DE102012009071A1

DE102012009071A1 - Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mit Verstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102012009071A1
Application number: DE201210009071
Authority: DE
Inventors: Frank Herzog; Bechmann Florian
Original assignee: CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Current assignee: Concept Laser GmbH
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-11-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere gebündelter Strahlung wie Laserstrahlung oder Elektronenstrahlung, verfestigbaren Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt der Objekte entsprechenden Stellen, insbesondere LM-(Lasermelting)Vorrichtung, wobei die Vorrichtung 1 wenigstens eine Baukammer 4, 6 zum Bauen der Objekte, eine Dosiereinrichtung zum Bevorraten und Zuführen des Aufbaumaterials, eine Tragevorrichtung zum Tragen des/der Objekte(s) und eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Aufbaumaterials auf die Tragevorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht sowie eine Bestrahlungseinrichtung 9 zum Bestrahlen von Schichten des Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen aufweist, wobei die Tragevorrichtung innerhalb einer Baukammer 4, 6 höhenverlagerbar angeordnet ist, wobei die Vorrichtung 1 wenigstens ein Gestell 2, 3 zur Aufnahme der Baukammer 4, 6 und einer Dosierkammer 5, 7 der Dosiereinrichtung aufweist, wobei das Gestell 2, 3 auf einer Verstellvorrichtung angeordnet ist und von einer Bauposition in eine Entnahmeposition verfahrbar ist, wobei an der drehgelagerten Verstellvorrichtung wenigstens zwei gestellartige Trageeinrichtungen 2, 3 angeordnet sind, die wechselseitig durch Rotationen der Verstellvorrichtung in eine Bauposition und eine Entnahmeposition verfahrbar sind, wobei wenigstens eine gestellartige Trageeinrichtung 2, 3 zur Aufnahme einer Baumkammer 4, 6 und einer Dosierkammer 5, 7 ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere gebündelter Strahlung wie Laserstrahlung oder Elektronenstrahlung, verfestigbaren Aufbaumaterials an dem jeweiligen Querschnitt der Objekte entsprechenden Stellen, wobei die Vorrichtung eine Baukammer zum Bauen der Objekte, eine Dosierkammer zum Bevorraten und Befüllen des Aufbaumaterials, eine Tragevorrichtung zum Tragen des/der Objekte(s) und eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Aufbaumaterials auf die Tragevorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht sowie eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von Schichten des Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen aufweist, wobei die Tragevorrichtung innerhalb einer Baukammer höhenverlagerbar angeordnet ist.
Derartige Vorrichtungen, die als Lasersintermaschinen (SLS) oder Laserschmelzmaschinen (SLM) bezeichnet werden, dienen der generativen Herstellung z. B. von Werkzeugeinsätzen und von Direktbauteilen für verschiedenste Branchen als Prototyp oder Serienteil. Zur Herstellung können die Daten aus einer 3D-CAD-Software eingesetzt werden, die zum Erstellen des gewünschten Objektes führen.
Aufgrund des zum Bauen der Objekte notwendigen Energieeintrages mittels eines Lasers, der zum Schmelzen des Aufbaumaterials führt, findet eine Erwärmung des gebauten Objektes statt.
Bei bekannten SLM- oder SLS Vorrichtungen wird die Tragvorrichtung in eine obere Stellung verbracht, um das nicht verfestigte Pulver vom gebauten Objekt trennen zu können und es aus der Baukammer zu entnehmen. Dieser Vorgang ist arbeitsaufwendig, da üblicherweise oberhalb der Baukammer und der Dosierkammer eine Prozesskammer vorzusehen ist und ein Schutzgas verwendet werden muss, damit das Aufbaumaterial nicht chemisch reagiert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 anzugeben, bei der Arbeitsabläufe weniger aufwendig sind. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Als Kern der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird es angesehen, wenigstens zwei verfahrbare gestellartige Trageeinrichtungen vorzusehen sind, wobei in wenigstens eine der gestellartigen Trageeinrichtungen eine Baukammer und eine Dosierkammer eingesetzt werden können. Dadurch wird es möglich, die Bau- und die Dosierkammer unabhängig vom Rest der Vorrichtung zu bewegen und diese insbesondere von einer Bauposition in eine Entnahmeposition zu verfahren. In der Entnahmeposition können besonders einfach Arbeiten an der Baukammer vorgenommen werden.
Das Verfahren bzw. die Drehung findet bei einer Anzahl von zwei gestellartigen Trageeinrichtungen bevorzugt um 180° statt. Es ist aber auch möglich, beispielsweise drei gestellartige Trageeinrichtungen oder auch vier kreisförmig nebeneinander anzuordnen. Dementsprechend ist die Verstellvorrichtung um ca. 120° oder 90° zu drehen, sodass eine gestellartige Trageeinrichtung von einer Bauposition in eine Entnahmeposition und umgekehrt verfahren wird. Bei einer Anzahl von drei gestellartigen Trageeinrichtungen sind bevorzugt eine Bauposition und zwei Entnahmepositionen vorzusehen. Während ein Objekt in einem Baumodul in der Bausposition gebaut wird kann in einem zweiten Baumodul ein Objekt abkühlen, während ein drittes Modul bereits wieder für den nächsten Bauvorgang, beispielsweise durch Reinigen des Baumoduls oder Auffüllen von Aufbaumaterial in die Dosierkammer, vorbereitet wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, die Entnahmeposition insbesondere zum Abkühlen des Objektes zu benutzen, während sich in der
Bauposition die zweite gestellartige Trageeinrichtung befindet, und die Kühlzeit des bereis gebauten Objektes in der ersten Baukammer auf der ersten gestellartigen Trageeinrichtung dazu verwendet wird, um in einer zweiten Baukammer ein zweites Objekt zu bauen. Dabei ist bei dieser Ausgestaltung auf der zweiten gestellartigen Trageeinrichtung auch eine zweite Dosierkammer angeordnet. Dadurch kann das optische System mit der Bestrahlungseinrichtung besser ausgelastet werden.
Die Verstellvorrichtung kann in einer Ausgestaltung als Drehteller ausgebildet werden. Dieser kann durch radial und axial wirkende Lagerelemente, insbesondere Gleitlager, Walzen, Rollen und dgl. hochgenau geführt werden. Auf dem Drehteller lassen sich zwei gestellartige Trageeinrichtungen in Form von Gestellhälften anbringen, wobei wenigstens eine gestellartige Trageeinrichtung eine Baukammer und eine Dosierkammer aufnimmt. Die Verstellung von der Entnahmeposition in die Bauposition erfolgt durch vertikale Drehung um 180°, wobei die üblicherweise vorzusehende Prozesskammer und die Bestrahlungsvorrichtung oberhalb der Bauposition angeordnet sind. In der Entnahmeposition ist die dort angeordnete gestellartige Trageeinrichtung dann frei zugänglich und intertisierbar, d. h. in eine inerte Schutzgasatmosphäre überführbar. Die zweite gestellartige Trageeinrichtung kann entweder ein zweites Modul zur Aufnahme einer Dosierkammer und einer Baukammer enthalten, sie kann aber auch lediglich eine Platte als Aufsatz enthalten, um ein Gegengewicht zur ersten gestellartigen Trageeinrichtung zu bilden, damit die Drehung möglichst reibungsfrei erfolgen kann. Durch die Realisierung der Verstellvorrichtung mittels eines Drehtellers lässt sich eine extrem kompakte Bauweise erreichen.
Alternativ können die gestellartigen Trageeinrichtungen auch an Dreharmen hängend oder sitzend befestigt werden. Für jede gestellartige Trageeinrichtung ist wenigstens ein Dreharm vorzusehen, es können aber auch mehrere sein. Die Dreharme sind mit einem Vertikalträger, vorzugsweise einem Rohr verbunden. Dabei sind zwei Ausgestaltungen möglich. Zum einen kann der Vertikalträger ein Standrohr sein und die Dreharme sind drehbar am Standrohr gelagert, beispielsweise indem sie fest mit einem Innenrohr verbunden sind, das in das Standrohr eingeführt oder auf das Standrohr aufgesetzt wird. Zum anderen können die Dreharme aber auch fest mit einem Drehträger verbunden sein, der drehbar mit dem Untergrund verbunden ist. Das so gebildete Drehrohr kann dabei entweder auf ein aus dem Untergrund aufragendes Standrohr aufgesteckt werden oder auch auf jede andere mögliche Art und Weise drehbar befestigt werden. Die Dreharme können am oberen Ende des Drehrohrs bzw. des Standrohrs befestigt sein und die gestellartigen Trageeinrichtungen können dementsprechend hängend an dem Dreharmen befestigt werden, die Dreharme können aber auch an jedem beliebigen Abschnitt des Rohres befestigt sein. Dann ist es möglich, dass die gestellartigen Trageeinrichtungen stehend auf den Dreharmen befestigt werden.
Auch bei dieser Ausgestaltung können zwei, drei oder vier oder auch noch mehr gestellartige Trageeinrichtungen vorgesehen sein, die um die entsprechenden Winkel drehbar gelagert sind. Die Winkelangaben sind dabei als grobe Vorgaben zu verstehen, eine Drehung kann statt um genau 180° selbstverständlich auch um lediglich 170° oder 175° erfolgen, aufgrund der Drehung muss lediglich ein gegenseitiger Wechsel der gestellartigen Trageeinrichtung von einer Entnahme – in eine Bauposition und umgekehrt erfolgen können.
Vorzugsweise können die gestellartigen Trageeinrichtungen auf dem Drehteller jeweils eine halbkreisförmige Grundfläche aufweisen, die auf der gerundeten Seite abgeflacht ist. Weiterhin kann bodenseitig eine Aussparung vorgesehen sein. Dadurch kann eine Bedienperson trotz der vorgesehenen grundsätzlich kreisförmigen Grundfläche nahe an die Baukammern und/oder Dosierkammern herantreten, wodurch eine gesundheitfördernde Arbeitsweise ermöglicht wird. Bei mehr als vier gestellartigen Trageeinrichtungen ist die Grundfläche nicht mehr als halbkreisförmig, vielmehr ist sie als Kreissegment ausgebildet. Die Anzahl der Kreissegmente entspricht der Anzahl der vorzusehenden gestellartigen Trageeinrichtungen.
Bevorzugt können die gestellartigen Trageeinrichtungen wenigstens, eine Adapterplatte aufweisen, um die jeweilige Gestellhälfte an verschieden große Baukammern und/oder Dosierkammern und/oder Beschichtervorrichtungen anzupassen. Durch den modulartigen Aufbau der SLM- oder SLS-Vorrichtung wird es auch möglich, abwechselnd große und kleine Objekte herzustellen. Dabei ist die Verwendung verschieden großer Baukammern und Dosierkammern wichtig, um eine Verschwendung von teurem Aufbaumaterial zu vermeiden. Mittels der Adapterplatten ist dabei der Einsatz verschieden großer Baukammern und Dosierkammern in ein und dieselbe Gestellhälfte möglich. Daneben ist es selbstverständlich alternativ möglich, in den beiden Gestellhälften von der Größe her aufeinander passende Baukammern und Dosierkammern einzusetzen, wobei die Baukammer und die Dosierkammer der einen Gestellhälfte größer ist als die Baukammer und die Dosierkammer auf der anderen Gestellhälfte und diese fest in den Gestellhälften zu belassen. Dadurch wird es ermöglicht, in eine SLM- bzw. SLS-Vorrichtung mit zwei verschieden großen Bau- und Dosierkammern zu bauen, ohne Umrüstmaßnahmen an der Vorrichtung vornehmen zu müssen. Dabei können eine Baukammer und eine Dosierkammer ein Baumodul bilden. Dadurch wird einerseits der Wechsel der Baueinheiten vereinfacht und andererseits auch immer automatisch zueinander passende Kammern eingebaut. Die Module können in die gestellartigen Trageeinrichtungen entweder einfach eingehängt werden oder mittels einer Feststellvorrichtung, beispielsweise einer Kniehebelvorrichtung, fest fixiert werden.
Üblicherweise ist in der Bau- und Dosierkammer ein Schutzgas vorzusehen, um eine Reaktion des Aufbaumaterials mit beispielsweise Sauerstoff zu verhindern. Daher befindet sich in der Bauposition oberhalb der Baukammer und der Dosierkammer eine Prozesskammer, wobei die genannten Kammern einen Gesamtraum bilden, der gasdicht abzuschließen ist. Zur Realisierung der Dichtung ist in der Bauposition zwischen der Prozesskammer und der darunter befindlichen gestellartigen Trageeinrichtung bzw. Gestellhälfte eine Dichtung vorzusehen, um eine gasdichte Verbindung der Prozesskammer mit der jeweiligen Gestellhälfte zu erreichen. Die Dichtung kann dabei entweder auf jeder Gestellhälfte angeordnet werden oder auch an der Unterkante der Prozesskammer. Weiterhin müssen die Baukammer und die Dosierkammer jeweils mit der Gestellhälfte gasdicht verbunden werden.
Auch die Glovebox an der Entnahmeposition ist inertisierbar. Daher ist es notwendig, dass auch die Glovebox an das Baumodul oder die Bau- und die Dosierkammer gasdicht anschließbar ist.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Lösung ist es, dass die Prozesskammer und die Glovebox gegenüber den Gestellhälften verdreht werden. Es ist daher ebenfalls im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die gestellartigen Trageeinrichtungen ortsfest angeordnet sind und die Prozesskammer sowie die Glovebox und optional auch das Gehäuse gedreht werden, wodurch die Position der gestellartigen Trageeinrichtungen ebenfalls von einer Bauposition in eine Entnahmeposition und umgekehrt gewechselt wird. Aufgrund der einfacheren Realisierbarkeit ist jedoch die Alternative mit den verfahrbaren Trageeinrichtungen bevorzugt.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:
1 eine Vorrichtung;
2 ein Gehäuse;
3 eine Gestellanordnung in der Draufsicht;
4 eine Abdeckplatte einer Gestellanordnung;
5 eine gestellartige Tragevorrichtung mit Baumodul;
6 eine gestellartige Tragevorrichtung ohne Baumodul;
7 ein Baumodul;
8 eine Vorrichtung in einer zweiten Ausgestaltung.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung, wie Laserstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials. Die Vorrichtung 1 umfasst zwei Gestellhälften 2 und 3, in denen jeweils eine Baukammer 4 und 6 und eine Dosierkammer 5 und 7 eingesetzt sind. Das Gehäuse 8 besteht aus einem kuppelartigen Aufbau, der in 2 im Detail gezeigt ist.
Oberhalb des Gehäuses 8 befindet sich eine Bestrahlungseinrichtung 9, die rein schematisch dargestellt ist. Sie befindet sich der Übersichtlichkeit halber außerhalb des Gehäuses 8, tatsächlich ist die Bestrahlungseinrichtung 9 selbstverständlich innerhalb des Gehäuses 8 angeordnet. Die Gestellhälften 2 und 3 bzw. die gestellartigen Trageeinrichtungen 2 und 3 sind unter dem Gehäuse 8 verfahrbar. Am Gehäuse 8 ist eine Glovebox 10 mit Öffnungen 11 und 12 dargestellt. In 1 befindet sich die Gestellhälfte 3 in der Entnahmeposition und die Gestellhälfte 2 in der Bauposition. Durch ein Verschieben der beiden Gestellhälften um 180° können die Gestellhälften 2 und 3 unterhalb des Gehäuses 8 verschoben bzw. verdreht werden. So kann die Gestellhälfte 3 in die Bauposition verschoben werden, während sich die Gestellhälfte 2 dann in der Entnahmeposition befindet. In der Entnahmeposition sind die Gestellhälften 2 und 3 dann jeweils mittels der Glovebox 10 zugänglich. Auch können in der Entnahmeposition die Objekte in den Baukammern 4 bzw. 6 abkühlen, während die Gestellhälfte in der Bauposition ein Weiterarbeiten ermöglicht.
Die Verstellvorrichtung ist als Drehteller 13 ausgebildet. Die Gestellhälften 2 und 3 sind an ihren langen Seiten nebeneinander angeordnet und an der Außenseite abgeflacht. An der Unterseite der Gestellhälften 2 und 3 befindet sich jeweils eine Aussparung 14. Dadurch wird es möglich, dass eine Bedienperson gut an die Baukammern 4 und 6 und die Dosierkammern 5 und 7 herantreten kann.
2 zeigt das Gehäuse 8 im Detail. Um einen möglichst uneingeschränkten Zugang zum Baumodul 28 zu erhalten, wodurch das Bestücken und das Abrüsten des Baumoduls 28 sowie das Pulverhandling vereinfacht werden, ist eine Schiebetür 15 vorgesehen, die Bestandteil der Glovebox 10 ist. Durch die Schiebetüre 15 kann das Baumodul 28 über einen Kran von oben be- und entladen werden. Um eine Drehung der Gestellhälften 2 bzw. 3 zu ermöglichen, befindet sich unterhalb der Schiebetür 15 eine Öffnung 16, die mittels der Klemmschutzleiste 17 abdichtbar ist. Diese verhindert, dass während der Drehung der Gestellhälften 2 und 3 unbeabsichtigt eine Hand in den Spalt zwischen dem Gehäuse 8 und den Gestellhälften 2 und 3 geführt wird.
Der Drehteller 13 weist an seiner Unterseite axial und radial führende Rollen auf, auf denen der Drehteller 13 gedreht wird. Wenn die Gestellhälften 2 oder 3 die Bauposition bzw. die Entnahmeposition eingenommen haben, wird der Drehteller 13 mit einer Keilzentrierung justiert.
Die Glovebox 10 kann eine Schiebetür 15 aufweisen. Dadurch sind die Baukammern und Dosierkammern bzw. Baumodule in Entnahmeposition sowohl frei zugänglich wie auch bei geschlossener Schiebetür 15 und hergestellter Schutzgasatmosphäre in der Glovebox 10 inertisiert handhabbar.
3 zeigt die beiden Gestellhälften 2 und 3 in der Draufsicht. In die Gestellhälften 2 und 3 sind die Baukammern 4 bzw. 6 und die Dosierkammern 5 bzw. 7 eingesetzt. Dabei sind die Baukammer 4 und die Dosierkammer 5 kleiner als die Baukammer 6 und die Dosierkammer 7. Um die Baukammer 4 und die Dosierkammer 5 verwenden zu können, wurden in die Öffnungen der Gestellhälften 3 daher zwei Adapterplatten 19 und 20 eingesetzt. Mit Hilfe der Adapterplatten 19 und 20 ist es möglich, uniforme Gestellhälften 2 und 3 zu verwenden und für die Verwendung verschiedenster Bau- und Dosierkammern zu ermöglichen.
In Bauposition befindet sich oberhalb der jeweiligen Gestellhälfte üblicherweise eine Prozesskammer zur pulver- und gasdichten Dichtung des Oberraums oberhalb der jeweiligen Bau- und Dosierkammer. Eine Möglichkeit, die Prozesskammer an die Gestellhälfte 2 anzuschließen besteht in einer auf der Gestellhälfte 2 angeordneten, aufblasbaren Dichtung 21, die die Öffnungen der Baukammer 6 und der Dosierkammer 7 umfasst. Um eine Abdichtung auch zwischen der Gestellhälfte 2 und der Baukammer 6 und der Dosierkammer 7 zu erreichen befinden sich an den Oberseiten der Baukammer 6 und der Dosierkammer 7 umlaufenden Dichtungen 22 und 23. Analoge Dichtungen befinden sich an der Oberseite der Adapterplatten 19 und 20 um eine Abdichtung zwischen der Gestellhälfte 3 und den Adapterplatten 19 und 20 zu erreichen. Die Dichtung 21 kann aber auch an der Unterseite der Prozesskammer angebracht werden. In diesem Fall spart man eine Dichtung 21 für die andere Gestellhälfte ein.
4 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Abdeckplatte 24, mit der die gestellartigen Trageeinrichtungen 2 und 3 abgedeckt werden können. Die Abdeckplatte 24 ist in horizontaler Richtung zweigeteilt, sodass bei Rotation der gestellartigen Trageeinrichtungen 2 und 3 der untere Teil 26 gegenüber dem oberen Teil 25 rotiert. Dabei ist der untere Teil 26 mit den gestellartigen Trageeinrichtungen 2 und 3 verbunden und der obere Teil 25 mit dem Gehäuse 8. Die Dosierkammern 5 und 7 sowie die Baukammern 4 und 6 sind dabei selbstverständlich an dem unteren Teil 26 befestigt. Der obere Teil 25 weist lediglich Öffnungen auf, damit die Baukammern 4 und 6 und die Dosierkammern 5 und 7 zugänglich sind. Weiterhin können aufblasbare Dichtungen zwischen dem oberen Teil 25 und unteren Teil 26 vorgesehen sein, um den Zwischenraum abzudichten. Die Position der aufblasbaren Dichtungen ist durch die gestrichelten Linien 27 angedeutet. Durch diese Ausgestaltung der Abdeckplatte ist es möglich, dass die Schutzgasatmosphäre, die in Bau- und Entnahmeposition durch Dichtungen zwischen der Abdeckplatte und der Prozesskammer bzw. der Dosierkammer realisiert wird, auch während der Rotation in genügendem Maße aufrechterhalten werden kann.
Bei einer zweiteiligen Ausgestaltung der Abdeckplatte 24 ist die Abdeckplatte 24 bevorzugt kreisrund und ohne Abflachung ausgestaltet, um eine bessere Abdichtung für das eingeleitete Inertgas zu erhalten. Bei einer Abflachung der Seiten entweicht das Inertgas ansonsten an den während der Drehbewegung durch den oberen Teil 25 nicht abgedeckten Bereichen des unteren Teils 26, wodurch die Schutzgasatmosphäre beeinträchtigt wird. Dies kann durch eine kreisförmige Ausgestaltung des oberen und unteren Teils 25 und 26 vermieden werden.
5 zeigt die gestellartige Tragevorrichtung 2 mit eingehängtem Baumodul 28. Diese sind in den folgenden Figuren detaillierter beschrieben.
6 zeigt die gestellartige Tragevorrichtung 2 ohne Baumodul. Erkennbar sind vertikale Streben 29 sowie horizontale Streben 30, sowie ein Gehäuse 31. Zwischen den oberen horizontalen Streben 30 befinden sich Querstreben 32, auf die das Baumodul 28 aufgestützt bzw. eingehängt werden kann. Die Querstreben 33 am Boden der Trageeinrichtung 2 dienen lediglich der Stabilisierung.
7 zeigt das entsprechende Baumodul, das in die Tragevorrichtung 2 gemäß 6 einhängbar ist. Das Baumodul 28 umfasst eine Baukammer 4 sowie eine Dosierkammer 5. Oberhalb der Öffnungen der Baukammer 4 und der Dosierkammer 5 ist der Beschichter 34 verfahrbar. Die üblicherweise in der Baukammer 4 und der Dosierkammer 5 vorgesehenen Tragevorrichtungen sowie entsprechende Antriebsvorrichtungen oder Anschlüsse des Baumoduls 28 sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.
8 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Gehäuses 8 bzw. des Gesamtaufbaus der Vorrichtung 1. Dabei ist die Vorrichtung 1 auf ein Podest 35 gelagert, wodurch unter dem Drehteller 13 ein Hohlraum entsteht. In diesem können dann die Lagerelemente eingeführt werden. Zusätzlich entsteht ein freies Volumen, in dem beispielsweise Dämpfungsvorrichtungen zur Abfederung von durch den Boden übertragenen Vibrationen oder Kabel eingebaut werden können.
Bei der in 8 gezeigten Ausgestaltung der Schiebetür 15 ist vorteilhafterweise ein Kranzugang zum Baumodul bzw. der Baukammer 4 und der Dosierkammer 5 möglich. Die Schiebetür 15 schließt nicht nur seitlich, sondern auch nach oben ab, sodass beim Öffnen der Schiebetür gleichzeitig ein Zugang für einen Bediener von der Seite her wie auch für einen Kran von oben geöffnet wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: gestellartige Trageeinrichtung
3: gestellartige Trageeinrichtung
4: Baukammer
5: Dosierkammer
6: Baukammer
7: Dosierkammer
8: Gehäuse
9: Bestrahlungseinrichtung
10: Glovebox
11: Öffnung
12: Öffnung
13: Drehteller
14: Aussparung
15: Schiebetür
16: Öffnung
17: Dichtung
19: Adapterplatte
20: Adapterplatte
21: Dichtung
22: Dichtung
23: Dichtung
24: Abdeckplatte
25: oberer Teil
26: unterer Teil
27: gestrichelte Linie
28: Baumodul
29: vertikale Strebe
30: horizontale Strebe
31: Gehäuse
32: Querstrebe
33: Querstrebe
34: Beschichter
35: Podest

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere gebündelter Strahlung wie Laserstrahlung oder Elektronenstrahlung, verfestigbaren Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt der Objekte entsprechenden Stellen, insbesondere LM-(Lasermelting)Vorrichtung, wobei die Vorrichtung (1) wenigstens eine Baukammer (4, 6) zum Bauen der Objekte, eine Dosiereinrichtung zum Bevorraten und Zuführen des Aufbaumaterials, eine Tragevorrichtung zum Tragen des/der Objekte(s) und eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen von Schichten des Aufbaumaterials auf die Tragevorrichtung oder eine zuvor gebildete Schicht sowie eine Bestrahlungseinrichtung (9) zum Bestrahlen von Schichten des Aufbaumaterials an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen aufweist, wobei die Tragevorrichtung innerhalb einer Baukammer (4, 6) höhenverlagerbar angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (1) wenigstens ein Gestell (2, 3) zur Aufnahme der Baukammer (4, 6) und einer Dosierkammer (5, 7) der Dosiereinrichtung aufweist, wobei das Gestell (2, 3) auf einer Verstellvorrichtung angeordnet ist und von einer Bauposition in eine Entnahmeposition verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der drehgelagerten Verstellvorrichtung wenigstens zwei gestellartige Trageeinrichtungen (2, 3) angeordnet sind, die wechselseitig durch Rotationen der Verstellvorrichtung in eine Bauposition und eine Entnahmeposition verfahrbar sind, wobei wenigstens eine gestellartige Trageeinrichtung (2, 3) zur Aufnahme einer Baumkammer (4, 6) und einer Dosierkammer (5, 7) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung als Drehteller (13) ausgebildet ist, auf dem die gestellartige Trageeinrichtungen (2, 3) angeordnet sind, und der Drehteller (13) auf radial und/oder axial wirkenden Lagerelementen geführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (13) mit einer Keilzentrierung fixierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung als vertikal drehbar gelagerter Turm oder als Rohr mit wenigstens zwei Dreharmen ausgebildet ist, an dem die gestellartigen Trageeinrichtungen (2, 3) jeweils hängend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gestellartigen Trageeinrichtungen (2, 3) eine im Wesentlichen halbkreisförmige Grundfläche aufweisen, die auf der gerundeten Seite abgeflacht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine gestellartige Trageeinrichtung (2, 3) an der abgeflachten Seite bodenseitig eine Aussparung (14) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gestellartigen Trageeinrichtungen (2, 3) wenigstens eine Adapterplatte (19, 20) aufweisen, um die gestellartige Trageeinrichtung (2, 3) an den Einsatz verschieden großer Baukammern (4, 6) und/oder Dosierkammern (5, 7) und/oder Beschichtervorrichtungen anzupassen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baukammer(n) (4, 6) und/oder die Dosierkammer(n) (5, 7) und/oder die Beschichtervorrichtung(en) an ihrer Oberkante umlaufende Dichtungen (22, 23) aufweisen, um die genannten Elemente zu der gestellartigen Trageeinrichtung (2, 3) oder einer Adapterplatte (19, 20) hin abzudichten.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) der Vorrichtung (1) auf der Seite, an der sich eine der gestellartigen Trageeinrichtungen (2, 3) in Entnahmeposition befindet, eine Tür (15) aufweist, um die gestellartige Trageeinrichtung (2, 3) zugänglich zu machen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Glovebox (10) mit Tür (15) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Glovebox (10) inertisierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) der Vorrichtung (1) auf der Seite, an der sich eine der gestellartigen Trageeinrichtungen (2, 3) in Bauposition befindet, eine Tür (15) aufweist, um die Prozesskammer zugänglich zu machen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer gestellartigen Trageeinrichtung (2, 3) in Bauposition und der darüber liegenden Prozesskammer wenigstens eine aufblasbare Dichtung (21) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer gestellartigen Trageeinrichtung (2, 3) in Entnahmeposition und der darüber liegenden Glovebox wenigstens eine aufblasbare Dichtung (21) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (24) der gestellartigen Trageeinrichtungen (2, 3) in horizontaler Richtung zweilagig ausgebildet ist und bei Rotation der gestellartigen Trageeinrichtungen (2, 3) ein oberes Teil (25) der Abdeckplatte (24) gegenüber einem unteren Teil (26) der Abdeckplatte rotierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen Teil (25) und dem unteren Teil (26) wenigstens eine Dichtung zum Abdichten des Zwischenraums zwischen dem oberen Teil (25) und dem unteren Teil (26) der Abdeckplatte (24) angeordnet sind.