängende) erste Flächenbereich F1 wird mit mindestens einem Bearbeitungsstrahl 4a-c in mindestens einem einer Mehrzahl von Teilbereichen T1, ..., Tn bestrahlt, in die der erste Flächenbereich F1 aufgeteilt ist, bis die Pulverschicht 3 in dem mindestens einen Teilbereich T1, ..., Tn vollständig aufgeschmolzen ist. Das Bestrahlen der Teilbereiche T1, ..., Tn wird unmittelbar aufeinander folgend so lange wiederholt, bis alle Teilbereiche T1, ..., Tn des ersten Flächenbereichs F1 vollständig aufgeschmolzen sind. Mit anderen Worten wird der erste zusammenhängende Flächenbereich F1 nach dem Bestrahlen eines zeitlich ersten Teilbereichs T1 (quasi) kontinuierlich mit mindestens einem der drei Bearbeitungsstahlen 4a-c bestrahlt, bis die Pulverschicht 3 in dem ersten Flächenbereich F1 vollständig aufgeschmolzen ist, d.h. bis der letzte Teilbereich Tn aufgeschmolzen ist, so dass die Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 beendet ist. Die Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 mit mindestens einem der drei Bearbeitungsstrahlen 4a-c wird nur unterbrochen, um einen jeweiligen Bearbeitungsstrahl 4a-c zu einem jeweils anderen Teilbereich T1, ..., Tn zu bewegen, wobei während dieser Bewegung der Bearbeitungsstrahl 4a-c bzw. die entsprechende Strahlquelle 23a-c deaktiviert wird.Basically, when creating a respective contiguous area F1 to F4 , for example the first surface area F1 , proceeded as follows: The (contiguous) first surface area F1 is with at least one machining beam 4a-c in at least one of a plurality of sub-areas T1 , ..., Tn irradiated into which the first surface area F1 is divided until the powder layer 3 in the at least one sub-area T1 , ..., Tn is completely melted. The irradiation of the sub-areas T1 , ..., Tn is repeated in immediate succession until all sub-areas T1 , ..., Tn of the first area F1 are completely melted. In other words, it becomes the first contiguous area F1 after irradiating a temporally first partial area T1 (quasi) continuously with at least one of the three machining steels 4a-c irradiated until the powder layer 3 in the first area F1 is completely melted, ie until the last sub-area Tn is melted, so that the irradiation of the first surface area F1 is finished. The irradiation of the first surface area F1 with at least one of the three machining beams 4a-c is only interrupted to a respective machining beam 4a-c to a different sub-area T1 , ..., Tn to move, with the machining beam during this movement 4a-c or the corresponding beam source 23a-c is deactivated.

Zumindest ein Teil der Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 kann mit Hilfe von zwei oder ggf. von drei der Bearbeitungsstrahlen 4a-c gleichzeitig durchgeführt werden, wobei die Bearbeitungsstrahlen 4a-c jeweils unterschiedliche Teilbereiche T1, ..., Tn des ersten Flächenbereichs F1 bestrahlen. Die Bestrahlung in den jeweiligen Teilbereichen T1, ..., Tn kann hierbei auf die weiter oben beschriebene Weise erfolgen, d.h. in einer scannenden Bewegung entlang einer jeweiligen ersten oder zweiten, zur ersten senkrechten Scanrichtung R1, R2. Die Teilbereiche T1, ..., Tn können in einem schachbrettartigen Raster angeordnet sein und die weiter oben beschriebenen ersten und zweiten Teilbereiche T1, T2 bilden, die in unterschiedlichen Scanrichtungen R1, R2 scannend abgefahren werden. Unmittelbar benachbart angeordnete Teilbereiche T1, T2, ... können hierbei z.B. mit zueinander senkrechten Scanrichtungen R1, R2 abgefahren werden, dies ist aber nicht zwingend erforderlich.At least part of the irradiation of the first surface area F1 can with the help of two or possibly three of the machining beams 4a-c be carried out simultaneously, the machining beams 4a-c each different sub-areas T1 , ..., Tn of the first area F1 irradiate. The irradiation in the respective sub-areas T1 , ..., Tn can take place in the manner described above, ie in a scanning movement along a respective first or second scanning direction perpendicular to the first R1 , R2 . The sub-areas T1 , ..., Tn can be arranged in a checkerboard grid and the first and second sub-areas described above T1 , T2 form in different scan directions R1 , R2 can be scanned. Sub-areas arranged immediately adjacent T1 , T2 , ... can, for example, with mutually perpendicular scan directions R1 , R2 be traveled, but this is not absolutely necessary.

Wie in 6a-d zu erkennen ist, ist der vierte Flächenbereich F4 in Bezug auf den Strömungsvektor G des über die Pulverschicht 3 geführten Gasstroms 13 teilweise stromabwärts von dem ersten Flächenbereich F1 angeordnet, und zwar in einem (mittleren) Abschnitt A4, der quer zu dem Strömungsvektor G mit einem stromaufwärts liegenden Abschnitt A1 des ersten Flächenbereichs F1 überlappt. In dem nachfolgend anhand von 6a-d erläuterten Beispiel wird die Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 abgeschlossen, bevor die Bestrahlung des vierten Flächenbereichs F4 beginnt. Es ist ggf. auch möglich, die Bestrahlung des vierten Flächenbereichs F4 zu beginnen, bevor die Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 vollständig abgeschlossen ist. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass die Bestrahlung so koordiniert wird, dass der stromabwärts liegende Abschnitt A4 des vierten Flächenbereichs F4 nicht zeitgleich mit der Bestrahlung des mit diesem überlappenden Abschnitts A1 des ersten Flächenbereichs F1 erfolgt. In jedem Fall wird die einmal begonnene Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 nicht unterbrochen, bis dieser vollständig aufgeschmolzen ist.As in 6a-d can be seen is the fourth area F4 in relation to the Flow vector G des over the powder layer 3 guided gas flow 13 partially downstream of the first surface area F1 arranged, in a (middle) section A4 that is transverse to the flow vector G with an upstream section A1 of the first area F1 overlaps. In the following based on 6a-d The example explained is the irradiation of the first surface area F1 completed before the irradiation of the fourth area F4 begins. It is optionally also possible to irradiate the fourth surface area F4 to begin before irradiating the first area F1 is fully completed. In this case, care must be taken that the irradiation is coordinated in such a way that the section located downstream A4 of the fourth area F4 not at the same time as the irradiation of the section overlapping with this A1 of the first area F1 he follows. In any case, the irradiation of the first surface area, which has already started, is used F1 not interrupted until it is completely melted.

6a zeigt die Bestrahlung zu einem Zeitpunkt, in dem der erste Bearbeitungsstrahl 4a die Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 begonnen hat. Parallel zur Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 mit dem ersten Bearbeitungsstrahl 4a wird der zweite Flächenbereich F2 mit dem zweiten Bearbeitungsstrahl 4b bestahlt. Der dritte Bearbeitungsstrahl 4c dient zur Belichtung der Randkontur 8 des vierten Flächenbereichs F4. 6a shows the irradiation at a point in time when the first processing beam 4a the irradiation of the first surface area F1 has begun. Parallel to the irradiation of the first area F1 with the first processing beam 4a becomes the second area F2 with the second processing beam 4b stole. The third processing beam 4c serves to expose the edge contour 8th of the fourth area F4 .

Nach der Beendigung der Belichtung der Randkontur 8 des vierten Flächenbereichs F4 belichtet der zweite Bearbeitungsstahl 4b kurzzeitig gemeinsam mit dem ersten Bearbeitungsstrahl 4a den ersten Flächenbereich F1. Zum in 6b dargestellten Zeitpunkt trat der Fall auf, dass sich der erste und der zweite Bearbeitungsstrahl 4a, 4b beim gemeinsamen Bestrahlen des ersten Flächenbereichs F1 gegenseitig behindern, weshalb der erste Bearbeitungsstrahl 4a gemeinsam mit dem dritten Bearbeitungsstrahl 4c den zweiten Flächenbereich F2 bestrahlt. Sofern in dem zweiten Flächenbereich F2 kein geeigneter Teilbereich T1, ..., Tn für die Bestrahlung zur Verfügung steht, könnte alternativ der erste Bearbeitungsstrahl 4a unmittelbar nachfolgend mit dem Bestrahlen des dritten Flächenbereichs F3 beginnen. Voraussetzung hierfür ist, dass der dritte Bearbeitungsstrahl 4c bei der Belichtung des dritten Flächenbereichs F3 die Belichtung des zweiten Flächenbereichs F2 durch den ersten Bearbeitungsstrahl 4a nicht durch eine Schmauchwolke beeinflusst, die entlang des Strömungsvektors G des Gasstroms 13 in einen Abschnitt des zweiten Flächenbereichs F2 gelangt, der quer zum Strömungsvektor G mit dem dritten Flächenbereich F3 überlappt.After the end of the exposure of the edge contour 8th of the fourth area F4 the second processing steel exposes 4b briefly together with the first processing beam 4a the first area F1 . To the in 6b the time shown, the case occurred that the first and the second processing beam 4a , 4b when jointly irradiating the first surface area F1 hinder each other, which is why the first machining beam 4a together with the third processing beam 4c the second area F2 irradiated. If in the second area F2 no suitable sub-area T1 , ..., Tn is available for the irradiation, the first processing beam could alternatively 4a immediately following the irradiation of the third surface area F3 begin. The prerequisite for this is that the third processing beam 4c when exposing the third area F3 the exposure of the second area F2 through the first processing beam 4a not influenced by a smoke cloud passing along the flow vector G of the gas flow 13 into a section of the second surface area F2 that arrives across the flow vector G with the third area F3 overlaps.

6c zeigt die Bestrahlung zu einem Zeitpunkt, zu dem der zweite Bearbeitungsstrahl 4b den ersten Flächenbereich F1 weiter belichtet hat und bei dem der erste und der dritte Bearbeitungsstrahl 4a, 4c die Bestrahlung des zweiten Flächenbereichs F2 abgeschlossen haben. Wie in 6d dargestellt ist, helfen der erste und der dritte Bearbeitungsstrahl 4a, 4c dem zweiten Bearbeitungsstahl 4b bei der Belichtung des ersten Flächenbereichs F1, bis dieser vollständig belichtet ist. Einer der drei Bearbeitungsstrahlen 4a-c beginnt nachfolgend mit der Belichtung des dritten Flächenbereichs F3 (nicht gezeigt). 6c shows the exposure at a point in time when the second processing beam 4b the first area F1 has further exposed and in which the first and the third processing beam 4a , 4c the irradiation of the second surface area F2 completed. As in 6d is shown, the first and the third processing beam help 4a , 4c the second machining steel 4b when exposing the first area F1 until it is completely exposed. One of the three machining beams 4a-c subsequently begins with the exposure of the third area F3 (Not shown).

Die Reihenfolge, in der die Bestrahlung der vier Flächenbereiche F1 bis F4 begonnen wird, hängt von der maximalen Erstreckung der Flächenbereiche F1 bis F4 entlang der Y-Richtung ab, in welcher der Strömungsvektor G des Gasstroms 13 bei dem in 6a-d gezeigten Beispiel verläuft. Die der Bereitstellungseinrichtung 14 in Y-Richtung abgewandte Kante des ersten Flächenbereichs F1 weist die größte Erstreckung in Y-Richtung und somit den größten Abstand in Y-Richtung von der Bereitstellungseinrichtung 14 auf. Die Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 wird daher als erste begonnen. Der zweite Flächenbereich F2 erstreckt sich etwas weiter in Y-Richtung als der dritte Flächenbereich F3, so dass die Bestrahlung des zweiten Flächenbereichs F2 vor der Bestrahlung des dritten Flächenbereichs F3 beginnt. Der vierte Flächenbereich F4 erstreckt sich mit seiner der Bereitstellungseinrichtung 14 abgewandten Kante am wenigsten weit in Y-Richtung und es wird daher als letzter der vier Flächenbereiche F1 bis F4 mit der Bestrahlung begonnen. Auch der vierte Flächenbereich F4 weist einen Abschnitt auf, der stromaufwärts von einem Abschnitt des ersten Flächenbereichs F1 angeordnet ist. Es ist daher möglich bzw. günstig, die Bestrahlung des vierten Flächenbereichs F4 erst zu beginnen, wenn die Bestrahlung des ersten Flächenbereichs F1 vollständig abgeschlossen ist.The order in which the irradiation of the four surface areas F1 to F4 is started depends on the maximum extent of the surface areas F1 to F4 along the Y-direction in which the flow vector G of the gas flow 13 at the in 6a-d example shown. That of the provisioning facility 14th edge of the first surface area facing away in the Y direction F1 has the greatest extent in the Y direction and thus the greatest distance in the Y direction from the provision device 14th on. The irradiation of the first surface area F1 is therefore started first. The second area F2 extends somewhat further in the Y direction than the third surface area F3 so that the irradiation of the second surface area F2 before irradiating the third area F3 begins. The fourth area F4 extends with its the provision device 14th facing away from the edge the least far in the Y-direction and it is therefore the last of the four surface areas F1 to F4 started the irradiation. Also the fourth area F4 has a portion upstream of a portion of the first surface area F1 is arranged. It is therefore possible or advantageous to irradiate the fourth surface area F4 to begin only when the irradiation of the first surface area F1 is fully completed.

Für die Bewegung der Bearbeitungsstrahlen 4a-c über den Bearbeitungsbereich B steuert die Steuerungseinrichtung 11 der Bestrahlungseinrichtung 1 die drei Scannereinrichtungen 4a-c an, so dass diese die Bestrahlung der Flächenbereiche F1 bis F4 in der gewünschten Reihenfolge durchführen. Zu diesem Zweck kann ein Bearbeitungsprogramm in der Steuerungseinrichtung 11 hinterlegt sein, die in Form einer geeigneten Hard- und/oder Software ausgebildet sein kann. Das Bearbeitungsprogramm wird typischerweise vorab anhand der Geometrie des bzw. der herzustellenden Bauteile 20 erstellt und von der Steuerungseinrichtung 11 abgearbeitet. Die Steuerungseinrichtung 11 steuert auch die Strahlquellen 23a-c an, um diese zu geeigneten Zeitpunkten ein- bzw. auszuschalten. Entsprechendes gilt für die Steuerungseinrichtung 11 der in 2 gezeigten Bearbeitungsmaschine 1, welche die Scannereinrichtung 5 bzw. die Strahlquelle 23 geeignet ansteuert.For moving the machining beams 4a-c over the editing area B. controls the control device 11 of the irradiation device 1, the three scanner devices 4a-c so that this irradiation of the surface areas F1 to F4 perform in the desired order. For this purpose, a machining program in the control device 11 be stored, which can be designed in the form of suitable hardware and / or software. The machining program is typically created beforehand on the basis of the geometry of the component or components to be produced 20th created and by the control device 11 processed. The control device 11 also controls the beam sources 23a-c to turn them on or off at appropriate times. The same applies to the control device 11 the in 2 shown processing machine 1, which the scanner device 5 or the beam source 23 drives suitable.

Es versteht sich, dass die Bestrahlung der jeweiligen Teilbereiche T1, ..., Tn der Flächenbereiche F1 bis F2 von 6a-d nicht zwingend in einer scannenden Bewegung erfolgen muss, sondern dass das bei der Bestrahlung eines jeweiligen Teilbereichs T1, ..., Tn verwendete Muster grundsätzlich beliebig ist, auch wenn eine scannende Bewegung in der Regel günstig ist.It goes without saying that the irradiation of the respective partial areas T1 , ..., Tn of surface areas F1 to F2 from 6a-d does not necessarily have to take place in a scanning movement, but rather that when a respective sub-area is irradiated T1 , ..., Tn The pattern used is basically arbitrary, even if a scanning movement is usually favorable.

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Claims (20)

Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs (2) eines dreidimensionalen Bauteils (20) durch Bestrahlen einer Pulverschicht (3) mittels eines Bearbeitungsstrahls (4), umfassend: Bewegen des Bearbeitungsstrahls (4) entlang einer Mehrzahl von Streifen (S1, S2, ...) über den zusammenhängenden Flächenbereich (2), wobei in einem jeweiligen Streifen (S1, S2, ...) der zusammenhängende Flächenbereich (2) in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden Teilbereichen (T1, T2) bestrahlt wird, und wobei ein jeweiliger Teilbereich (T1, T2) mit dem Bearbeitungsstrahl (4) in einer scannenden Bewegung abgefahren wird, bis die Pulverschicht (3) in dem jeweiligen Teilbereich (T1, T2) vollständig aufgeschmolzen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teilbereich (T1) eines jeweiligen Streifens (S1, S2, ...) mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer ersten Scanrichtung (R1) scannend abgefahren wird und unmittelbar nachfolgend ein zweiter Teilbereich (T2) des Streifens (S1, S2, ...), der entlang einer gemeinsamen Kante (10) unmittelbar an den ersten Teilbereich (T1) angrenzt, mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung (R2) scannend abgefahren wird, oder dass erste Teilbereiche (T1) eines ersten Streifens (S1, S3, S5, S7, ...), die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer ersten Scanrichtung (R1) scannend abgefahren werden, und dass unmittelbar nachfolgend zweite Teilbereiche (T2) eines dem ersten unmittelbar benachbarten zweiten Streifens (S2, S4, S6, ...), die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung (R2) mittels des Bearbeitungsstrahls (4) scannend abgefahren werden. A method for generating a coherent surface area (2) of a three-dimensional component (20) by irradiating a powder layer (3) by means of a machining beam (4), comprising: moving the machining beam (4) along a plurality of strips (S1, S2, ... ) over the contiguous surface area (2), wherein in a respective strip (S1, S2, ...) the contiguous surface area (2) is irradiated in a plurality of directly adjoining partial areas (T1, T2), and wherein a respective partial area (T1, T2) is traversed with the processing beam (4) in a scanning movement until the powder layer (3) has completely melted in the respective sub-area (T1, T2), characterized in that a first sub-area (T1) of a respective strip (S1, S2, ...) is scanned by means of the processing beam (4) in a first scanning direction (R1) and immediately thereafter a second partial area (T2) of the strip (S1, S2, ...), which directly adjoins the first partial area (T1) along a common edge (10), by means of the processing beam (4) in a second, different from the first, in particular to the first perpendicular scanning direction (R2 ) is scanned, or that first partial areas (T1) of a first strip (S1, S3, S5, S7, ...), which are directly adjacent to one another at specific points, are scanned by means of the processing beam (4) in a first scanning direction (R1) and that immediately following second subregions (T2) of a second strip (S2, S4, S6, ...) immediately adjacent to the first, which are directly adjacent to one another at certain points, in a second scanning direction different from the first, in particular to the first perpendicular scan direction (R2) can be scanned by means of the processing beam (4). Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Bewegen des Bearbeitungsstrahls (4) entlang einer Mehrzahl von weiteren Streifen (S1', S2', ...) eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (2'), einer weiteren Pulverschicht (3') des dreidimensionalen Bauteils (20), die unmittelbar auf die Pulverschicht (3) folgt, wobei in einem jeweiligen weiteren Streifen (S1', S2', ...) der weitere zusammenhängende Flächenbereich (2') in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden weiteren Teilbereichen (T1', T2') bestrahlt wird, und wobei ein jeweiliger weiterer Teilbereich (T1', T2') mit dem Bearbeitungsstrahl (4) in einer scannenden Bewegung abgefahren wird, bis die weitere Pulverschicht (3') in dem jeweiligen weiteren Teilbereich (T1', T2') vollständig aufgeschmolzen ist, wobei ein Streifenbildungsvektor (H) beim Abfahren des zusammenhängenden Flächenbereichs (2) entlang der Mehrzahl von Streifen (S1, S2, ...) und ein weiterer Streifenbildungsvektor (H') beim Abfahren des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (2') entlang der Mehrzahl von weiteren Streifen (S1', S2', ...) einen Winkel (8) von mindestens 45°, insbesondere von 90°, zueinander aufweisen.Procedure according to Claim 1 , further comprising: moving the processing beam (4) along a plurality of further strips (S1 ', S2', ...) of a further contiguous surface area (2 '), a further powder layer (3') of the three-dimensional component (20), which immediately follows the powder layer (3), in a respective further strip (S1 ', S2', ...) the further contiguous surface area (2 ') in a plurality of further sub-areas (T1', T2 'directly adjacent to one another) ) is irradiated, and a respective further sub-area (T1 ', T2') is traversed with the processing beam (4) in a scanning movement until the further powder layer (3 ') in the respective further sub-area (T1', T2 ') is completely melted, with a stripe formation vector (H) when traveling along the contiguous surface area (2) along the plurality of stripes (S1, S2, ...) and a further stripe formation vector (H ') when traveling through the further contiguous surface area Reichs (2 ') along the plurality of further strips (S1', S2 ', ...) have an angle (8) of at least 45 °, in particular 90 °, to one another. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Gasstrom (13) über die Pulverschicht (3) geführt wird, dessen Strömungsvektor (G) mit einem Streifenbildungsvektor (H) beim Bewegen des Bearbeitungsstrahls (4) entlang eines jeweiligen Streifens (S1, S2, ...) des zusammenhängenden Flächenbereichs (2) und/oder mit einem weiteren Streifenbildungsvektor (H') beim Bewegen des Bearbeitungsstrahls (4) entlang eines jeweiligen weiteren Streifens (S1', S2', ...) des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (2') einen Winkel (α) von mindestens 90°, bevorzugt von 135°, zueinander aufweisen.Procedure according to Claim 1 or 2 , in which a gas stream (13) is guided over the powder layer (3), the flow vector (G) of which with a banding vector (H) when moving the processing beam (4) along a respective strip (S1, S2, ...) of the contiguous Surface area (2) and / or with a further striping vector (H ') when moving the processing beam (4) along a respective further strip (S1', S2 ', ...) of the further contiguous surface area (2') an angle (α ) of at least 90 °, preferably 135 °, to one another. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Gasstrom (13) über die Pulverschicht (3) geführt wird, wobei der Bearbeitungsstrahl (4) entlang der Mehrzahl von Streifen (S1, S2, ...) in einer Reihenfolge über den zusammenhängenden Flächenbereich (2) geführt wird, die von der Abfolge der jeweiligen Streifen (2) entlang eines Strömungsvektors (G) des Gasstroms (13) abhängig ist.Method according to one of the preceding claims, in which a gas stream (13) is guided over the powder layer (3), the machining beam (4) along the plurality of strips (S1, S2, ...) in a sequence over the contiguous surface area (2) is performed, which is dependent on the sequence of the respective strips (2) along a flow vector (G) of the gas flow (13). Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem alle Teilbereiche (T1, T2) des zusammenhängenden Flächenbereichs (2) mittels des Bearbeitungsstrahls (4) unmittelbar aufeinander folgend bestrahlt werden.Procedure according to the generic term of Claim 1 , in particular according to one of the preceding claims, in which all partial areas (T1, T2) of the contiguous surface area (2) are irradiated by means of the processing beam (4) in direct succession. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zusammenhängende Flächenbereich (2) in eine Mehrzahl von bevorzugt rhomboiden, insbesondere rautenförmigen, rechteckigen oder quadratischen Teilbereichen (T1, T2) aufgeteilt ist.Method according to one of the preceding claims, in which the contiguous surface area (2) is divided into a plurality of preferably rhomboid, in particular diamond-shaped, rectangular or square partial areas (T1, T2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zusammenhängende Flächenbereich (2) von einer Randkontur (9) des dreidimensionalen Bauteils (20) umgeben ist, wobei die Randkontur (9) und/oder ein zwischen der Randkontur (9) und dem zusammenhängenden Flächenbereich (2) gebildeter Randbereich (8) mit dem Bearbeitungsstrahl (4, 4a) oder mit mindestens einem weiteren Bearbeitungsstrahl (4b, 4c) bestrahlt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the contiguous surface area (2) is surrounded by an edge contour (9) of the three-dimensional component (20), the edge contour (9) and / or one between the edge contour (9) and the contiguous surface area (2) formed edge area (8) is irradiated with the processing beam (4, 4a) or with at least one further processing beam (4b, 4c). Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) eines dreidimensionalen Bauteils (20) durch Bestrahlen einer Pulverschicht (3) mit mindestens einem Bearbeitungsstrahl (4a-c), wobei insbesondere mindestens ein weiterer zusammenhängender Flächenbereich (F4) mindestens einen Abschnitt (A4) aufweist, der in Bezug auf einen Strömungsvektor (G) eines über die Pulverschicht (3) geführten Gasstroms (13) stromabwärts von mindestens einem Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) angeordnet ist und der quer zu dem Strömungsvektor (G) mit dem Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) überlappt, umfassend: Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) mit mindestens einem Bearbeitungsstrahl (4a-c) in mindestens einem einer Mehrzahl von Teilbereichen (T1, ..., Tn), in die der zusammenhängende Flächenbereich (F1) aufgeteilt ist, bis die Pulverschicht (3) in dem mindestens einen Teilbereich (T1, ..., Tn) vollständig aufgeschmolzen ist, wobei das Bestrahlen der Teilbereiche (T1, ..., Tn) unmittelbar aufeinander folgend so lange wiederholt wird, bis alle Teilbereiche (T1, ..., Tn) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) vollständig aufgeschmolzen sind.Method for generating a coherent surface area (F1) of a three-dimensional component (20) by irradiating a powder layer (3) with at least one processing beam (4a-c), with in particular at least one further contiguous surface area (F4) has at least one section (A4) which is arranged downstream of at least one section (A1) of the contiguous surface area (F1) with respect to a flow vector (G) of a gas flow (13) guided over the powder layer (3) and which overlaps with the section (A1) of the contiguous surface area (F1) transversely to the flow vector (G), comprising: irradiating the contiguous surface area (F1) with at least one processing beam (4a-c) in at least one of a plurality of partial areas (T1 , ..., Tn), into which the contiguous surface area (F1) is divided, until the powder layer (3) is completely melted in the at least one sub-area (T1, ..., Tn), the irradiation of the sub-areas (T1 , ..., Tn) is repeated immediately one after the other until all partial areas (T1, ..., Tn) of the contiguous surface area (F1) are completely melted. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b) mindestens zwei der Mehrzahl von Teilbereichen (T1, ..., Tn) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) gleichzeitig bestrahlen.Procedure according to Claim 8 , in which at least two processing beams (4a, 4b) irradiate at least two of the plurality of partial areas (T1, ..., Tn) of the contiguous surface area (F1) simultaneously. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem sich der zusammenhängende Flächenbereich (F1) in Bezug auf den Strömungsvektor (G) des Gasstroms (13) weiter stromabwärts erstreckt als mindestens ein weiterer zusammenhängender Flächenbereich (F2, F3, F4) und bei dem das Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) vor dem Bestrahlen des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (F2, F3, F4) beginnt.Procedure according to Claim 8 or 9 , in which the contiguous surface area (F1) extends further downstream in relation to the flow vector (G) of the gas flow (13) than at least one further contiguous surface area (F2, F3, F4) and in which the irradiation of the contiguous surface area (F1) begins before the irradiation of the further contiguous surface area (F2, F3, F4). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem ein erster Bearbeitungsstrahl (4a) das Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) beginnt und ein zweiter Bearbeitungsstrahl (4b) entweder gemeinsam mit dem ersten Bearbeitungsstrahl (4a) den zusammenhängenden Flächenbereich (F1) bestrahlt oder mit dem Bestrahlen eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (F2, F3, F4) beginnt.Method according to one of the Claims 8 to 10 , in which a first processing beam (4a) starts irradiating the contiguous surface area (F1) and a second processing beam (4b) either irradiates the contiguous surface area (F1) together with the first processing beam (4a) or with the irradiation of a further contiguous surface area ( F2, F3, F4) begins. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem für den Fall, dass der erste und zweite Bearbeitungsstrahl (4a, 4b) sich beim gemeinsamen Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) gegenseitig behindern, der erste oder der zweite Bearbeitungsstrahl (4a, 4b) unmittelbar nachfolgend mit dem Bestrahlen eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (F3, F4) beginnt oder unmittelbar nachfolgend gemeinsam mit einem dritten Bearbeitungsstrahl (4c) einen weiteren zusammenhängenden Flächenbereich (F2) bestrahlt.Procedure according to Claim 11 , in which, in the event that the first and second processing beam (4a, 4b) interfere with each other during joint irradiation of the contiguous surface area (F1), the first or the second processing beam (4a, 4b) immediately follows the irradiation of a further contiguous area Surface area (F3, F4) begins or immediately thereafter irradiates a further contiguous surface area (F2) together with a third processing beam (4c). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem der weitere zusammenhängenden Flächenbereich (F4) zumindest in dem Abschnitt (A4), der stromabwärts von dem Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) angeordnet ist, nicht zeitgleich mit dem überlappenden Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) bestrahlt wird.Method according to one of the Claims 8 to 12 , in which the further contiguous surface area (F4) at least in the section (A4) which is arranged downstream of the section (A1) of the contiguous surface area (F1), not at the same time as the overlapping section (A1) of the contiguous surface area (F1) is irradiated. Bestrahlungseinrichtung (1) für eine Bearbeitungsmaschine (15) zum Herstellen von dreidimensionalen Bauteilen (20) durch Bestrahlen von Pulverschichten (3), umfassend: mindestens eine Scannereinrichtung (5, 5a-c) zum Ausrichten mindestens eines Bearbeitungsstrahls (4, 4a-c) auf eine Pulverschicht (3) in einer Bearbeitungsebene (E), eine Steuerungseinrichtung (11), die ausgebildet ist, die Scannereinrichtung (5, 5a-c) anzusteuern, den Bearbeitungsstrahl (4) entlang einer Mehrzahl von Streifen (S1, S2, ...) über einen zusammenhängenden Flächenbereich (2) zu bewegen, um in einem jeweiligen Streifen (S1, S2, ...) den zusammenhängenden Flächenbereich (2) in einer Mehrzahl von unmittelbar aneinander angrenzenden Teilbereichen (T1, T2) zu bestrahlen, und die ausgebildet ist, die Scannereinrichtung (5, 5a-c) anzusteuern, einen jeweiligen Teilbereich (T1, T2) mit dem Bearbeitungsstrahl (4) in einer scannenden Bewegung abzufahren, bis die Pulverschicht (3) in dem jeweiligen Teilbereich (T1, T2, ...) vollständig aufgeschmolzen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die Scannereinrichtung (5) anzusteuern, einen ersten Teilbereich (T1) eines jeweiligen Streifens (S1, S2, ...) mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer ersten Scanrichtung (R1) scannend abzufahren und unmittelbar nachfolgend einen zweiten Teilbereich (T2) des Streifens (S1, S2, ...), der entlang einer gemeinsamen Kante (10) unmittelbar an den ersten Teilbereich (T1) angrenzt, mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung (R2) scannend abzufahren, oder dass die Steuerungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die Scannereinrichtung (5) anzusteuern, erste Teilbereiche (T1) eines ersten Streifens (S1, S3, S5, S7), die punktuell unmittelbar aneinander angrenzen, mittels des Bearbeitungsstrahls (4) in einer ersten Scanrichtung (R1) scannend abzufahren, und unmittelbar nachfolgend zweite, punktuell unmittelbar aneinander angrenzende Teilbereiche (T2) eines dem ersten unmittelbar benachbarten zweiten Streifens (S2) in einer zweiten, von der ersten verschiedenen, insbesondere zur ersten senkrechten Scanrichtung (R2) mittels des Bearbeitungsstrahls (4) scannend abzufahren.Irradiation device (1) for a processing machine (15) for producing three-dimensional components (20) by irradiating powder layers (3), comprising: at least one scanner device (5, 5a-c) for aligning at least one processing beam (4, 4a-c) onto a powder layer (3) in a processing plane (E), a control device (11) which is designed to control the scanner device (5, 5a-c), the processing beam (4) along a plurality of strips (S1, S2,. ..) to move over a contiguous area (2) in order to irradiate the contiguous area (2) in a plurality of directly adjoining partial areas (T1, T2) in a respective strip (S1, S2, ...), and which is designed to control the scanner device (5, 5a-c), to move over a respective sub-area (T1, T2) with the processing beam (4) in a scanning movement until the powder layer (3) in the respective sub-area (T1, T2, ...) is completely melted, characterized in that the control device (11) is designed to control the scanner device (5), a first partial area (T1) of a respective strip (S1, S2, ...) by means of the processing beam (4 ) scan in a first scanning direction (R1) and immediately thereafter a second sub-area (T2) of the strip (S1, S2, ...), which directly adjoins the first sub-area (T1) along a common edge (10), by means of of the processing beam (4) scanning in a second, different from the first, in particular to the first perpendicular scanning direction (R2), or that the control device (11) is designed to control the scanner device (5), first partial areas (T1) of a first strip (S1, S3, S5, S7), which are directly adjacent to one another at specific points, to be scanned in a first scanning direction (R1) by means of the processing beam (4), and immediately following the second, point ually directly adjoining subregions (T2) of a second strip (S2) immediately adjacent to the first in a second scanning direction (R2) different from the first, in particular perpendicular to the first scanning direction (R2) by means of the processing beam (4). Bearbeitungsmaschine (15) zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen (20) durch Bestrahlen von Pulverschichten (3), umfassend: eine Bearbeitungskammer (16) mit einer Bearbeitungsebene (E), in der eine zu bestrahlende Pulverschicht (3) anordenbar ist, sowie bevorzugt eine Bereitstellungseinrichtung (14) zum Bereitstellen eines Gasstroms (13), der in einem für die Bereitstellung eines Pulverbetts (19) vorgesehenen Bauplattformbereich (17) über die Bearbeitungsebene (E) strömt, gekennzeichnet durch eine Bestrahlungseinrichtung (1) gemäß Anspruch 14.Processing machine (15) for producing three-dimensional components (20) by irradiating powder layers (3), comprising: a processing chamber (16) with a processing plane (E) in which a powder layer (3) to be irradiated can be arranged, and preferably a provision device (14) for providing a gas flow (13) which flows over the processing level (E) in a building platform area (17) provided for providing a powder bed (19), characterized by an irradiation device (1) according to Claim 14 . Bearbeitungsmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 15, weiter umfassend: eine Bestrahlungseinrichtung (1), die mindestens eine Scannereinrichtung (5a-c) zum Ausrichten mindestens eines Bearbeitungsstrahls (4a-c) auf eine Pulverschicht (3) in einer Bearbeitungsebene (E) aufweist, sowie eine Steuerungseinrichtung (11), die ausgebildet ist, die mindestens eine Scannereinrichtung (5a-c) anzusteuern, einen zusammenhängenden Flächenbereich (F1) mit mindestens einem Bearbeitungsstrahl (4a-c) in mindestens einem einer Mehrzahl von Teilbereichen (T1, ..., Tn) zu bestrahlen, in die der zusammenhängende Flächenbereich (F1) aufgeteilt ist, bis die Pulverschicht (3) in dem mindestens einen Teilbereich (T1, ..., Tn) vollständig aufgeschmolzen ist, und wobei die Steuerungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die mindestens eine Scannereinrichtung (5a-c) anzusteuern, das Bestrahlen der Teilbereiche (T1, ..., Tn) unmittelbar aufeinander folgend so lange zu wiederholen, bis alle Teilbereiche (T1, ..., Tn) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) vollständig aufgeschmolzen sind, wobei insbesondere mindestens ein weiterer zusammenhängender Flächenbereich (F4) mindestens einen Abschnitt (A4) aufweist, der in Bezug auf einen Strömungsvektor (G) eines über die Pulverschicht (3) geführten Gasstroms (13) stromabwärts von mindestens einem Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) angeordnet ist und der quer zu dem Strömungsvektor (G) mit dem Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) überlappt.Processing machine according to the generic term of Claim 15 , further comprising: an irradiation device (1) which has at least one scanner device (5a-c) for aligning at least one processing beam (4a-c) on a powder layer (3) in a processing plane (E), and a control device (11), which is designed to control the at least one scanner device (5a-c), to irradiate a contiguous surface area (F1) with at least one processing beam (4a-c) in at least one of a plurality of partial areas (T1, ..., Tn), in which the contiguous surface area (F1) is divided up until the powder layer (3) is completely melted in the at least one partial area (T1, ..., Tn), and wherein the control device (11) is formed, the at least one scanner device (5a -c) to control the irradiation of the sub-areas (T1, ..., Tn) to repeat immediately one after the other until all sub-areas (T1, ..., Tn) of the contiguous surface area (F1) are complete g are melted, in particular at least one further contiguous surface area (F4) having at least one section (A4) which, with respect to a flow vector (G) of a gas flow (13) guided over the powder layer (3) downstream of at least one section (A1 ) of the contiguous surface area (F1) is arranged and which overlaps transversely to the flow vector (G) with the section (A1) of the contiguous surface area (F1). Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 16, bei welcher sich der zusammenhängende Flächenbereich (F1) in Bezug auf den Strömungsvektor (G) des Gasstroms (13) weiter stromabwärts erstreckt als mindestens ein weiterer zusammenhängender Flächenbereich (F2) und bei dem die Steuerungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die mindestens eine Scannereinrichtung (5a-c) anzusteuern, das Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) vor dem Bestrahlen des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (F2, F3, F4) zu beginnen.Processing machine after Claim 16 , in which the contiguous surface area (F1) extends further downstream in relation to the flow vector (G) of the gas flow (13) than at least one further contiguous surface area (F2) and in which the control device (11) is formed, the at least one scanner device (5a-c) to start the irradiation of the contiguous surface area (F1) before the irradiation of the further contiguous surface area (F2, F3, F4). Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Steuerungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die mindestens eine Scannereinrichtung (5a-c) anzusteuern, mit einem ersten Bearbeitungsstrahl (4a) das Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) zu beginnen und mit einem zweiten Bearbeitungsstrahl (4b) entweder gemeinsam mit dem ersten Bearbeitungsstrahl (4a) den zusammenhängenden Flächenbereich (F1) zu bestrahlen oder mit dem Bestrahlen eines weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (F2, F3, F4) zu beginnen.Processing machine after Claim 16 or 17th , in which the control device (11) is designed to control the at least one scanner device (5a-c), to start irradiating the contiguous surface area (F1) with a first processing beam (4a) and either together with a second processing beam (4b) to irradiate the contiguous surface area (F1) with the first processing beam (4a) or to start irradiating a further contiguous surface area (F2, F3, F4). Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 18, bei dem für den Fall, dass der erste und zweite Bearbeitungsstrahl (4a, 4b) sich beim gemeinsamen Bestrahlen des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) gegenseitig behindern, die Steuerungseinrichtung (11) die mindestens eine Scannereinrichtung (5a-c) ansteuert, unmittelbar nachfolgend mit dem ersten oder mit dem zweiten Bearbeitungsstrahl (4a, 4b) mit dem Bestrahlen des weiteren zusammenhängenden Flächenbereichs (F3, F4) zu beginnen oder unmittelbar nachfolgend gemeinsam mit einem dritten Bearbeitungsstrahl (4c) einen anderen zusammenhängenden Flächenbereich (F2) zu bestrahlen.Processing machine after Claim 18 , in which, in the event that the first and second processing beam (4a, 4b) interfere with each other during joint irradiation of the contiguous surface area (F1), the control device (11) controls the at least one scanner device (5a-c) immediately afterwards to begin irradiating the further contiguous surface area (F3, F4) with the first or with the second processing beam (4a, 4b) or to irradiate another contiguous surface area (F2) immediately afterwards together with a third processing beam (4c). Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem die Steuerungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die mindestens eine Scannereinrichtung (5a-c) anzusteuern, den weiteren zusammenhängenden Flächenbereich (F4) zumindest in dem Abschnitt (A4), der stromabwärts von dem Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) angeordnet ist, nicht zeitgleich mit dem überlappenden Abschnitt (A1) des zusammenhängenden Flächenbereichs (F1) zu bestrahlen.Processing machine according to one of the Claims 16 to 19th , in which the control device (11) is designed to control the at least one scanner device (5a-c), the further contiguous surface area (F4) at least in the section (A4) downstream of the section (A1) of the contiguous surface area (F1 ) is arranged not to be irradiated at the same time as the overlapping section (A1) of the contiguous surface area (F1).
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