EP1568472B1

Method and device for producing parts by sintering and/or melting

Abstract

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EP1568472B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 4

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Expired 22 February 2025, 1.6 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method of preparing products by free-form sintering and/or melting, in which the products (2) are built up layer by layer by means of a high-energy beam (7), directed in a data-controlled manner, from a material (5) to be applied in layers, characterized in that the beam (7) irradiates pre-determined positions (P1 to P6) of a layer of material a multiplicity of times, namely m times, in each case, wherein m is a whole number greater than 1, wherein it is the case for each of the said positions (P1 to P6) that during the first irradiation it is heated first to a temperature below the melting temperature (Tschmelz) of the material (5) and during the m-th irradiation it is heated to an m-th temperature above the said melting temperature (Tschmelz) and, during this, it is melted completely over the entire thickness of the layer in such a way that the material (5) is joined at the said position (P1 to P6) to the layer situated thereunder. Procédé de fabrication de produits par frittage et/ou fusion libre, dans lequel les produits (2) sont élaborés couche par couche, à l'aide d'un rayon très énergétique (7) réglé par ordinateur, à partir d'un matériau (5) à appliquer par couche, caractérisé en ce que le rayon (7) irradie des positions prédéterminées (P1-P6) d'une couche de matériau, chaque fois plusieurs fois, à savoir m fois, où m est un nombre entier supérieur à 1, où pour chacune de ces positions (P1-P6), lors de la première irradiation, il chauffe d'abord jusqu'à une température inférieure à la température de fusion (Tfusion) du matériau (5) et lors de la m-ième irradiation, il chauffe jusqu'à une m-ième température au-delà de cette température de fusion (Tfusion) et ainsi, le matériau est complètement fondu sur toute l'épaisseur de la couche, de sorte que le matériau (5) est lié en ces positions (P1-P6) avec la couche sous-jacente. Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Freiformsintern und/oder -schmelzen, bei dem die Produkte (2) mittels eines datengesteuert geführten hochenergetischen Strahls (7) aus einem schichtweise aufzubringenden Werkstoff (5) Schicht für Schicht aufgebaut werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (7) vorbestimmte Positionen (P1-P6) einer Werkstoffschicht jeweils mehrfach, nämlich m-fach, bestrahlt, wobei m eine ganze Zahl größer als 1 ist, wobei für jede dieser Positionen (P1-P6) gilt, dass sie beim ersten Bestrahlen zunächst auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur (Tschmelz) des Werkstoffs (5) erhitzt und beim m-ten Bestrahlen auf eine m-te Temperatur oberhalb dieser Schmelztemperatur (Tschmelz) erhitzt und dabei derart vollständig über die gesamte Schichtdicke hinweg aufgeschmolzen wird, dass sich der Werkstoff (5) an dieser Position (P1-P6) mit der darunter liegenden Schicht verbindet.
  2. 2
    A method according to Claim 1, characterized in that m is equal to 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que m est égal à 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass m gleich 2 ist.
  3. 3
    A method according to Claim 1 or 2, characterized in that each of the said positions (P1 to P6) is in each case irradiated for a first duration (Δ tan) and is then not irradiated for a second duration (Δ taus), wherein the second duration (Δ taus) is at least precisely as long or twice as long as the first duration (Δ tan). Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune de ces positions (P1-P6) est irradiée chaque fois, pendant une première période (Δtan), puis non irradiée pendant une deuxième période (Δtaus),où la deuxième période (Δtaus) est au moins égale ou double de la première période (Δtan). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede dieser Positionen (P1-P6) jeweils mit einer ersten Zeitdauer (Δtan) bestrahlt und dann während einer zweiten Zeitdauer (Δtaus) nicht bestrahlt wird, wobei die zweite Zeitdauer (Δtaus) wenigstens genau so lang oder doppelt so lang ist wie die erste Zeitdauer (Δtan).
  4. 4
    A method according to Claim 1, characterized in that m is equal to 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que m est égal à 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass m gleich 3 ist.
  5. 5
    A method according to Claim 4, characterized in that each of the said positions (P1 to P6) is in each case irradiated for a first duration (Δ tan) and is then not irradiated for a second duration (Δ taus), wherein the second duration (Δ taus) is at least precisely as long, twice as long or four times as long as the first duration (Δ tan). Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune de ces positions (P1-P6) est irradiée chaque fois, pendant une première période (Δtan), puis non irradiée pendant une deuxième période (Δtaus),où la deuxième période (Δtaus) est au moins égale, double ou quadruple de la première période (Δtan). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede dieser Positionen (P1-P6) jeweils mit einer ersten Zeitdauer (Δtan) bestrahlt und dann während einer zweiten Zeitdauer (Δtaus) nicht bestrahlt wird, wobei die zweite Zeitdauer (Δtaus) wenigstens genau so lang, doppelt so lang oder vier mal so lang ist, wie die erste Zeitdauer (Δtan).
  6. 6
    A method according to any one of the preceding Claims, characterized in that the beam (7) is directed backwards and forwards with a first substantially linear motion, wherein the motion directed forwards covers a longer path than the motion directed backwards. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayonnement (7) est dirigé d'avant en arrière selon un premier mouvement essentiellement linéaire, où le mouvement vers l'avant couvre une distance plus longue que le mouvement vers l'arrière. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (7) mit einer ersten im wesentlichen linearen Bewegung vorwärts und rückwärts geführt wird, wobei die vorwärts gerichtete Bewegung eine längere Wegstrecke zurücklegt als die rückwärts gerichtete Bewegung.
  7. 7
    A method according to Claim 6, characterized in that a second meander-shaped motion is superimposed upon the said first motion. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ce premier mouvement est combiné à un deuxième mouvement en forme de méandres. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ersten Bewegung eine zweite mäanderförmige Bewegung überlagert ist.
  8. 8
    A method according to any one of the preceding Claims, characterized in that a material (5) in the form of a powder is used. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise un matériau (5) pulvérulent. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein pulverförmiger Werkstoff (5) verwendet wird.
  9. 9
    A method according to any one of the preceding Claims, characterized in that during and/or after the irradiation of a layer a contour of the product (2) which occurs or has occurred is measured optically and the measurement data obtained in this way are compared with nominal data and, in the event that a deviation is detected, the beam (7) is regulated in accordance with the deviation detected. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant ou après le rayonnement d'une couche, on mesure de manière optique, un contour à former ou formé du produit (2) et on compare les données mesurées obtenues de cette manière, aux valeurs cibles et on règle en établissant une déviation du rayon (7) correspondant à la déviation déterminée. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während und/oder nach dem Bestrahlen einer Schicht eine entstehende bzw. entstandene Kontur des Produkts (2) optisch vermessen wird und die auf diese Weise gewonnenen Messdaten mit Solldaten verglichen und beim Feststellen einer Abweichung der Strahl (7) entsprechend der festgestellten Abweichung geregelt wird.
  10. 10
    An apparatus for preparing products by free-fonn sintering and/or melting by means of a high-energy beam (7) and in order to perform a method according to any one of Claims 1 to 9, wherein the apparatus comprises:a radiation source (6) for generating the said beam (7),a platform (4) for receiving a material (5) capable of being applied in layers, anda control means (10) for controlling the beam (7), by means of which the beam (7) can be directed in a data-controlled manner in order to build up the products (2) layer by layer from the material (5),characterized in that the control means (10) is designed in such a way that the beam (7) irradiates pre-determined positions (P1 to P6) of a layer of material a multiplicity of times, namely m times, in each case by means of the control means (10), wherein m is a whole number greater than 1, and wherein the control means is designed in order to heat each of the said positions (P1 to P6) during the first irradiation first to a temperature below the melting temperature (Tschmelz) of the material (5) and in order to heat each of the said positions (P1 to P6) during the m-th irradiation to an m-th temperature of1 the said melting temperature (Tschmelz), and wherein the control means (10) is designed in order to melt each of the said positions completely over the entire thickness of the layer in such a way that the material (5) is joined at the said position (P1 to P6) to the layer situated thereunder. 1N.B. The word oberhalb (above) might have been expected at this point, cf. Claim 1. Dispositif pour la fabrication de produits par frittage et/ou fusion libre, à l'aide d'un rayon très énergétique (7) et pour réaliser un procédé selon une des revendications 1-9, où le dispositif présente : une source de rayonnement (6) pour produire ce rayon (7),une plate-forme (4) pour la réception d'un matériau (5) applicable par couche, etune commande (10) pour le réglage du rayon (7), à l'aide de laquelle le rayon (7) peut être conduit par ordinateur pour élaborer le produit (2) couche par couche à partir du matériau (5), caractérisé en ce que la commande (10) est formée de sorte qu'à l'aide de la commande (10), le rayon (7) irradie des positions prédéterminées (P1-P6) d'une couche de matériau, chaque fois plusieurs fois, à savoir m fois, où m est un nombre entier supérieur à 1, et où la commande est formée pour chauffer chacune de ces positions (P1-P6), lors de la première irradiation, d'abord jusqu'à une température inférieure à la température de fusion (Tfusion) du matériau (5) et pour chauffer chacune de ces positions (P1-P6), lors de la m-ième irradiation, jusqu'à une m-ième température au-delà de cette température de fusion (Tfusion) et où la commande est formée pour fondre complètement le matériau sur toute l'épaisseur de la couche, de sorte que le matériau (5) est lié en ces positions (P1-P6) avec la couche sous-jacente. Vorrichtung zum Herstellen von Produkten durch Freiformsintern und/oder -schmelzen mittels eines hochenergetischen Strahls (7) und zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Strahlquelle (6) zum Erzeugen dieses Strahls (7),eine Plattform (4) zur Aufnahme eines schichtweise aufbringbaren Werkstoffs (5) undeine Steuerung (10) zum Steuern des Strahls (7), mittels derer der Strahl (7) datengesteuert geführt werden kann, um die Produkte (2) aus dem Werkstoff (5) Schicht für Schicht aufzubauen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) derart ausgebildet ist, dass mittels der Steuerung (10) der Strahl (7) vorbestimmte Positionen (P1-P6) einer Werkstoffschicht jeweils mehrfach, nämlich m-fach, bestrahlt, wobei m eine Ganzzahl größer als 1 ist, und wobei die Steuerung ausgebildet ist, um jede dieser Positionen (P1-P6) beim ersten Bestrahlen zunächst auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur (Tschmelz) des Werkstoffs (5) zu erhitzen und um jede dieser Positionen (P1-P6) beim m-ten Bestrahlen auf eine m-te Temperatur dieser Schmelztemperatur (Tschmelz) zu erhitzen und wobei die Steuerung ausgebildet ist, um jede dieser Positionen derart vollständig über die gesamte Schichtdecke hinweg aufzuschmelzen, dass sich der Werkstoff (5) an dieser Position (P1-P6) mit der darunter liegenden Schicht verbindet.