| Publication number | DE10053741 C1 |
| Publication type | Grant |
| Application number | DE2000153741 |
| Publication date | Feb 21, 2002 |
| Filing date | Oct 30, 2000 |
| Priority date | Oct 30, 2000 |
| Also published as | EP1330349A1, EP1330349B1, US20040045941, WO2002036330A1 |
| Publication number | 00153741, 2000153741, DE 10053741 C1, DE 10053741C1, DE-C1-10053741, DE00153741, DE10053741 C1, DE10053741C1, DE2000153741 |
| Inventors | Frank Herzog, Kerstin Herzog |
| Applicant | Concept Laser Gmbh |
| Export Citation | BiBTeX, EndNote, RefMan |
| Patent Citations (1), Referenced by (28), Classifications (16), Legal Events (5) | |
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels elektromagnetischer gebündelter Strahlung, insbesondere Laser-Sintermaschine und/oder Laser-Oberflächenbearbeitungsmaschine mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1. The invention relates to a device for sintering, ablating and / or inscribing by means of electromagnetic focused radiation, in particular laser sintering machine and / or laser surface processing machine having the further features of the preamble of claim 1.
Aus der DE 198 46 478 A1 ist eine Laser-Sintermaschine bekannt, bei welcher in einem Maschinengehäuse ein Bauraum untergebracht ist, in dessen oberen Bereich sich ein Scanner befindet, in den der Strahl eines Sinterlasers eingekoppelt wird. From DE 198 46 478 A1 discloses a laser-sintering machine is known in which a space in a machine housing is accommodated in the upper region thereof is a scanner, into which the beam of a sintering laser is coupled. Unter dem Scanner ist eine höhenverfahrbare Werkstoffplattform angeordnet, in deren Bereich eine Materialzuführungseinrichtung mit einem zur Zuführung von pulverartigen, pastösem oder flüssigem Sintermaterial aus einem Vorratsbehälter in den Prozeßbereich über der Werkstoffplattform dienenden Beschichter vorgesehen ist. Under the scanner a vertically movable platform material is arranged in the region of which a material feeding device is provided for feeding with a powdery, pasty or liquid sintering material from a reservoir into the process area via the material serving platform coaters. Die Werkstückplattform ist als Wechselelement aus dem Bauraum entnehmbar. The work platform is removable as a removable element of the design space. Mit dieser bekannten Vorrichtung können lediglich Sinterprozesse durchgeführt werden. With this known device, only sintering processes can be carried out. Außerdem muß nach Fertigstellung eines Werkstückes das nicht gesinterte, lose Pulver von Hand über ein Sieb der Vorratskammer wieder zugeführt werden. In addition, upon completion of a workpiece, the non-sintered, loose powder by hand must be supplied through a sieve with a pantry again. Vor der Herstellung eines Werkstückes mit einem anderen Sintermaterial müssen auch der Vorratsbehälter sowie der Beschichter gereinigt werden, was die Standzeiten zwischen zwei Bauprozessen erheblich verlängert. Before the production of a workpiece with another sintered material and the reservoir and the coater must be cleaned, which extends the service life between two construction processes significantly.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 derart auszubilden, daß mit ihr die Standzeiten zwischen zwei Bauprozessen erheblich verkürzt werden und die Vorrichtung flexibler einsetzbar ist. The invention has for its object to provide a device with the other features of the preamble of claim 1 form such that the times between two construction processes are considerably shortened with it and the device is flexible. Diese Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the entire teaching of claim 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-26. Advantageous developments emerge from the dependent claims 2-26.
Als Kern der Erfindung wird es zunächst angesehen, daß die höhenverfahrbare Werkstückplattform, der Vorratsbehälter und der Beschichter als zusammenhängend aus dem Bauraum entnehmbare Prozeßplattform- Wechseleinheiten ausgebildet sind und zur Durchführung gleicher oder anderer Bearbeitungsprozesse weitere Prozeßplattform-Wechseleinheiten gleicher oder unterschiedlicher Ausbildungen z. B. ohne Vorratsbehälter und Beschichter in den Bauraum einbringbar sind. As the core of the invention, it is considered first that the vertically movable work platform, the reservoir and the coater are formed as contiguous removable from the space Prozeßplattform- exchange units and perform the same or different machining processes further process platform change units of the same or different configurations such. As without reservoir and coaters are introduced into the space. Demnach ist der Laser mit den daran angekoppelten optischen Bauteilen von dem zu bearbeitenden Werkstück bzw. dem dafür notwendigen Sintermaterial vollkommen getrennt. Thus, the laser with coupled thereto optical components of the workpiece to be machined and the necessary sintered material is completely separate. Damit ist es möglich, sofort nach Beendigung eines Sinterprozesses oder einer andersartigen Werkstückbearbeitung den nächsten Bearbeitungsprozeß lediglich durch Auswechseln der Prozeßplattform-Wechseleinheiten durchzuführen. Thus, it is possible to perform the next machining process simply by changing the process platform change-over units immediately after a sintering process or a different type of workpiece machining. Die vollkommen getrennten Einheiten haben außerdem den Vorteil, daß der Laser für unterschiedliche Verfahren verwendbar ist. The completely separate units also have the advantage that the laser is suitable for different procedures. Ferner kann auch im Falle eines beschädigten Bauteils im Bereich des zu bearbeitenden Werkstückes z. B. bei einem fehlerhaften Beschichter die Lasermaschine ohne erhebliche Ausfallzeiten weiter verwendet werden. Further, as the laser machine can be used without significant downtime continues even in the event of a damaged component in the region of the workpiece to be machined eg. In a faulty coater. Die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung ist demnach äußerst flexibel einsetzbar, wobei zwischen zwei Bearbeitungsprozessen nur äußerst kurze Standzeiten zum Wechseln der Wechseleinheiten auftreten und somit der Bearbeitungslaser besser ausgelastet ist. The entire apparatus of the invention is therefore extremely flexible, with only very short operating periods occur between two machining processes for changing the exchange units and thus the processing laser is better utilized.
Eine weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit unterschiedlicher Ausbildung kann eine tischartige Aufspannebene und damit zusammenwirkende Aufspannelemente für Werkstücke aufweisen. A further process platform change unit different training, a table-like clamping plane and cooperating clamping elements for workpieces have. Die Aufspannebene befindet sich auf der Werkstückplattform. The mounting plane is on the workpiece platform. Diese Prozeßplattform eignet sich beispielsweise zum Beschriften, Abtragen, Schweißen oder der Abstandsmessung mit dem Laser. This process platform is suitable for example for labeling, ablation, welding, or distance measurement by laser. Die in die Wechseleinheit integrierte Werkstückplattform bzw. Aufspannebene kann zweckmäßigerweise höhenverfahrbar ausgebildet sein, um z. B. den erforderlichen Abstand zum Scanner exakt einstellen zu können. The integrated into the AC unit workpiece platform or clamping plane can conveniently be moved vertically trained to set z. B. the required distance to the scanner can accurately.
Zweckmäßigerweise ist jedoch auch der Scanner in sämtlichen Richtungen, also auch in der Höhe verfahrbar. Advantageously, however is also the scanner in all directions, ie also in the amount moved.
In vorteilhafter Weiterbildung kann diese weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit bzw. die integrierte Werkstückplattform um mindestens eine Senkrechtachse automatisch drehbar und/oder um horizontale Achsen schwenkbar sein. In an advantageous embodiment, this further process platform change unit or integrated workpiece platform can be automatic at least a vertical axis and / or pivotable about horizontal axes. Dies ermöglicht eine äußerst flexible Bearbeitung des auf der Werkstückplattform befindlichen Werkstückes, wobei insbesondere dessen Seitenflächen, schräge Flächen oder Hinterschneidungen in einfacher Weise mit gleichbleibender Qualität mit dem darauf auftreffenden Laserstrahl bearbeitet werden können. This allows a very flexible processing of the on the workpiece platform workpiece, in particular its lateral surfaces, inclined surfaces or undercuts can be edited in a simple manner with consistent quality with the laser beam incident thereon. Die Drehbarkeit und die Kippbarkeit um die horizontalen bzw. vertikalen Achsen können durch motorische Antriebe erfolgen, die zweckmäßigerweise durch einen Prozeßrechner der Vorrichtung gesteuert werden. The rotation and tilting capability to the horizontal and vertical axes can be done by motor drives that are conveniently controlled by a process computer of the device. Damit ist eine exakte sowie rasche und reproduzierbare Einstellung einer optimalen Position der Werkstückplattform möglich. This means accurate and rapid and reproducible setting an optimal position of the work platform is possible.
Im Bauraum können Anschlagelemente vorgesehen sein, um unterschiedliche Prozeßplattform-Wechseleinheiten in definierte Prozeßlagen innerhalb eines bestimmten Mindestrahmens verbringen zu können. In space stop elements can be provided in order to spend different process platform change in units defined process documents within a certain minimum framework can. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können die Prozeßplattform-Wechseleinheiten eine Codierung aufweisen, die von Laserelementen der Vorrichtung erkennbar sind, so daß eine exakte, automatisch durchführbare Positionierung der Prozeßplattformen möglich ist. In a particularly advantageous embodiment, the process platform change units may have a coding recognizable by laser elements of the device so that an exact positioning of the process can be carried out automatically platforms is possible. Ferner ist es infolge der Codierung möglich, daß der Prozeßrechner der Vorrichtung unterschiedliche Prozeßprogramme, wie z. B. Sintern/Schmelzen bzw. Beschriften, Abtragen, Schweißen, Abstandsmessungen und dergleichen anwählt. It is also possible due to the encoding that the process computer of the device different process programs, such. As sintering / melting or labeling, removing, welding, distance measurements, and the like dials. Auf diese Weise kann z. B. auch automatisch die für die jeweilige Bearbeitung erforderliche Strahlungsenergie und Fokussierung des Laserstrahls eingestellt werden. In this way, eg. As can also be set automatically required for the respective processing radiant energy and focus the laser beam.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheiten können zweckmäßigerweise im Bauraum in ihrer Bearbeitungsposition mit Rastelementen verrastbar sein. The process platform change units can expediently be latched in the construction space in its working position with locking elements. Um die Prozeßplattform-Wechseleinheiten in eine Bearbeitungsposition automatisch einzujustieren, können die Rastelemente motorisch angetrieben werden. To automatically einzujustieren the process platform change units in a working position, the locking elements can be driven by a motor.
Um ein schnelles und einfaches Auswechseln der Prozeßplattform- Wechseleinheiten durchführen zu können, können die Wechseleinheiten als in den Bauraum einfahrbare, mit Rollen versehene Rollmodule ausgebildet sein. To perform a quick and easy replacement of Prozeßplattform- exchange units, the units can change retractable than in the space provided with rollers roll modules be formed. Um eine stabile Einheit zu schaffen, können Prozeßplattform-Wechseleinheiten ein kastenartiges Gehäuse aufweisen, welches gleichzeitig eine schützende Umhüllung vor äußeren Einflüssen (z. B. vor Verschmutzung oder mechanischen Einwirkungen) darstellt. In order to create a stable unit, process platform change units may have a box-like housing, which is a protective coating against external influences (eg. As against contamination or mechanical effects) at the same time. In dem kastenartigen Gehäuse können auch motorische Antriebe zum Verstellen der Position oder Lage der Werkstückplattform angeordnet sein. In the box-like housing and motor drives for adjusting the position or orientation of the workpiece platform can be arranged.
Um eine optimale Bearbeitung der Werkstücke zu gewährleisten, können beim Einbringen der Prozeßplattform-Wechseleinheiten in den Bauraum automatisch elektrische Verbindungen und/oder Strömungskanalanschlüsse zwischen der Vorrichtung und der Wechseleinheit hergestellt werden. In order to ensure optimum processing of workpieces, electrical connections and / or flow channel connections between the device and the AC unit can automatically be made when introducing the process platform change units in the space. Die Laseranordnung sowie die Bearbeitungsvorrichtung wirken dann als eine Einheit zusammen. The laser assembly and the processing device then act together as a unit. Die Strömungskanäle dienen der Inertgasbelüftung im Bauraum, um Oxidationsvorgänge des Werkstückes bzw. Werkstoffes während der Laserbearbeitung zu vermeiden. The flow channels are used to Inertgasbelüftung in space in order to avoid oxidation processes of the workpiece or material during laser processing. Die Strömungskanäle sind dabei bevorzugt so angeordnet, daß sich im Bauraum eine definierte laminare Strömung durch die Bedüsung und Absaugung mit Inertgas z. B. Argon ausbildet. The flow channels are preferably arranged so that forms a defined laminar flow through the jets and suction with an inert gas such. As argon in space. Mit besonderem Vorteil kann das bereits durch den Bauraum durchgeströmte Inertgas aufbereitet und dem Bauraum neu zugeführt werden. With particular advantage, the quantity passed already by packaging inert gas can be processed and the space can be reallocated. Im bzw. am Ende der Strömungskanäle können Filter angeordnet sein, die das durchströmende Inertgas reinigen. In or on the end of the flow channels may be arranged filter, purify the the flowing inert gas.
Zusätzlich kann jede Prozeßplattform-Wechseleinheit eine gesonderte Prozessoreinrichtung aufweisen, wobei eine Datentransfer über im Bauraum angeordnete Datenübertragungsmittel zur Lasereinrichtung erfolgt. Additionally may comprise a separate processor means each process platform change-over unit, wherein a data transfer is arranged in the installation space data transmission means to the laser device occurs. Die Laserführung sowie die Bewegung der Prozeßplattform können damit optimal aufeinander abgestimmt werden, so daß eine exakte Laserstrahlführung durchführbar ist. The laser guide as well as the movement of the platform process can thus be optimally matched, so that an accurate laser beam guidance is feasible. Die Datenübertragungmittel können als optische Schnittstellen ausgebildet sein und sind damit in hohem Maße unabhängig von Verschmutzungen z. B. in der Form von Sintermaterial. The data transmission means may be formed as optical interfaces and are thus independent of dirt z. B. in the form of sintered material to a high degree. Neben diesen berührungslosen Datenübertragungsmitteln können diese zusätzlich oder alternativ Steckkontakte aufweisen. In addition to these non-contact data transmission means, these may additionally or alternatively comprise plug-in contacts.
Mit besonderem Vorteil kann im Bauraum eine Lageerkennungseinrichtung für die Prozeßplattform-Wechseleinheiten angeordnet sein, wobei beliebige Prozeßplattformlagen oder -stellungen vom Prozeßrechner der Vorrichtung erkennbar sind und beim Ablauf der jeweiligen Prozeßtechnologie berücksichtigt werden. Particularly advantageously can be arranged in a space position detection device for the process platform change units, any process platform locations or positions possible by the process computer of the device can be identified and taken into account at the end of the respective process technology.
Weiterhin können auch die Aufspannelemente an einem über den Prozeßrechner steuerbaren Manipulator angeordnet sein und damit das Werkstück exakt in der gewünschten Position festhalten. Furthermore, the clamping elements can be arranged at a controllable via the process computer manipulator and thus hold the workpiece exactly in the desired position.
Mit Vorteil kann die Lage der aufgespannten Werkstücke automatisch erkennbar sein. Advantageously, the position of the clamped workpieces can be detected automatically. Auf diese Weise ist eine exakte Bearbeitung der Werkstücke, ohne diese vorher manuell genau positionieren zu müssen, durchführbar. In this way, a precise machining of parts without having to position them manually beforehand exactly feasible.
In einer besonderen Ausführungsform kann an die Prozeßplattform- Wechseleinheit eine Abführvorrichtung für loses bzw. nicht gesintertes Pulver, das sich im Bereich der Werkstückplattform befindet, angeordnet sein. In a particular embodiment, the Prozeßplattform- exchange unit a discharge device for loose or unsintered powder, which is located in the region of the workpiece platform can be arranged. Zweckmäßigerweise kann die Abführvorrichtung in die Prozeßplattform- Wechseleinheit integriert sein. Appropriately, may be integrated into the Prozeßplattform- change the unit discharge device. Durch diese automatische Beseitigung des überschüssigen Pulvers wird zuverlässig verhindert, daß der Maschinenbediener mit dem Pulver in Berührung kommt. This automatic removal of the excess powder is reliably prevented that the operator comes into contact with the powder.
Die Abführvorrichtung kann vorteilhafterweise im unteren Bereich der Prozeßplattform-Wechseleinheit vorgesehen sein, da die Werkstückplattform nach dem Bauprozeß nach unten gefahren wird und dort das nicht gesinterte Pulver abgeführt werden kann. The discharge device can be advantageously provided in the lower part of the process platform change unit because the work platform is driven by the construction process down and there unsintered powder can be removed.
Die Abführvorrichtung kann eine Absaugvorrichtung umfassen, die im unteren Bereich der höhenverfahrbaren Werkstückplattform angeordnet ist und dort das lose Pulver zumindest zum Großteil absaugt. The discharge device may comprise a suction device which is arranged in the lower region of the vertically adjustable workpiece platform and there sucks the loose powder at least to a large extent. An die Absaugvorrichtung kann sich eine Fördereinrichtung zum Transport des Pulvers in den Vorratsbehälter anschließen. A conveyor for conveying the powder can be followed in the reservoir to the suction device. Die Fördereinrichtung kann dabei z. B. als Schneckenantrieb ausgebildet sein. The conveyor can be designed as a worm drive z. B.. Durch diese Art der Rückführung des Pulvers in den Vorratsbehälter wird zum einen zuverlässig verhindert, daß das Pulver verunreinigt wird. With this type of recirculation of the powder in the reservoir on the one hand is reliably prevented that the powder is contaminated. Der automatische Rücktransport des Pulvers stellt zum anderen einen besonders zeitsparenden Prozeßschritt dar, der das äußerst umständliche, manuelle Ausschaufeln des Pulvers ersetzt. The automatic return of the powder is on the other hand is a particularly time-saving process step that replaces the extremely cumbersome, manual digging out the powder.
Die Erfindung ist anhand von vorteilhaften Aufführungsbeispielen in Zeichnungsfiguren näher erläutert. The invention is explained in more detail in drawings using advantageous performance examples. Diese zeigen: These show:
Fig. 1 eine stark vereinfachte, perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 1 shows a highly simplified perspective view of the device according to the invention;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine vereinfachte Darstellung einer Prozeßplattform-Wechseleinheit in Seitenansicht sowie Fig. 2 shows a section through a simplified representation of a process platform change unit in side view and
Fig. 3 einen Schnitt durch eine vereinfachte Darstellung einer weiteren Prozeßplattform-Wechseleinheit in Seitenansicht. Fig. 3 shows a section. Through a simplified representation of a further process platform change unit in side view
Bezugsziffer 1 bezeichnet die Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels elektromagnetischer, gebündelter Strahlung in ihrer Gesamtheit. Reference numeral 1 denotes the apparatus for sintering, ablating and / or inscribing by means of electromagnetic, radiation bundled in their entirety. Bei der Vorrichtung 1 handelt es sich um eine Laser-Sinter- sowie Oberflächenbearbeitungsmaschine mit einem in einem Maschinengehäuse 2 untergebrachten Bauraum 3 , über welchem ein Scanner 4 , in den der Strahl einer Sinter-Energiequelle eingekoppelt wird, angeordnet ist. In the apparatus 1 is a laser-sintering and surface cultivating machine comprising a accommodated in a machine housing 2 space 3, about which a scanner 4, in which the beam of a sintering energy source is coupled, is arranged. Der auf dem Scanner 4 heraustretende Laserstrahl ist mit Bezugsziffer 5 versehen. The passing out on the scanner laser beam 4 is provided with reference numeral 5. Der Scanner 4 ist über eine Kreuzschlittenanordnung 6 in alle Richtungen verfahrbar. The scanner 4 is connected via a cross-slide arrangement 6 movable in all directions. Zur Durchführung stereolithographischer Bauverfahren befindet sich in dem Bauraum 3 eine höhenverfahrbare Werkstückplattform 7 , ein Vorratsbehälter 8 sowie ein Beschichter 9 , die als zusammenhängend aus dem Bauraum 3 entnehmbare Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 ausgebildet sind. To carry out stereolithographic construction administration is located in the space 3 is a vertically movable work platform 7, a reservoir 8 and 9, a coater, which are formed as contiguous removable from the space 3 process platform change unit 10. Zur Durchführung gleicher oder anderer Bearbeitungsprozesse sind weitere Prozeßplattform- Wechseleinheiten 10 gleicher oder unterschiedlicher Ausbildungen, wie sie z. B. in Fig. 3 dargestellt ist, in den Bauraum 3 einbringbar. Capable of performing the same or different machining processes are more Prozeßplattform- exchange units 10 of the same or different embodiments as z. B. in Fig. 3, introduced into the space 3. Mit den Prozeßplattform- Wechseleinheiten 10 ist eine Trennung von den Laser- bzw. optischen Bauteilen sowie den zu bearbeitenden Bauteilen geschaffen, so daß die Vorrichtung 1 zum einen flexibler einsetzbar ist und zum anderen die Standzeiten zwischen den einzelnen Bearbeitungsprozessen z. B. aufgrund von Reinigungsmaßnahmen oder Abkühlvorgängen erheblich reduziert werden. With the Prozeßplattform- exchange units 10 a separation of the laser and optical components and the components to be machined is created so that the apparatus 1 is a more flexible and, secondly, the times between the individual machining processes such. As a result of cleaning measures or cooling processes are significantly reduced.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 2 dient im wesentlichen der Durchführung stereolithographischer Bauverfahren. The process platform change unit 10 of FIG. 2 is essentially the implementation stereolithographic construction methods. Gemäß der Zeichnungsfigur ist die Werkstückplattform 7 mittels eines Scherenhebers 19 höhenverfahrbar. According to the figure, the workpiece platform 7 is moved vertically by means of a scissor lift 19.
Die weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 3 weist eine tischartige Aufspannebene 11 und damit zusammenwirkende Aufspannelemente 12 auf, womit die zu bearbeitenden Werkstücke 13 sicher, insbesondere während des Bearbeitungsprozesses, positioniert und gehalten werden können. The further process platform change unit 10 of FIG. 3, a table-like clamping plane 11 and cooperating clamping elements 12, which the workpieces 13 can be safe, especially during the machining process, positioned and held. Die Werkstückplattform 7 ist bei dieser Wechseleinheit 10 ebenfalls mittels eines Scherenhebers 19 höhenverfahrbar ausgebildet. The workpiece platform 7 is also designed to be vertically in this exchange unit 10 by a scissor lift 19. Neben dem Scherenheber 19 bestehen natürlich andere Möglichkeiten der Höhenverfahrbarkeit wie z. B. eine hydraulische oder pneumatische Antriebseinheit. Naturally exist alongside the scissor lift 19 other ways of Höhenverfahrbarkeit such. As a hydraulic or pneumatic drive unit. Die Prozeßplattform- Wechseleinheit 10 ist ferner um eine Senkrechtachse 14 automatisch drehbar, womit der Scanner 4 sowie das Werkstück 13 eine erhöhte Anzahl von Relativbewegungen zueinander durchführen können und eine optimale Bearbeitung des Werkstückes 13 gewährleistet wird. The Prozeßplattform- exchange unit 10 is also automatically rotated about a vertical axis 14, which the scanner 4 and the workpiece 13 can carry each other, an increased number of relative movements and optimal processing of the workpiece 13 is ensured. Ebenso kann die weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 um horizontale Achsen kippbar sein, von denen eine horizontale Achse 15 beispielsweise in Fig. 3 eingezeichnet ist. Likewise, the further process platform change unit 10 can be tilted about horizontal axes, of which a horizontal axis 15 is shown for example in Fig. 3. Daneben besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß die Prozeßplattform- Wechseleinheit 10 um schräge Achsen kippbar ist. In addition, of course, there is also the possibility that the Prozeßplattform- exchange unit 10 to form oblique axis is tilted. Die Kippbarkeit der Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 bzw. The tiltability the process platform change unit 10 and der Werkstückplattform 7 gewährleistet eine optimale Bearbeitung z. B. von schrägen Flächen oder Hinterschneidungen am Werkstück 13 . the workpiece platform 7 ensures optimum handling such. as inclined surfaces or undercuts on the workpiece 13th Die Drehbarkeit und die Kippbarkeit um die horizontalen 15 bzw. die vertikalen Achsen 14 erfolgt durch (in den Zeichnungsfiguren nicht näher dargestellte) motorische Antriebe, die durch einen Prozeßrechner der Vorrichtung 1 gesteuert werden, um eine schnelle und exakte Einstellung der Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 bzw. The rotation and tilting capability to the horizontal 15 and the vertical axis 14 is effected by (not shown in the drawings) motor drives that are controlled by a process computer of the apparatus 1 or a quick and precise adjustment of the process platform change unit 10 , der Werkstückplattform 7 herbeizuführen. the workpiece platform 7 bring.
Wie in Fig. 1 erkennbar ist, sind im Bauraum 3 Anschlagelemente 16 vorgesehen, um unterschiedliche Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 in definierte Prozeßlagen einbringen zu können. As can be seen in Fig. 1, 3 stop members 16 are provided in order to bring different process platform change units defined in 10 process documents may be in space.
Ferner weist jede Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 eine Codierung auf, die von den Laserelementen der Vorrichtung 1 erkennbar ist. Further, each process platform change-over unit 10 has a coding, which is detectable by the laser elements of the device 1. Infolge der Codierung kann der Prozeßrechner der Vorrichtung 1 unterschiedliche Prozeßprogramme wie z. B. Sintern/Schmelzen bzw. Beschriften, Abtragen, Schweißen, Abstandsmessung usw. anwählen. As a result of the encoding, the process computer of the device 1 Select the different process programs such. As sintering / melting or labeling, ablation, welding, etc. distance measurement. Die Bearbeitung des Werkstückes 13 kann demnach unmittelbar nach dem Einsetzen der Wechseleinheit 10 erfolgen, ohne den Prozeßrechner vorher programmieren zu müssen. The machining of the workpiece 13 can be made accordingly immediately after insertion of the exchange unit 10 without having to program the process computer before.
Um auch während des Bearbeitungsprozesses in der eingestellten Position zu verbleiben, sind die Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 mit Rastelementen im Bauraum 3 verrastbar. In order to remain in the set position during the machining process, the process platform change units 10 with locking elements in space 3 is locked. Die Rastelemente sind dabei motorisch antreibbar, um die Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 in eine Bearbeitungsposition automatisch einzujustieren. The locking elements are thereby driven by a motor to automatically einzujustieren the process platform change-over units 10 into a machining position. Die Rastelemente sind jedoch in den Zeichnungsfiguren nicht näher dargestellt. The locking elements are not shown in more detail in the drawing figures.
Um eine schnelle und einfache Auswechslung der Prozeßplattform- Wechseleinheiten 10 zu gewährleisten, sind diese als in dem Bauraum 3 einfahrbare, mit Rollen 17 versehene Rollmodule ausgebildet. In order to ensure a quick and easy replacement of the Prozeßplattform- exchange units 10, these are as retractable into the building space 3, formed with rollers 17 provided Roll modules.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 weisen kastenartige Gehäuse 18 auf, in welchen die Scherenheber 19 sowie motorische Antriebe zum Verstellen der Position oder Lage der Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 bzw. The process platform change units 10 have box-like housing 18 in which the scissor jack 19 and motor drives for adjusting the position or orientation of the process platform change units 10 and der Werkstückplatten 7 angeordnet sind. the work piece plates 7 are arranged.
Beim Einbringen der Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 in den Bauraum 3 werden automatisch elektrische Verbindungen und/oder Strömungskanalanschlüsse zwischen der Vorrichtung 1 und der Prozeßplattform- Wechseleinheit 10 hergestellt. When introducing the process platform change units 10 in the space 3 electrical connections and / or flow channel connections between the device 1 and the Prozeßplattform- exchange unit 10 are made automatically. Hierzu weist jede Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 eine gesonderte Prozessoreinrichtung auf, wobei ein Datentransfer über im Bauraum 3 angeordnete Datenübertragungsmittel erfolgt. For this purpose, each process platform change-over unit 10 on a separate processor device, wherein a data transfer is arranged in the construction space 3 data transfer means takes place. Die Datenübertragungsmittel können z. B. als optische Schnittstelle ausgebildet sein, die insbesondere gegenüber Verschmutzungen relativ unempfindlich sind. The data transmission means can be formed as an optical interface, which are particularly to contamination relatively insensitive z. B.. Zusätzlich ist in Bauraum 3 eine Lageerkennungseinrichtung für die Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 angeordnet. In addition, in a construction space 3 position recognition device for the process platform change-over units 10 is arranged. Damit sind beliebige Prozeßplattformlagen oder -stellungen vom Prozeßrechner der Vorrichtung 1 erkennbar und werden beim Ablauf der jeweiligen Prozeßtechnologie berücksichtigt. Thus, any process platform locations or positions possible by the process computer of the device 1 can be recognized and taken into account at the expiration of the respective process technology. Die Strömungskanäle 20 dienen der Leitung von Inertgas (z. B. Argon) in den Bauraum 3 , wobei verbrauchtes Inertgas z. B. über Filter aufbereitet wird und dem Bauraum 3 erneut zugeführt wird. The flow channels 20 are headed by inert gas (eg. Argon) in the space 3, wherein said inert gas consumed z. B. is processed through filters and the space 3 is supplied again. Die Strömungskanäle 20 für die Inertgasleitung und -rückgewinnung sind in den Zeichnungsfiguren lediglich in der Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 2 dargestellt. The flow channels 20 for the inert gas and recovery are shown in FIG. 2 in the drawing figures only in the exchange unit 10. Natürlich ist es auch möglich, daß die Strömungskanäle 20 auch in der Prozeßplattform- Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 3, mit welcher die Werkstücke 13 z. Of course it is also possible that the flow channels 20 in the Prozeßplattform- exchange unit 10 of FIG. 3, with which the workpieces 13 z. B. abgetragen oder beschriftet werden, integriert sind. Are removed or labeled as integrated. Dazu ist dann vorteilhafterweise der Bauraum 3 , in dem sich das Werkstück 13 befindet, nach außen abgeschlossen. These then advantageously the space 3, in which the workpiece is 13, closed to the outside.
Außerdem sind die Aufspannelemente 12 an einem über den Prozeßrechner steuerbaren Manipulator angeordnet, der das aufgespannte Werkstück 13 in die optimale Bearbeitungsposition bringt und dort während des Bearbeitungsprozesses festhält. In addition, the clamping elements 12 are arranged in a controllable via the process computer manipulator, which brings the clamped workpiece 13 in the optimum working position and there holds during the machining process. Ferner ist die Lage der aufgespannten Werkstücke 13 automatisch (z. B. von der Lageerkennungseinrichtung) erkennbar, so daß eine exakte Bearbeitung ohne aufwendige Positionierungsmaßnahmen möglich ist. Furthermore, the position of the clamped workpieces 13 automatically (z. B. of the position detection device) can be seen, so that accurate processing without complex positioning action is possible.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 2 weist ferner eine Abführvorrichtung 21 für loses bzw. nicht gesintertes Pulver, das im Bereich der Werkstückplattform 7 anfällt, auf. The process platform change unit 10 of FIG. 2 further includes a discharge device 21 for loose or unsintered powder, which is obtained in the region of the workpiece platform 7 on. Die Abführvorrichtung 21 ist im unteren Bereich der Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 vorgesehen. The discharge device 21 is provided in the lower area of the process platform change-over unit 10. Nach Beendigung des Bauprozesses des Sinterwerkstückes fährt die Werkstückplattform 7 nach unten. After completion of the construction of the sintered workpiece, the workpiece platform 7 moves down. Dort wird das lose bzw. nicht vollständig gesinterte Pulver von der Absaugvorrichtung 22 , der Abführvorrichtung 21 abgesaugt. There loose or not fully sintered powder is extracted by the extraction device 22, the discharge device 21. An die Absaugvorrichtung 22 schließt sich eine Fördereinrichtung 23 an, die das Pulver in den Vorratsbehälter 8 transportiert. A conveyor 23 connects to the suction device 22, which transports the powder in the hopper 8. Damit ist ein automatischer Pulverrücktransport geschaffen, der äußerst zeitsparend ist und das rücktransportierte Pulver vor Verunreinigungen schützt. So that an automatic return transport of powder is created which is very time-saving and return transported powder protects against impurities.
1 1
Vorrichtung Device
2 2
Maschinengehäuse Machine housing
3 3
Bauraum Space
4 4
Scanner Scanner
5 5
Laserstrahl Laser beam
6 6
Kreuzschlittenanordnung Cross-slide arrangement
7 7
Werkstückplattform Workpiece platform
8 8
Vorratsbehälter Reservoir
9 9
Beschichter Coater
10 10
Prozeßplattform-Wechseleinheit Process platform change unit
11 11
Aufspannebene Clamping plane
12 12
Aufspannelemente Clamping elements
13 13
Werkstück Workpiece
14 14
Senkrechtachse Vertical axis
15 15
horizontale Achse horizontal axis
16 16
Anschlagelement Stop element
17 17
Rolle Role
18 18
Gehäuse Housing
19 19
Scherenheber Scissor lift
20 20
Strömungskanäle Flow channels
21 21
Abführvorrichtung An exhaust
22 22
Absaugvorrichtung Suction
23 23
Fördereinrichtung Conveyor
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| European Classification | B23K26/02, B23K37/047, B23K26/34, B23K26/08E2, B29C67/00R4B |
| Date | Code | Event | Description |
|---|---|---|---|
| Feb 21, 2002 | D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | |
| Feb 21, 2002 | 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | |
| Aug 8, 2002 | 8380 | Miscellaneous part iii | Free format text: DER AMELDETAG IST ZU AENDERN IN: "30.10.2000" |
| Aug 14, 2002 | 8364 | No opposition during term of opposition | |
| Oct 26, 2006 | 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner | Owner name: CL SCHUTZRECHTSVERWALTUNGS GMBH, 96215 LICHTENFELS |