Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102017212565B4 - Method for producing a continuous surface area, irradiation device and processing machine - Google Patents

Method for producing a continuous surface area, irradiation device and processing machine Download PDF

Info

Publication number
DE102017212565B4
DE102017212565B4 DE102017212565.9A DE102017212565A DE102017212565B4 DE 102017212565 B4 DE102017212565 B4 DE 102017212565B4 DE 102017212565 A DE102017212565 A DE 102017212565A DE 102017212565 B4 DE102017212565 B4 DE 102017212565B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
processing
beams
processing beams
irradiation
areas
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
DE102017212565.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102017212565A1 (en
Inventor
Markus Pieger
Stefan Heer
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 GmbH
Original Assignee
Trumpf Laser und Systemtechnik Se
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 Se filed Critical Trumpf Laser und Systemtechnik Se
Priority to DE102017212565.9A priority Critical patent/DE102017212565B4/en
Priority to PCT/EP2018/068899 priority patent/WO2019016061A1/en
Priority to EP18742971.7A priority patent/EP3655183A1/en
Priority to CN201880061363.2A priority patent/CN111132780B/en
Publication of DE102017212565A1 publication Critical patent/DE102017212565A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102017212565B4 publication Critical patent/DE102017212565B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40Radiation means
    • B22F12/44Radiation means characterised by the configuration of the radiation means
    • B22F12/45Two or more
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264Arrangements for irradiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40Radiation means
    • B22F12/49Scanners
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs (2) eines dreidimensionalen Bauteils (20) durch Bestrahlen einer Pulverschicht (3) mit mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e), insbesondere mit mindestens zwei Laserstrahlen, umfassend:Aufteilen eines primären Bearbeitungsstrahls (4) auf die mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e),Führen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) zu einer gemeinsamen Scannereinrichtung (5) zum Ausrichten der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) über denselben oder dieselben Scannerspiegel (6a, 6b) auf unterschiedliche Positionen (P1, P2; P1 bis P5) in einer Bearbeitungsebene (E) der Scannereinrichtung (5), in welcher der zusammenhängende Flächenbereich (2) sich befindet, wobei das Erzeugen des zusammenhängenden Flächenbereichs (2), der für die Bestrahlung in eine Mehrzahl von bevorzugt rhomboiden, insbesondere rautenförmigen, rechteckigen oder quadratischen Teilbereichen (T1 bis T6; T1, T2) aufgeteilt ist, umfasst:Simultanes Verändern der Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) in mindestens zwei unterschiedlichen Teilbereichen (T3, T4) des zusammenhängenden Flächenbereichs (2), bis die Pulverschicht (3) in den mindestens zwei Teilbereichen (T3, T4) vollständig aufgeschmolzen ist, sowieSimultanes Verändern der Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b) oder von mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) in mindestens zwei unterschiedlichen weiteren Teilbereichen (T5, T6) des zusammenhängenden Flächenbereichs (2), bis die Pulverschicht (3) in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen (T5, T6) vollständig aufgeschmolzen ist.Method for producing a coherent surface area (2) of a three-dimensional component (20) by irradiating a powder layer (3) with at least two processing beams (4a,b; 4a-e), in particular with at least two laser beams, comprising: dividing a primary processing beam (4) into the at least two processing beams (4a,b; 4a-e), guiding the at least two processing beams (4a,b; 4a-e) to a common scanner device (5) for aligning the at least two processing beams (4a,b; 4a-e) via the same scanner mirror(s) (6a, 6b) to different positions (P1, P2; P1 to P5) in a processing plane (E) of the scanner device (5) in which the coherent surface area (2) is located, wherein the production of the coherent surface area (2), which is divided into a plurality of preferably rhomboid, in particular diamond-shaped, rectangular or square partial areas for the irradiation (T1 to T6; T1, T2), comprises:Simultaneous changing of the positions (P1, P2; P1 to P5) of the at least two processing beams (4a,b; 4a-e) in at least two different partial areas (T3, T4) of the contiguous surface area (2) until the powder layer (3) in the at least two partial areas (T3, T4) has completely melted, andSimultaneous changing of the positions (P1, P2; P1 to P5) of the at least two processing beams (4a,b) or of at least two further processing beams (25a-e) in at least two different further partial areas (T5, T6) of the contiguous surface area (2) until the powder layer (3) in the at least two further partial areas (T5, T6) has completely melted.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs eines dreidimensionalen Bauteils durch Bestrahlen einer Pulverschicht mit mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen, insbesondere mittels mindestens zwei Laserstrahlen. Die Erfindung betrifft auch eine Bestrahlungseinrichtung für eine Bearbeitungsmaschine zum Herstellen von dreidimensionalen Bauteilen durch Bestrahlen von Pulverschichten, umfassend: eine Strahlteilereinrichtung zur Aufteilung eines primären Bearbeitungsstrahls, insbesondere eines Laserstrahls, auf mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen, insbesondere auf mindestens zwei Laserstrahlen, sowie eine Scannereinrichtung zum Ausrichten der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen auf unterschiedliche Positionen in einer Bearbeitungsebene der Scannereinrichtung, sowie eine Bearbeitungsmaschine mit einer solchen Bestrahlungseinrichtung.The present invention relates to a method for producing a continuous surface area of a three-dimensional component by irradiating a powder layer with at least two processing beams, in particular by means of at least two laser beams. The invention also relates to an irradiation device for a processing machine for producing three-dimensional components by irradiating powder layers, comprising: a beam splitter device for splitting a primary processing beam, in particular a laser beam, into at least two processing beams, in particular into at least two laser beams, and a scanner device for aligning the at least two processing beams to different positions in a processing plane of the scanner device, and a processing machine with such an irradiation device.

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 einen Laserstrahl, aufgeschmolzen, um eine Schicht des dreidimensionalen Bauteils zu erzeugen. Der hochenergetische Bearbeitungsstrahl, beispielsweise in Form des Laserstrahls, kann eine Leistung in der Größenordnung von mehreren hundert Watt aufweisen.Three-dimensional components can be manufactured using so-called generative manufacturing processes (also known as additive manufacturing processes). In such processes, the three-dimensional component is generated layer by layer. In so-called selective laser melting or laser sintering (also known as laser metal fusion, LMF), a powder material is locally melted by a high-energy processing beam, in particular a laser beam, in order to produce a layer of the three-dimensional component. The high-energy processing beam, for example in the form of a laser beam, can have an output in the order of several hundred watts.

Zur Erhöhung der Effizienz bzw. der Aufbaurate bei der Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen ist es bekannt, zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen, insbesondere zwei oder mehr Laserstrahlen, zu verwenden, die von einer entsprechenden Anzahl von Strahlquellen erzeugt werden und die über getrennte Scannereinrichtungen auf einen (gemeinsamen) Bearbeitungsbereich ausgerichtet werden. Bauraumbedingt lässt sich in einer Bearbeitungsmaschine bzw. in einer Bestrahlungseinrichtung nur eine begrenzte Anzahl von Stahlablenkeinrichtungen beispielsweise in Form von Scanner-Optiken unterbringen. Um dennoch eine möglichst effiziente (schnelle) Belichtung zu erreichen, kann ein (primärer) Bearbeitungsstrahl mittels einer Strahlteilereinrichtung in zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen aufgeteilt werden.In order to increase the efficiency or the build rate in the production of three-dimensional components, it is known to use two or more processing beams, in particular two or more laser beams, which are generated by a corresponding number of beam sources and which are directed to a (common) processing area via separate scanner devices. Due to the space available, only a limited number of beam deflection devices, for example in the form of scanner optics, can be accommodated in a processing machine or in an irradiation device. In order to achieve the most efficient (fast) exposure possible, a (primary) processing beam can be split into two or more processing beams using a beam splitter device.

In der WO 2015/191257 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selektiven Laserschmelzen beschrieben, bei denen zur Erhöhung der Effizienz bei der Herstellung von Bauteilen mehrere Laserstrahlen simultan verwendet werden. Bei dem Verfahren wird eine Mehrzahl von Laserstrahlen auf ein einziges Galvanometer gelenkt, um eine entsprechende Mehrzahl von dreidimensionalen Strukturen bzw. Bauteilen in einem Pulverbett zu erzeugen. Die Mehrzahl von Laserstrahlen kann erzeugt werden, indem ein primärer Laserstrahl in die Mehrzahl von Laserstrahlen aufgeteilt wird. Jeder einzelne der Mehrzahl von Laserstrahlen kann vor dem Lenken auf das Galvanometer automatisch dynamisch fokussiert werden.In the WO 2015/191257 A1 describes a method and apparatus for selective laser melting in which multiple laser beams are used simultaneously to increase efficiency in the manufacture of components. In the method, a plurality of laser beams are directed onto a single galvanometer to produce a corresponding plurality of three-dimensional structures or components in a powder bed. The plurality of laser beams can be generated by splitting a primary laser beam into the plurality of laser beams. Each of the plurality of laser beams can be automatically and dynamically focused before being directed onto the galvanometer.

Zur effizienten Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils ist es aus der WO 2016/128430 A1 bekannt, eine Bestrahlungseinrichtung mit einer Strahlformungseinrichtung zur Formung des Strahlprofils des Laserstrahls zu verwenden, bei dem die Länge und/oder die Breite des Strahlprofils in dem Bearbeitungsfeld verändert werden können. Die Strahlformungseinheit kann zur zusätzlichen Formung des Strahlprofils mindestens ein weiteres optisches Element aufweisen, das beispielsweise als diffraktives optisches Element ausgebildet sein kann. Das diffraktive optische Element kann dazu dienen, die Hochenergiestrahlen, die auf das Bearbeitungsfeld treffen, aus einem einzelnen Hochenergiestrahl zu erzeugen. Das weitere optische Element kann auch als keilförmiges optisches Element ausgebildet sein, welches nur einen Teil des Strahlprofils überdeckt, um einen oder mehrere Profilbereiche des Strahlprofils von anderen Profilbereichen des Strahlprofils räumlich zu separieren.For the efficient production of a three-dimensional component, it is WO 2016/128430 A1 It is known to use an irradiation device with a beam shaping device for shaping the beam profile of the laser beam, in which the length and/or the width of the beam profile can be changed in the processing field. The beam shaping unit can have at least one further optical element for additional shaping of the beam profile, which can be designed as a diffractive optical element, for example. The diffractive optical element can serve to generate the high-energy beams that strike the processing field from a single high-energy beam. The further optical element can also be designed as a wedge-shaped optical element that only covers part of the beam profile in order to spatially separate one or more profile areas of the beam profile from other profile areas of the beam profile.

Die EP 2 875 897 B1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Bestrahlungssystems, das eine Mehrzahl von Bestrahlungseinheiten umfasst. Bei dem Verfahren werden beispielsweise schachbrettartige Bestrahlungsmuster oder linien- bzw. streifenförmige Bestrahlungsmuster zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs verwendet.The EP 2 875 897 B1 describes a method for controlling an irradiation system comprising a plurality of irradiation units. In the method, for example, checkerboard-like irradiation patterns or line- or strip-like irradiation patterns are used to generate a continuous surface area.

Weiterer Stand der Technik ist aus US 5 508 489A , EP 2 862 651 A1 , US2014 / 0 271 328 A1 , US 2015 / 0 174 827 A1 , DE 10 2015 103 127 A1 US 2016 / 0 136 730 A1 und EP 2 335 848 A1 bekannt.Further state of the art is from US 5 508 489A , EP 2 862 651 A1 , US2014 / 0 271 328 A1 , US 2015 / 0 174 827 A1 , DE 10 2015 103 127 A1 US 2016 / 0 136 730 A1 and EP 2 335 848 A1 known.

Aufgabe der Erfindungtask 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 Herstellung von zusammenhängenden Flächenbereichen eines dreidimensionalen Bauteils möglich ist.The invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned at the outset as well as an irradiation device and a processing machine with such an irradiation device, with which an efficient production of connected surface areas of a three-dimensional component is possible.

Gegenstand der Erfindungsubject matter of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Bestrahlungseinrichtung gemäß Anspruch 10 und eine Bearbeitungsmaschine gemäß Anspruch 19 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1, an irradiation device according to claim 10 and a processing machine according to claim 19.

Das Verfahren ermöglicht eine Geschwindigkeitssteigerung bei der Belichtung von vergleichsweise großen zusammenhängenden Flächen, indem die Leistung des primären Bearbeitungsstrahls auf die zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen aufgeteilt wird. Im Gegensatz zu dem in der WO 2015/191257 A1 beschriebenen Verfahren wird die Aufteilung auf mehrere Bearbeitungsstrahlen somit nicht dazu verwendet, mehrere identische, räumlich getrennte Bauteile herzustellen, sondern um einen zusammenhängenden Flächenbereich einer Schicht ein- und desselben Bauteils zu erzeugen.The process enables an increase in speed when exposing relatively large contiguous areas by dividing the power of the primary processing beam between the two or more processing beams. In contrast to the WO 2015/191257 A1 In the method described, the division into several processing beams is therefore not used to produce several identical, spatially separated components, but to create a contiguous surface area of a layer of one and the same component.

Die zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen verlaufen annähernd parallel zueinander (typischerweise unter einem kleinen Winkel) und werden über dieselbe Strahlteilereinrichtung, d.h. über denselben bzw. dieselben (Scanner-)Spiegel, auf die Bearbeitungsebene ausgerichtet. Die (fokussierten) Bearbeitungsstrahlen treffen in der Bearbeitungsebene an unterschiedlichen (Fokus-)Positionen auf, wobei der Abstand zwischen den (Fokus-)Positionen typischerweise vergleichsweise gering ist und beispielsweise bei weniger als ca. 1,0 mm liegen kann. Auch der Differenzwinkel zwischen den beiden an der Scannereinrichtung umgelenkten Bearbeitungsstrahlen ist typischerweise vergleichsweise gering und liegt in der Regel bei weniger als ca. 1°.The two or more processing beams run approximately parallel to one another (typically at a small angle) and are aligned with the processing plane via the same beam splitter device, i.e. via the same (scanner) mirror(s). The (focused) processing beams impinge on the processing plane at different (focus) positions, whereby the distance between the (focus) positions is typically comparatively small and can be, for example, less than approximately 1.0 mm. The difference angle between the two processing beams deflected at the scanner device is also typically comparatively small and is usually less than approximately 1°.

Bei dem Verfahren wird ein zusammenhängender Flächenbereich des dreidimensionalen Bauteils erzeugt bzw. belichtet, indem dieser (beispielsweise in einem vorausgehenden Verfahrensschritt) in eine Mehrzahl von Teilbereichen aufgeteilt wird. Die Mehrzahl von 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.In the process, a continuous surface area of the three-dimensional component is created or exposed by dividing it (for example in a preceding process step) into a plurality of sub-areas. The plurality of sub-areas typically forms a regular, grid-like arrangement, for example in the manner of a checkerboard, which covers the continuous surface area. Ideally, the sub-areas do not overlap and ideally border directly on one another. 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 on a scale of usually a maximum of approx. 10% of the respective edge length (length or width) of the sub-areas.

Die Positionen der beiden Bearbeitungsstrahlen können in unterschiedlichen Teilbereichen liegen, so dass durch die simultane Veränderung der Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen zwei oder mehr Teilbereiche gleichzeitig belichtet werden. Die Positionen der zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen können aber auch in ein- und demselben Teilbereich liegen, der aufgrund der Verwendung von zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen schneller aufgeschmolzen werden kann als bei der Verwendung eines einzelnen Bearbeitungsstrahls. Der bzw. die weiteren Teilbereiche, die nachfolgend oder - mit Hilfe von weiteren Bearbeitungsstrahlen - simultan belichtet werden, grenzen typischerweise nicht unmittelbar an den oder die in dem vorausgehenden Schritt belichteten Teilbereiche an, da dies für den Wärmehaushalt des geschmolzenen Pulvermaterials nicht ideal ist. Daher kann zwischen den Schritten des Aufschmelzens des oder der Teilbereiche und des nachfolgenden Aufschmelzens des oder der weiteren Teilbereiche eine Veränderung der Ausrichtung der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene mittels der Scannereinrichtung vorgenommen werden, bei welcher die Bearbeitungsstrahlen nicht aktiviert sind. Nach der Veränderung der Ausrichtung werden die Bearbeitungsstrahlen erneut eingeschaltet, um den bzw. die weiteren Teilbereiche zu belichten.The positions of the two processing beams can be in different sub-areas, so that two or more sub-areas are exposed simultaneously by simultaneously changing the positions of the at least two processing beams. However, the positions of the two or more processing beams can also be in one and the same sub-area, which can be melted more quickly due to the use of two or more processing beams than when using a single processing beam. The additional sub-area(s) that are subsequently or simultaneously exposed with the help of additional processing beams typically do not directly border on the sub-area(s) exposed in the previous step, as this is not ideal for the heat balance of the molten powder material. Therefore, between the steps of melting the sub-area(s) and the subsequent melting of the additional sub-area(s), a change in the alignment of the processing beams in the processing plane can be made using the scanner device in which the processing beams are not activated. After the alignment has been changed, the processing beams are switched on again to expose the other partial area(s).

Bei einer Variante ist der zusammenhängende Flächenbereich von einer Randkontur einer Schicht des dreidimensionalen Bauteils umgeben, wobei die Randkontur und/oder ein zwischen der Randkontur und dem zusammenhängenden Flächenbereich gebildeter Randbereich mit dem primären Bearbeitungsstrahl, insbesondere mit dem primären Laserstrahl, oder mit einem weiteren Bearbeitungsstrahl, insbesondere mit einem weiteren Laserstrahl, bestrahlt wird. In der Regel stimmt die Randkontur der Schicht des herzustellenden dreidimensionalen Bauteils 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 primäre Bearbeitungsstrahl verwendet werden, der in diesem Fall nicht in mehrere Bearbeitungsstrahlen aufgeteilt wird, oder es kann ein weiterer Bearbeitungsstrahl verwendet werden, der von einer weiteren Strahlquelle erzeugt wird und/oder der über eine weitere Scannereinrichtung auf die Bearbeitungsebene ausgerichtet wird. Wird der primäre Bearbeitungsstrahl verwendet, ist es günstig, wenn eine möglichst dynamische, schnelle Umschaltung zwischen den mehreren Bearbeitungsstrahlen und dem primären Bearbeitungsstrahl erfolgen kann. Zu diesem Zweck kann eine Strahlteilereinrichtung vorgesehen werden, die schnell in den Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls hinein und wieder aus diesem heraus bewegt werden kann. Die Verwendung eines einzigen, nicht aufgeteilten Bearbeitungsstrahls ist ebenfalls günstig, um die Randkontur der Schicht des zweidimensionalen Bauteils zu belichten.In one variant, the continuous surface area is surrounded by an edge contour of a layer of the three-dimensional component, wherein the edge contour and/or an edge region formed between the edge contour and the continuous surface area is irradiated with the primary processing beam, in particular with the primary laser beam, or with a further processing beam, in particular with a further laser beam. As a rule, the edge contour of the layer of the three-dimensional component to be produced does not match the edge contour of the continuous surface area, so that a edge region remains between the edge contour and the continuous surface area. The edge region typically has a geometry or a surface into which no part of the continuous surface area fits. The edge region is therefore typically irradiated or melted with a single processing beam. For this purpose, the primary processing beam can be used, which in this case is not split into several processing beams, or a further processing beam can be used, which is generated by a further beam source and/or which is aligned to the processing plane via a further scanner device. If the primary processing beam is used, it is advantageous if the switching between the several processing beams and the primary processing beam can be as dynamic and fast as possible. For this purpose, a beam splitter device can be provided, which can be quickly divided into the beams can be moved in and out of the primary processing beam. The use of a single, non-split processing beam is also advantageous for exposing the edge contour of the layer of the two-dimensional component.

Bei einer weiteren Variante sind die unterschiedlichen Positionen der Bearbeitungsstrahlen in dem Teilbereich oder in den mindestens zwei Teilbereichen in der Bearbeitungsebene in einer ersten Richtung zueinander versetzt und das simultane Verändern der Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen in dem Teilbereich oder in den mindestens zwei Teilbereichen umfasst ein simultanes Bewegen der Bearbeitungsstrahlen in einer zweiten, bevorzugt zur ersten senkrechten Richtung in der Bearbeitungsebene. Die Außenkonturen der Teilbereiche verlaufen in diesem Fall typischerweise parallel zur ersten bzw. zur zweiten Richtung. Die Bearbeitungsstrahlen werden in diesem Fall typischerweise mit einer scannenden Bewegung in einer typischerweise geraden Linie entlang der Erstreckung bzw. der Breite des jeweiligen Teilbereichs in der zweiten Richtung bewegt. Am Rand des jeweiligen Teilbereichs erfolgt eine Bewegungsumkehr mit einem (geringfügigen) lateralen Versatz in der ersten Richtung, bevor die Bearbeitungsstrahlen in der ersten Richtung gegenläufig über die gesamte Breite des jeweiligen Teilbereichs bewegt werden. Für den Fall, dass mehrere Bearbeitungsstrahlen in ein- und demselben Teilbereich positioniert sind, kann es gegebenenfalls - d.h. bei geeigneter Dimensionierung des Teilbereichs - ausreichen, wenn die Bearbeitungsstrahlen nur ein einziges Mal in der zweiten Richtung über den Teilbereich bewegt werden, um diesen vollständig aufzuschmelzen.In a further variant, the different positions of the processing beams in the partial area or in the at least two partial areas in the processing plane are offset from one another in a first direction, and the simultaneous change in the positions of the at least two processing beams in the partial area or in the at least two partial areas comprises a simultaneous movement of the processing beams in a second direction, preferably perpendicular to the first direction in the processing plane. In this case, the outer contours of the partial areas typically run parallel to the first or second direction. In this case, the processing beams are typically moved in a scanning movement in a typically straight line along the extent or width of the respective partial area in the second direction. At the edge of the respective partial area, a reversal of movement takes place with a (slight) lateral offset in the first direction before the processing beams are moved in the opposite direction in the first direction across the entire width of the respective partial area. In the event that several processing beams are positioned in one and the same partial area, it may be sufficient - i.e. if the partial area is suitably dimensioned - if the processing beams are moved only once in the second direction over the partial area in order to melt it completely.

Bei einer weiteren Variante wird ein Gasstrom über die Pulverschicht geführt, dessen Strömungsrichtung bevorzugt zumindest teilweise der Bewegungsrichtung der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene entgegen gerichtet ist und/oder bevorzugt erfolgt die Reihenfolge der Bestrahlung der Teilbereiche in Abhängigkeit vom Abstand der jeweiligen Teilbereiche in Strömungsrichtung von einer Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung des Gasstroms. Bei dem Gasstrom kann es sich beispielsweise um einen Schutzgasstrom handeln, um optische Bauteile der Bestrahlungseinrichtung, beispielsweise ein Fenster, vor Verunreinigungen, beispielsweise vor Rußpartikeln, zu schützen, die sich bei der Bestrahlung des Pulvermaterials bilden. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Bewegung, genauer gesagt die Bewegungsrichtung, der Bearbeitungsstrahlen bei der Belichtung nicht mit der Strömungsrichtung des Schutzgasstroms übereinstimmt, da durch den Schutzgasstrom Rußpartikel abgetragen werden, die in diesem Fall direkt vor dem bzw. vor den Bearbeitungsstrahlen auf der bestrahlten Pulverschicht abgelegt und aufgeschweißt würden.In a further variant, a gas stream is guided over the powder layer, the flow direction of which is preferably at least partially directed against the direction of movement of the processing beams in the processing plane and/or the order of irradiation of the sub-areas preferably takes place depending on the distance of the respective sub-areas in the flow direction from a supply device for providing the gas stream. The gas stream can, for example, be a protective gas stream in order to protect optical components of the irradiation device, for example a window, from contamination, for example from soot particles, which form when the powder material is irradiated. It has proven to be advantageous if the movement, or more precisely the direction of movement, of the processing beams during exposure does not coincide with the flow direction of the protective gas stream, since the protective gas stream removes soot particles which in this case would be deposited and welded onto the irradiated powder layer directly in front of the processing beam(s).

Um dieser Problematik zu begegnen, können die Teilbereiche in einer Reihenfolge bestrahlt werden, bei welcher der bzw. die in Strömungsrichtung des Gasstroms am weitesten von der Bereitstellungseinrichtung entfernt liegenden Teibereich(e) zuerst bestrahlt werden. Bevorzugt wird hierbei berücksichtigt, dass zwei direkt nebeneinander liegende Teilbereiche in der Regel nicht direkt nacheinander bestrahlt werden. Insbesondere nehmen die Bewegungsrichtungen der Bearbeitungsstrahlen in allen bestrahlten Teilbereichen in der Bearbeitungsebene den jeweils gleichen Winkel zur Strömungsrichtung des Gasstroms ein.To counteract this problem, the sub-areas can be irradiated in a sequence in which the sub-area(s) furthest away from the supply device in the direction of flow of the gas flow are irradiated first. Preferably, it is taken into account that two sub-areas directly next to each other are generally not irradiated one after the other. In particular, the directions of movement of the processing beams in all irradiated sub-areas in the processing plane assume the same angle to the direction of flow of the gas flow.

Für den Fall, dass die zweite Richtung, entlang derer die Belichtung erfolgt, parallel oder annähernd parallel zum Schutzgasstrom verläuft, kann die Bewegung der Bearbeitungsstrahlen entlang der zweiten Richtung, z.B. der Y-Richtung, nur mit einer Orientierung (positiver oder negativer Y-Richtung) erfolgen. Beispielsweise können für den Fall, dass die Strömungsrichtung des Schutzgasstroms in negativer Y-Richtung verläuft, die Bearbeitungsstrahlen nur in positiver Y-Richtung bewegt werden, wie dies beispielsweise in der WO 2014/125280 A1 im Detail beschrieben ist, welche durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.In the event that the second direction along which the exposure takes place runs parallel or approximately parallel to the shielding gas flow, the movement of the processing beams along the second direction, e.g. the Y direction, can only take place with one orientation (positive or negative Y direction). For example, in the event that the flow direction of the shielding gas flow runs in the negative Y direction, the processing beams can only be moved in the positive Y direction, as is the case, for example, in the WO 2014/125280 A1 in detail, which is incorporated by reference into the content of this application.

Bei einer weiteren Variante weisen die Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen in der ersten Richtung einen Abstand voneinander auf, der im Wesentlichen einem (typischerweise von Eins verschiedenen) ganzzahligen Vielfachen der Erstreckung eines jeweiligen Teilbereichs in der ersten Richtung entspricht. Wie weiter oben beschrieben wurde, hat es sich als günstig erwiesen, wenn bei der Belichtung eines zusammenhängenden Flächenbereichs die erforderliche Laserleistung in Form von in sich geschlossenen rhomboiden, beispielsweise rautenförmigen, quadratischen oder rechteckigen Teilbereichen eingebracht wird. Die parallele Belichtung von zwei unmittelbar benachbarten Teilbereichen hat sich hinsichtlich des Wärmehaushalts der Schmelze zwar als eher ungünstig herausgestellt, ist aber in bestimmten Fällen ebenfalls möglich bzw. sinnvoll. Für die parallele Bestrahlung von zwei Teilbereichen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen den mit den zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen simultan bestrahlten Teilbereichen eine Lücke von mindestens einem Teilbereich gebildet ist. Vor der Bestrahlung der weiteren Teilbereiche, welche die Lücken zwischen den bestrahlten Teilbereichen bilden, werden in der Regel weitere Teilbereiche des zusammenhängenden Flächenbereichs bestrahlt, die auch in der zweiten Richtung zu den bereits bestrahlten Teilbereichen versetzt sind. Idealerweise entspricht der Abstand der Positionen der Bearbeitungsstrahlen voneinander exakt einem (von Eins verschiedenen) ganzzahligen Vielfachen, insbesondere einem geradzahligen ganzzahligen Vielfachen, beispielsweise genau zwei Mal oder genau vier Mal, ggf. aber auch einem nicht geradzahligen Vielfachen, beispielsweise drei Mal, fünf Mal ... der Erstreckung eines jeweiligen Teilbereichs. Wie weiter oben beschrieben wurde, kommt es abhängig von der Position der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene in der ersten Richtung ggf. zu einer unerwünschten teilweisen Überlappung der Teilbereiche. Unter einem Abstand, der im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen der Erstreckung eines jeweiligen Teilbereichs in der ersten Richtung entspricht, wird im Sinne dieser Anmeldung ein Abstand verstanden, der um +/- 10 % von der Erstreckung (Kantenlänge) eines jeweiligen Teilbereichs in der ersten Richtung abweicht.In a further variant, the positions of the at least two processing beams in the first direction are spaced apart from one another by a distance that essentially corresponds to an integer multiple (typically different from one) of the extent of a respective partial area in the first direction. As described above, it has proven to be advantageous if, when exposing a contiguous surface area, the required laser power is introduced in the form of self-contained rhomboid, for example diamond-shaped, square or rectangular partial areas. The parallel exposure of two immediately adjacent partial areas has proven to be rather unfavorable with regard to the heat balance of the melt, but is also possible or useful in certain cases. For the parallel irradiation of two partial areas, it has proven to be advantageous if a gap of at least one partial area is formed between the partial areas simultaneously irradiated with the two or more processing beams. Before irradiating the other sub-areas that form the gaps between the irradiated sub-areas, other sub-areas of the connected surface area are usually irradiated, which are also offset in the second direction from the already irradiated sub-areas. Ideally, the distance between the positions of the Processing beams are spaced apart from each other by exactly an integer multiple (other than one), in particular an even-numbered integer multiple, for example exactly twice or exactly four times, but possibly also a non-even-numbered multiple, for example three times, five times... the extent of a respective sub-area. As described above, depending on the position of the processing beams in the processing plane in the first direction, there may be an undesirable partial overlap of the sub-areas. For the purposes of this application, a distance that essentially corresponds to an integer multiple of the extent of a respective sub-area in the first direction is understood to mean a distance that deviates by +/- 10% from the extent (edge length) of a respective sub-area in the first direction.

Die Geometrie bzw. die Fläche der jeweiligen Teilbereiche, welche den zusammenhängenden Flächenbereich bilden, ist 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 Längen und/oder die Breiten der jeweiligen Teilbereiche können in diesem Fall jeweils ein ganzzahliges Verhältnis zueinander aufweisen, so dass zwei oder mehr der Teilbereiche sich zu einem größeren Teilbereich ergänzen. Die Verwendung von kleineren Teilbereichen kann insbesondere am Rand des zusammenhängenden Flächenbereichs vorteilhaft sein, um diesen möglichst gut an die umgebende Randkontur anzupassen.The geometry or the area of the respective sub-areas that form the connected surface area is usually the same size. However, it is also possible for the connected surface area to have several types of, for example, rectangular sub-areas that differ in their surface area, for example in their width and/or length. In this case, the lengths and/or widths of the respective sub-areas can each have an integer ratio to one another, so that two or more of the sub-areas complement each other to form a larger sub-area. The use of smaller sub-areas can be advantageous, particularly at the edge of the connected surface area, in order to adapt it as well as possible to the surrounding edge contour.

Bei einer weiteren Variante wird ein Differenzwinkel zwischen den mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen in der ersten Richtung beim Ausrichten der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen auf unterschiedliche Positionen in der Bearbeitungsebene, deren Abstand in der Bearbeitungsebene abhängig von einem Umlenkwinkel der Scannereinrichtung ortsabhängig variiert, derart gewählt, dass entweder benachbarte Teilbereiche in der Mitte des Bearbeitungsbereichs in der ersten Richtung aneinander angrenzen oder benachbarte Teilbereiche am Rand des Bearbeitungsbereichs in der ersten Richtung aneinander angrenzen. Um die beiden Bearbeitungsstrahlen auf unterschiedliche Positionen in der Bearbeitungsebene auszurichten, ist es erforderlich, dass diese unter einem (geringfügig) unterschiedlichen Winkel aus der Scannereinrichtung austreten, der in einer Umlenkebene gemessen wird, die entlang der ersten Richtung verläuft.In a further variant, a difference angle between the at least two processing beams in the first direction when aligning the at least two processing beams to different positions in the processing plane, the distance in the processing plane of which varies depending on the location depending on a deflection angle of the scanner device, is selected such that either adjacent sub-areas in the middle of the processing area adjoin one another in the first direction or adjacent sub-areas at the edge of the processing area adjoin one another in the first direction. In order to align the two processing beams to different positions in the processing plane, it is necessary for them to emerge from the scanner device at a (slightly) different angle, which is measured in a deflection plane that runs along the first direction.

In der Mitte des Bearbeitungsbereichs ist einer der Bearbeitungsstrahlen senkrecht zur Bearbeitungsebene ausgerichtet, was einem Umlenkwinkel von 0° entspricht. Am Rand des Bearbeitungsbereichs ist einer der Bearbeitungsstrahlen unter einem Ablenkwinkel von beispielsweise ca. 20° ausgerichtet, welcher dem maximal möglichen Umlenkwinkel durch die Scannereinrichtung entspricht. Bei der Umlenkung von beispielsweise zwei Bearbeitungsstrahlen kommt es zu einer Veränderung des Abstandes zwischen den (Fokus-)Positionen der beiden Bearbeitungsstrahlen abhängig vom Umlenkwinkel und somit von den Positionen der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene in der ersten Richtung. Der Abstand bzw. das Versatzmaß zwischen den (Fokus-)Positionen und somit zwischen den beiden simultan bestrahlten Teilbereichen wird umso größer, je weiter die Bearbeitungsstrahlen in der Umlenkebene in Richtung des Randes des Bearbeitungsbereichs verschwenkt werden. Bei einem festen Differenzwinkel zwischen den beiden Bearbeitungsstrahlen kann das Versatzmaß bzw. der Abstand zwischen den beiden Bearbeitungsstrahlen am Rand des Bearbeitungsbereichs derart eingestellt werden, dass sich zwei benachbarte Teilbereiche nach der Belichtung berühren bzw. unmittelbar aneinander angrenzen. Beim Verschwenken nach innen steigt der Überlappfaktor zwischen benachbarten belichteten Teilbereichen kontinuierlich an, d.h. zwei benachbarte Teilbereiche und auch die Einzelbahnen überlappen sich in der Mitte des Bearbeitungsbereichs stärker als am Rand des Bearbeitungsbereichs. Im Bestrahlungsprozess bedeutet dies eine Reduzierung der Effektivität zur Mitte des Bearbeitungsbereichs hin, da der unter einem größeren Umlenkwinkel umgelenkte, nachlaufende Bearbeitungsstrahl ein Teil eines bereits belichteten Teilbereichs ein zweites Mal belichtet, d.h. dass die beiden Teilbereiche sich in der Mitte des Bearbeitungsbereichs teilweise (in der Regel um nicht mehr als ca. 10 % der jeweiligen Erstreckung der Teilbereiche) überlappen. Wie weiter oben dargestellt wurde, werden typischerweise zwei benachbarte Teilbereiche nicht simultan bestrahlt, vielmehr besteht zwischen den bestrahlten Teilbereichen eine Lücke von mindestens einem Teilbereich. Der Differenzwinkel wird daher typischerweise so gewählt, dass zwischen den beiden simultan bestrahlten Teilbereichen eine entsprechende Lücke verbleibt, die in der Mitte des Bearbeitungsbereichs genau der Breite eines (oder ggf. mehrerer) Teilbereiche entspricht.In the middle of the processing area, one of the processing beams is aligned perpendicular to the processing plane, which corresponds to a deflection angle of 0°. At the edge of the processing area, one of the processing beams is aligned at a deflection angle of, for example, approx. 20°, which corresponds to the maximum possible deflection angle by the scanner device. When, for example, two processing beams are deflected, the distance between the (focus) positions of the two processing beams changes depending on the deflection angle and thus on the positions of the processing beams in the processing plane in the first direction. The distance or offset between the (focus) positions and thus between the two simultaneously irradiated partial areas becomes greater the further the processing beams in the deflection plane are pivoted towards the edge of the processing area. With a fixed difference angle between the two processing beams, the offset or the distance between the two processing beams at the edge of the processing area can be set in such a way that two adjacent partial areas touch each other after exposure or are immediately adjacent to each other. When swiveling inwards, the overlap factor between adjacent exposed partial areas increases continuously, i.e. two adjacent partial areas and also the individual tracks overlap more in the middle of the processing area than at the edge of the processing area. In the irradiation process, this means a reduction in effectiveness towards the middle of the processing area, since the trailing processing beam deflected at a larger deflection angle exposes part of an already exposed partial area a second time, i.e. the two partial areas partially overlap in the middle of the processing area (usually by no more than approx. 10% of the respective extension of the partial areas). As described above, typically two adjacent sub-areas are not irradiated simultaneously, but rather there is a gap of at least one sub-area between the irradiated sub-areas. The difference angle is therefore typically chosen so that a corresponding gap remains between the two simultaneously irradiated sub-areas, which corresponds exactly to the width of one (or possibly several) sub-areas in the middle of the processing area.

Alternativ kann der Differenzwinkel derart eingestellt werden, dass sich in der Nulllage, d.h. in der Mitte des Bearbeitungsbereichs, kein lateraler Versatz zwischen in der ersten Richtung benachbarten Teilbereichen ergibt, d.h. dass diese in der Mitte des Bearbeitungsbereichs unmittelbar aneinander angrenzen. Dieser laterale Versatz bzw. Abstand nimmt beim Verschwenken der beiden Bearbeitungsstrahlen mit zunehmendem Umlenkwinkel zu und kann so gewählt werden, dass zwei benachbarte Teilbereiche am Rand des Bearbeitungsbereichs geringfügig voneinander beabstandet sind. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass durch eine geeignete Online-Kalibrierung die tatsächlichen (Fokus-)Positionen der Bearbeitungsstrahlen im gesamten Bearbeitungsbereich vermessen werden können und somit bekannt sind. Das variable Versatzmaß bzw. der Abstand zwischen jeweils zwei der belichteten Teilbereiche in der ersten Richtung am Rand bzw. in der Nähe des Randes des Bearbeitungsbereichs ist somit ebenfalls bekannt und kann parallel zur Erzeugung der Teilbereiche mit einem weiteren Bearbeitungsstrahl oder im Nachgang mit einem einzelnen Bearbeitungsstrahl, beispielsweise mit dem primären Bearbeitungsstrahl, belichtet bzw. ausgeglichen werden, um den zusammenhängenden Flächenbereich zu bilden.Alternatively, the difference angle can be set in such a way that in the zero position, i.e. in the middle of the processing area, there is no lateral offset between adjacent sub-areas in the first direction, i.e. that they are directly adjacent to each other in the middle of the processing area. This lateral offset or distance increases when the two processing beams are swiveled with increasing deflection angle and can be selected in such a way that two adjacent sub-areas at the edge of the processing area are slightly spaced apart from each other. This makes it possible to take advantage of the fact that the actual (focus) positions of the processing beams in the entire processing area can be measured and are therefore known by means of suitable online calibration. The variable offset dimension or the distance between two of the exposed partial areas in the first direction at the edge or near the edge of the processing area is therefore also known and can be exposed or compensated for in parallel with the generation of the partial areas with another processing beam or subsequently with a single processing beam, for example with the primary processing beam, in order to form the connected surface area.

Gegebenenfalls kann der Differenzwinkel bzw. es können die Differenzwinkel zwischen den mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen, die zur Belichtung von unterschiedlichen Teilbereichen dienen, abhängig von den Umlenkwinkeln bzw. von der Lage der (Fokus-)Positionen in der ersten Richtung in dem Bearbeitungsbereich variiert werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine (schnelle) Strahlteilereinrichtung zur Aufteilung des primären Bearbeitungsstrahls in die mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen verwendet werden, welche eine Einstellung des Differenzwinkels ermöglicht. Zu diesem Zweck kann die Strahlteilereinrichtung beispielsweise unterschiedlich ausgebildete Strahlteiler-Elemente aufweisen, die wahlweise in den Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls eingebracht werden können, beispielsweise Keilplatten mit unterschiedlichen Keilwinkeln (s.u.).If necessary, the difference angle or the difference angles between the at least two processing beams that serve to expose different partial areas can be varied depending on the deflection angles or the position of the (focus) positions in the first direction in the processing area. For this purpose, for example, a (fast) beam splitter device can be used to split the primary processing beam into the at least two processing beams, which enables the difference angle to be adjusted. For this purpose, the beam splitter device can, for example, have differently designed beam splitter elements that can be optionally introduced into the beam path of the primary processing beam, for example wedge plates with different wedge angles (see below).

Alternativ zur Variation des Differenzwinkels kann ein bevorzugt telezentrisches F-Theta-Objektiv zur Fokussierung der Bearbeitungsstrahlen (sowie ggf. von weiteren Bearbeitungsstrahlen) in der Bearbeitungsebene verwendet werden. Bei der Verwendung eines telezentrischen Objektivs sind die Bearbeitungsstrahlen stets senkrecht zur Bearbeitungsebene ausgerichtet, so dass nahezu keine ortsabhängige Variation des Abstandes der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene auftritt.As an alternative to varying the difference angle, a preferably telecentric F-Theta lens can be used to focus the processing beams (and possibly other processing beams) in the processing plane. When using a telecentric lens, the processing beams are always aligned perpendicular to the processing plane, so that there is almost no location-dependent variation in the distance between the processing beams in the processing plane.

Bei einer weiteren Variante sind die Positionen der Bearbeitungsstrahlen oder der weiteren Bearbeitungsstrahlen in dem weiteren Teilbereich oder in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen in einer zweiten Richtung zueinander versetzt und das simultane Verändern der Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen oder der mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen in dem weiteren Teilbereich oder in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen umfasst ein simultanes Bewegen der Bearbeitungsstrahlen oder der weiteren Bearbeitungsstrahlen in einer ersten, bevorzugt zur zweiten senkrechten Richtung. Es kann günstig sein, wenn manche (erste) Teilbereiche entlang der ersten Richtung abgescannt werden, während weitere (zweite) Teilbereiche ggf. simultan entlang einer zweiten, zur ersten senkrechten Richtung abgescannt werden.In a further variant, the positions of the processing beams or the further processing beams in the further sub-area or in the at least two further sub-areas are offset from one another in a second direction, and the simultaneous change in the positions of the at least two processing beams or the at least two further processing beams in the further sub-area or in the at least two further sub-areas comprises a simultaneous movement of the processing beams or the further processing beams in a first direction, preferably perpendicular to the second direction. It can be advantageous if some (first) sub-areas are scanned along the first direction, while other (second) sub-areas are possibly scanned simultaneously along a second direction perpendicular to the first.

Bei einem zusammenhängenden Flächenbereich, der in der Art eines Schachbretts in rhomboide, beispielsweise rautenförmige, quadratische oder rechteckige Teilbereiche eingeteilt ist, können beispielsweise die „weißen“ Teilbereiche in der ersten Richtung abgescannt werden, während die „schwarzen“ Teilbereiche in der zweiten Richtung abgescannt werden, oder umgekehrt. Zu diesem Zweck kann ein- und derselbe primäre Bearbeitungsstrahl mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Strahlteilereinrichtungen, die wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können, zunächst in der ersten Richtung und nachfolgend in der zweiten Richtung aufgeteilt werden. Gegebenenfalls kann zu diesem Zweck ein- und dieselbe Strahlteilereinrichtung verwendet werden, die um eine Drehachse, die entlang der Strahlrichtung des primären Bearbeitungsstrahls verläuft, um 90° gedreht wird. Für die Aufteilung des primären Bearbeitungsstrahls bzw. des weiteren primären Bearbeitungsstrahls auf mehrere Teilstrahlen kann beispielsweise eine Strahlteilereinrichtung in Form eines diffraktiven optischen Elements verwendet werden.In the case of a continuous surface area which is divided into rhomboidal, for example diamond-shaped, square or rectangular sub-areas in the manner of a chessboard, the "white" sub-areas can, for example, be scanned in the first direction, while the "black" sub-areas are scanned in the second direction, or vice versa. For this purpose, one and the same primary processing beam can be split first in the first direction and then in the second direction using two different beam splitter devices which can optionally be introduced into the beam path. If necessary, one and the same beam splitter device can be used for this purpose, which is rotated by 90° about an axis of rotation which runs along the beam direction of the primary processing beam. For example, a beam splitter device in the form of a diffractive optical element can be used to split the primary processing beam or the further primary processing beam into several sub-beams.

Bei einer Weiterbildung umfasst das Verfahren zusätzlich: Aufteilen eines weiteren primären Bearbeitungsstrahls auf die mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen, sowie Führen der mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen zu einer weiteren gemeinsamen Scannereinrichtung zum Ausrichten der mindesten zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen auf unterschiedliche Positionen in der Bearbeitungsebene. Für die Bestrahlung der weiteren Teilbereiche kann ein weiterer primärer Bearbeitungsstrahl verwendet werden, der auf zwei oder mehr, beispielsweise auf fünf oder mehr, weitere Bearbeitungsstrahlen aufgeteilt wird. Wie weiter oben dargestellt wurde, können die weiteren Bearbeitungsstrahlen zur Bestrahlung der „schwarzen“ Teilbereiche verwendet werden, die in der zweiten Richtung abgescannt werden, während die Bearbeitungsstrahlen, in welche der primäre Bearbeitungsstrahl aufgeteilt wird, zur Bestrahlung der „weißen“ Teilbereiche verwendet werden können, oder umgekehrt. Insbesondere hat es sich in diesem Fall als günstig erwiesen, wenn die zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen dazu verwendet werden, simultan ein- und denselben Teilbereich zu bestrahlen, beispielsweise indem zwei oder mehr parallele Bearbeitungsstrahlen über die ganze Breite des jeweiligen Teilbereichs bewegt werden, bevor eine Richtungsumkehr stattfindet und die zwei oder mehr Bearbeitungsstrahlen gegenläufig bewegt werden.In a further development, the method additionally comprises: splitting a further primary processing beam between the at least two further processing beams, and guiding the at least two further processing beams to a further common scanner device for aligning the at least two further processing beams to different positions in the processing plane. To irradiate the further partial areas, a further primary processing beam can be used, which is split between two or more, for example five or more, further processing beams. As explained above, the further processing beams can be used to irradiate the "black" partial areas that are scanned in the second direction, while the processing beams into which the primary processing beam is split can be used to irradiate the "white" partial areas, or vice versa. In particular, it has proven to be advantageous in this case if the two or more processing beams are used to simultaneously irradiate one and the same partial area, for example by moving two or more parallel processing beams across the entire width of the respective partial area before a reversal of direction takes place and the two or more processing beams are moved in opposite directions.

Auch bei dieser Variante kann ein (nicht aufgeteilter) Bearbeitungsstrahl dazu verwendet werden, diejenigen Bereiche einer Schicht des dreidimensionalen Bauteils zu bearbeiten, die für die Bestrahlung durch die aufgeteilten Bearbeitungsstrahlen ungeeignet sind. Beispielsweise kann es sich hierbei um die (Rand-)Kontur(en) der Schicht des dreidimensionalen Bauteils oder um den Randbereich zwischen dem zusammenhängenden Flächenbereich und der Randkontur handeln bzw. grundsätzlich um alle Bereiche, die zu schmal oder zu unförmig für die Bestrahlung mit zwei oder mehr parallel über die Bearbeitungsebene bewegten Bearbeitungsstrahlen sind.In this variant, too, a (non-split) processing beam can be used to process those areas of a layer of the three-dimensional component that are unsuitable for irradiation by the split processing beams. For example, this can be the (edge) contour(s) of the layer of the three-dimensional component or the edge area between the connected surface area and the edge contour or, in principle, all areas that are too narrow or too misshapen for irradiation with two or more processing beams moving parallel across the processing plane.

Bei einer weiteren Variante wird eine Fokuslagen-Korrektur zur Korrektur der Fokus-Positionen der Bearbeitungsstrahlen im Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls vorgenommen. Die Fokus-Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen entlang ihrer jeweiligen Strahlrichtung sollten idealerweise in der Bearbeitungsebene liegen. Aufgrund der Umlenkung mit Hilfe der Scannerspiegel (ohne Verwendung eines F-Theta-Objektivs) liegen die Fokus-Positionen der Bearbeitungsstrahlen bei der Verschwenkung des bzw. der Scannerspiegel auf einer Kugeloberfläche, d.h. nicht exakt in der Bearbeitungsebene. Um die Variation der Fokus-Position (senkrecht zur Bearbeitungsebene) über den Bearbeitungsbereich zu kompensieren, kann eine Fokuslagen-Korrektur vorgenommen werden, welche die sphärische Abweichung des Scannerfeldes beispielsweise durch schnelle Ausgleichs-Bewegungen einer im Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls angeordneten Linse korrigiert, die in Strahlrichtung des primären Bearbeitungsstrahls verschoben wird, was eine schnelle Fokuslagenverschiebung zur Folge hat. Die bewegbare bzw. verschiebbare Linse kann beispielsweise in eine Fokuslagen-Korrektureinrichtung bzw. -Optik angeordnet sein. Aufgrund des vergleichsweise geringen Differenzwinkels zwischen den Bearbeitungsstrahlen ist es ausreichend, die Fokuslagen-Korrektur für den primären Bearbeitungsstrahl vorzunehmen, d.h. es kann auf eine individuelle Fokuslagen-Korrektur jedes einzelnen der Bearbeitungsstrahlen verzichtet werden.In another variant, a focus position correction is carried out to correct the focus positions of the processing beams in the beam path of the primary processing beam. The focus positions of the at least two processing beams along their respective beam direction should ideally be in the processing plane. Due to the deflection using the scanner mirror (without using an F-Theta lens), the focus positions of the processing beams are on a spherical surface when the scanner mirror(s) are pivoted, i.e. not exactly in the processing plane. In order to compensate for the variation in the focus position (perpendicular to the processing plane) across the processing area, a focus position correction can be carried out, which corrects the spherical deviation of the scanner field, for example by rapid compensating movements of a lens arranged in the beam path of the primary processing beam, which is moved in the beam direction of the primary processing beam, resulting in a rapid focus position shift. The movable or displaceable lens can, for example, be arranged in a focus position correction device or optics. Due to the comparatively small difference angle between the processing beams, it is sufficient to carry out the focus position correction for the primary processing beam, i.e. an individual focus position correction for each of the processing beams can be dispensed with.

Steuerungstechnisch kann für die Fokuslagen-Korrektur bzw. allgemein der Schwerpunkt bzw. der Mittelwert aus den Positionen der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene für die Bahnsteuerung verwendet werden, d.h. der Mittelwert wird als Bewegungsbahn des (primären) Bearbeitungsstrahls verwendet. Die Steuerung kann in diesem Fall (im Wesentlichen) auf eine solche Weise erfolgen, als ob nur der primäre Bearbeitungsstrahl für die Bestrahlung verwendet würde. Insbesondere kann die Schwerpunktbahn als Vorgabe für die Bestimmung der Fokuslagen-Korrektur verwendet werden.In terms of control technology, the center of gravity or the mean value of the positions of the processing beams in the processing plane can be used for the path control for the focus position correction or in general, i.e. the mean value is used as the movement path of the (primary) processing beam. In this case, the control can be carried out (essentially) in such a way as if only the primary processing beam were used for the irradiation. In particular, the center of gravity path can be used as a specification for determining the focus position correction.

Die Erfindung betrifft auch eine Bestrahlungseinrichtung der eingangs genannten Art, die eine Steuerungseinrichtung, aufweist, die ausgebildet bzw. programmiert ist, die Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen in einem Teilbereich oder in mindestens zwei Teilbereichen eines zusammenhängenden Flächenbereichs, der für die Bestrahlung in eine Mehrzahl von bevorzugt rhomboiden, insbesondere rautenförmigen, rechteckigen oder quadratischen Teilbereichen aufgeteilt ist, simultan zu verändern, bis die Pulverschicht in dem Teilbereich oder in den mindestens zwei Teilbereichen vollständig aufgeschmolzen ist, und die ausgebildet ist, die Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen oder von mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen in einem weiteren Teilbereich oder in mindestens zwei unterschiedlichen weiteren Teilbereichen des zusammenhängenden Flächenbereichs simultan zu verändern, bis die Pulverschicht in dem weiteren Teilbereich oder in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen vollständig aufgeschmolzen ist.The invention also relates to an irradiation device of the type mentioned at the outset, which has a control device which is designed or programmed to simultaneously change the positions of the at least two processing beams in a partial area or in at least two partial areas of a continuous surface area which is divided into a plurality of preferably rhomboid, in particular diamond-shaped, rectangular or square partial areas for the irradiation, until the powder layer in the partial area or in the at least two partial areas has completely melted, and which is designed to simultaneously change the positions of the at least two processing beams or of at least two further processing beams in a further partial area or in at least two different further partial areas of the continuous surface area until the powder layer in the further partial area or in the at least two further partial areas has completely melted.

Die Steuerungseinrichtung ist somit ausgebildet bzw. programmiert, das 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 Verfahrens auszuführen. Die Steuerungseinrichtung wirkt für die simultane Veränderung der Positionen der (weiteren) Bearbeitungsstrahlen auf die Scannereinrichtung, genauer gesagt auf den bzw. auf die beiden Scanner-Spiegel der Scannereinrichtung ein.The control device is thus designed or programmed to carry out the method described above for generating the connected surface area. The control device can also be designed or programmed accordingly to carry out the variants of the method described above. The control device acts on the scanner device, or more precisely on the two scanner mirrors of the scanner device, for the simultaneous change in the positions of the (further) processing beams.

Bei einer Ausführungsform weist die Bestrahlungseinrichtung eine weitere Strahlteilereinrichtung zur Aufteilung eines weiteren primären Bearbeitungsstrahls, insbesondere eines weiteren Laserstrahls, auf mindestens zwei weitere Bearbeitungsstrahlen, insbesondere auf mindestens zwei weiteren Laserstrahlen, sowie eine weitere Scannereinrichtung zum Ausrichten der mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen auf unterschiedliche Positionen in der Bearbeitungsebene auf.In one embodiment, the irradiation device has a further beam splitter device for splitting a further primary processing beam, in particular a further laser beam, into at least two further processing beams, in particular into at least two further laser beams, as well as a further scanner device for aligning the at least two further processing beams to different positions in the processing plane.

Die Bestrahlungseinrichtung kann beispielsweise zwei identisch aufgebaute Scannereinrichtungen aufweisen, die so angeordnet sind, dass deren Scanbereiche bzw. deren Bearbeitungsfelder sich in der Bearbeitungsebene überlappen. Mittels der weiteren Bearbeitungsstrahlen können beispielsweise auf die weiter oben beschriebene Weise die „schwarzen“ oder die „weißen“ Teilbereiche eines schachbrettartigen zusammenhängenden Flächenbereichs bestrahlt werden. Wie weiter oben beschrieben wurde, muss ein solcher schachbrettartiger Flächenbereich nicht zwingend quadratische Teilbereiche aufweisen, sondern kann beispielsweise rhomboide, insbesondere rautenförmige, rechteckige oder quadratische Teilbereiche aufweisen. Insbesondere kann die weitere Strahlteilereinrichtung ausgebildet sein, den weiteren primären Bearbeitungsstrahl in der zweiten Richtung aufzuteilen, so dass die weiteren Bearbeitungsstrahlen auf in der zweiten Richtung unterschiedliche Positionen in der Bearbeitungsebene ausgerichtet werden, während die Strahlteilereinrichtung ausgebildet ist, den primären Bearbeitungsstrahl in einer ersten Richtung aufzuteilen, so dass die Bearbeitungsstrahlen auf unterschiedliche Positionen in der ersten, bevorzugt zur zweiten senkrechten Richtung ausgerichtet werden.The irradiation device can, for example, have two identically constructed scanner devices that are arranged in such a way that their scanning areas or their processing fields overlap in the processing plane. Using the additional processing beams, the “black” or “white” sub-areas of a checkerboard-like, connected surface area can be irradiated, for example, in the manner described above. As described above Such a checkerboard-like surface area does not necessarily have to have square sub-areas, but can have rhomboidal, in particular diamond-shaped, rectangular or square sub-areas, for example. In particular, the further beam splitter device can be designed to split the further primary processing beam in the second direction, so that the further processing beams are aligned to different positions in the processing plane in the second direction, while the beam splitter device is designed to split the primary processing beam in a first direction, so that the processing beams are aligned to different positions in the first direction, preferably perpendicular to the second direction.

Bei einer Ausführungsform ist die Strahlteilereinrichtung zur Aufteilung des primären Bearbeitungsstrahls auf die mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen durch Aufteilen eines Strahlquerschnitts des primären Bearbeitungsstrahls ausgebildet. In diesem Fall erfolgt die Strahlteilung somit nicht durch einen Polarisations-Strahlteiler, bei dem in der Regel der gesamte Strahlquerschnitt in zwei zueinander senkrechte Polarisationsanteile aufgeteilt wird. Die Aufteilung des primären Bearbeitungsstrahls auf die mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen hat sich insbesondere im kollimierten Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls als vorteilhaft erwiesen, so dass die Strahlteilereinrichtung bevorzugt im kollimierten Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls angeordnet ist. Für die Aufteilung des Strahlquerschnitts ist es günstig, wenn die durch das Aufteilen erzeugten Bearbeitungsstrahlen jeweils unter einem Winkel zueinander ausgerichtet werden, der bei der Umlenkung der Bearbeitungsstrahlen an der Scannereinrichtung typischerweise erhalten bleibt. Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, die Bearbeitungsstrahlen bei der Aufteilung an der Strahlteilereinrichtung lateral zueinander zu versetzen.In one embodiment, the beam splitter device is designed to split the primary processing beam into the at least two processing beams by splitting a beam cross-section of the primary processing beam. In this case, the beam splitting is therefore not carried out by a polarization beam splitter, in which the entire beam cross-section is usually split into two mutually perpendicular polarization components. The splitting of the primary processing beam into the at least two processing beams has proven to be advantageous in particular in the collimated beam path of the primary processing beam, so that the beam splitter device is preferably arranged in the collimated beam path of the primary processing beam. For the splitting of the beam cross-section, it is advantageous if the processing beams generated by the splitting are each aligned at an angle to one another, which is typically maintained when the processing beams are deflected at the scanner device. Alternatively or additionally, it is also possible to offset the processing beams laterally from one another when splitting at the beam splitter device.

Bei einer Weiterbildung ist die Strahlteilereinrichtung zur Aufteilung des primären Bearbeitungsstrahls durch Umlenkung mindestens eines Teilbereichs des Strahlquerschnitts des primären Bearbeitungsstrahls (bevorzugt unter einem Differenzkwinkel zur Strahlrichtung des primären Bearbeitungsstrahls) ausgebildet. Die Strahlteilereinrichtung kann in diesem Fall beispielsweise dazu dienen, die Hälfte des Strahlquerschnitts - und damit die Hälfte der Leistung - des Bearbeitungsstrahls umzulenken, indem die Strahlteilereinrichtung nur eine Hälfte des Strahlprofils überdeckt.In a further development, the beam splitter device is designed to split the primary processing beam by deflecting at least a portion of the beam cross-section of the primary processing beam (preferably at a differential angle to the beam direction of the primary processing beam). In this case, the beam splitter device can be used, for example, to deflect half of the beam cross-section - and thus half of the power - of the processing beam by the beam splitter device covering only half of the beam profile.

Bei einer Weiterbildung ist die Strahlteilereinrichtung als für den primären Bearbeitungsstrahl transparente Keilplatte ausgebildet. Die Keilplatte kann zur Umlenkung eines Teilbereichs des Strahlquerschnitts unter einem Differenzkwinkel dienen, der in der Regel bis zur Bearbeitungsebene beibehalten wird. Durch den Keilwinkel der Keilplatte wird bei gegebener Brechzahl des transparenten Materials der Keilplatte, z.B. Quarzglas, der Differenzwinkel festgelegt. Der Keilwinkel kann insbesondere so festgelegt werden, dass der Abstand der Positionen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene einem ganzzahligen Vielfachen der Kantenlänge eines bestrahlten Teilbereichs entspricht. Bevorzugt wird der Keilwinkel so festgelegt, dass der Abstand zwischen den Positionen dem Doppelten oder dem Dreifachen der Kantenlänge eines jeweiligen Teilbereichs in der ersten Richtung entspricht, so dass bei der Bestrahlung eine Lücke von einem oder von zwei Teilbereichen zwischen den simultan bestrahlten Teilbereichen verbleibt. Die Keilplatte wird idealerweise im kollimierten Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls nach einer ggf. erfolgenden Aufweitung und vor der Fokussierung angeordnet, d.h. die Fokussierung erfolgt nicht am primären Bearbeitungsstrahl, sondern an den mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen nach der Aufteilung.In a further development, the beam splitter device is designed as a wedge plate that is transparent to the primary processing beam. The wedge plate can be used to deflect a partial area of the beam cross-section at a differential angle that is generally maintained up to the processing plane. The wedge angle of the wedge plate determines the differential angle for a given refractive index of the transparent material of the wedge plate, e.g. quartz glass. The wedge angle can in particular be set such that the distance between the positions of the at least two processing beams in the processing plane corresponds to an integer multiple of the edge length of an irradiated partial area. The wedge angle is preferably set such that the distance between the positions corresponds to twice or three times the edge length of a respective partial area in the first direction, so that during irradiation a gap of one or two partial areas remains between the simultaneously irradiated partial areas. The wedge plate is ideally arranged in the collimated beam path of the primary processing beam after any expansion and before focusing, i.e. focusing does not take place on the primary processing beam, but on the at least two processing beams after division.

Bei einer weiteren, alternativen Weiterbildung ist die Strahlteilereinrichtung als diffraktives optisches Element ausgebildet, beispielsweise als Beugungsgitter oder dergleichen. Das diffraktive optische Element kann insbesondere dazu dienen, den primären Bearbeitungsstrahl in mehrere Bearbeitungsstrahlen aufzuteilen, die idealer Weise identische Eigenschaften aufweisen und sich lediglich in den jeweiligen Winkeln unterscheiden, unter denen diese auf die Scannereinrichtung auftreffen. Aus einem primären Laserstrahl, der z.B. 500 W Leistung und einen Fokus-Durchmesser in der Bearbeitungsebene von ca. 100 µm aufweist, kann das diffraktive optische Element beispielsweise fünf Laserstrahlen erzeugen, die eine Leistung von jeweils 100 W und einen Durchmesser von ebenfalls 100 µm aufweisen. Werden die fünf Bearbeitungsstrahlen nebeneinander und parallel innerhalb eines bestrahlten Teilbereichs bewegt, wird ein Streifen bzw. eine Fläche mit einer Breite von ca. 500 µm aufgeschmolzen. Auf diese Weise lässt sich in gleicher Zeit fünf Mal so viel Material aufschmelzen als mit dem primären Bearbeitungsstrahl, der lediglich einen Durchmesser von 100 µm aufweist.In a further, alternative development, the beam splitter device is designed as a diffractive optical element, for example as a diffraction grating or the like. The diffractive optical element can be used in particular to split the primary processing beam into several processing beams, which ideally have identical properties and only differ in the respective angles at which they impinge on the scanner device. From a primary laser beam, which has, for example, 500 W power and a focus diameter in the processing plane of approx. 100 µm, the diffractive optical element can, for example, generate five laser beams, each with a power of 100 W and a diameter of also 100 µm. If the five processing beams are moved next to one another and in parallel within an irradiated partial area, a strip or an area with a width of approx. 500 µm is melted. In this way, five times as much material can be melted in the same amount of time as with the primary processing beam, which only has a diameter of 100 µm.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bestrahlungseinrichtung eine Bewegungseinrichtung zur zumindest teilweisen Bewegung der Strahlteilereinrichtung in den Strahlquerschnitt des primären Bearbeitungsstrahls hinein und aus dem Strahlquerschnitt des primären Bearbeitungsstrahls heraus. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann die Keilplatte so in den Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls eingebracht werden, dass diese nur den halben Strahlquerschnitt überdeckt. Für das schnelle Bewegen der Keilplatte in den Strahlengang hinein und aus diesem heraus kann die Bewegungseinrichtung insbesondere eine Dreh- bzw. eine Schwenkbewegung der Keilplatte um eine Drehachse ausführen. Die Bewegungseinrichtung kann zu diesem Zweck beispielsweise als schnelle so genannte Keilweiche ausgebildet sein, wie sie zur Einkopplung in eine 2 in 1-Faser verwendet wird. Die Bewegungseinrichtung kann ausgebildet sein, ein jeweiliges diffraktives optisches Element mit einer linearen Bewegung und/oder mit einer Drehbewegung in den Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls hinein und aus diesem heraus zu bewegen. Für die Steuerung der Bewegungseinrichtung kann ebenfalls die weiter oben beschriebene Steuerungseinrichtung verwendet werden.In a further embodiment, the irradiation device comprises a movement device for at least partially moving the beam splitter device into the beam cross-section of the primary processing beam and out of the beam cross-section of the primary processing beam. As described above, the wedge plate can be introduced into the beam path of the primary processing beam in such a way that it only covers half the beam cross-section. For the rapid movement of the wedge plate into and out of the beam path, the movement device can in particular carry out a rotational or pivoting movement of the wedge plate about a rotational axis. For this purpose, the movement device can be designed, for example, as a fast so-called wedge switch, as is used for coupling into a 2 in 1 fiber. The movement device can be designed to move a respective diffractive optical element into and out of the beam path of the primary processing beam with a linear movement and/or with a rotational movement. The control device described above can also be used to control the movement device.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Bestrahlungseinrichtung eine Fokuslagen-Korrektureinrichtung zur Korrektur der Fokus-Positionen der Bearbeitungsstrahlen auf, die im Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls angeordnet ist. Wie weiter oben beschrieben wurde, kann aufgrund des bzw. der vergleichsweise geringen Differenzwinkel der Bearbeitungsstrahlen die von der Position in der Bearbeitungsebene abhängige Fokuslagen-Korrektur im primären Bearbeitungsstrahl durchgeführt werden. Als Fokuslagen-Korrektureinrichtung kann beispielsweise eine so genannte varioSCAN-Fokussiereinrichtung dienen, wie sie von der Fa. Scanlab GmbH angeboten wird.In a further embodiment, the irradiation device has a focus position correction device for correcting the focus positions of the processing beams, which is arranged in the beam path of the primary processing beam. As described above, due to the comparatively small difference angle(s) of the processing beams, the focus position correction, which depends on the position in the processing plane, can be carried out in the primary processing beam. A so-called varioSCAN focusing device, such as that offered by Scanlab GmbH, can be used as the focus position correction device.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Bestrahlungseinrichtung ein bevorzugt telezentrisches F-Theta-Objektiv zur Fokussierung der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene auf. Bei einem F-Theta-Objektiv handelt es sich um eine spezielle Art von Objektiv, das für Scanner-Anwendungen verwendet wird. Ein F-Theta-Objektiv erzeugt im Gegensatz zu einem abbildenden (Kamera-)Objektiv eine gewollte linienförmige Verzeichnung, um die F-Theta-Bedingung f * θ = X zu erfüllen, wobei X den Abstand von der Mitte des Bearbeitungsfeldes in der Bearbeitungsebene, f die Brennweite des F-Theta-Objektivs und θ den Winkel bezeichnen, unter dem der jeweilige Bearbeitungsstrahl in der Eintrittspupillenebene des F-Theta-Objektivs zur optischen Achse des F-Theta-Objektivs ausgerichtet ist. In a further embodiment, the irradiation device has a preferably telecentric F-theta lens for focusing the processing beams in the processing plane. An F-theta lens is a special type of lens that is used for scanner applications. In contrast to an imaging (camera) lens, an F-theta lens produces a desired linear distortion in order to fulfill the F-theta condition f * θ = X, where X is the distance from the center of the processing field in the processing plane, f is the focal length of the F-theta lens and θ is the angle at which the respective processing beam in the entrance pupil plane of the F-theta lens is aligned to the optical axis of the F-theta lens.

Durch das F-Theta-Objektiv kann die ortsabhängige Variation des Abstands der Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene, die vom Umlenkwinkel der Scannereinrichtung abhängig ist, reduziert werden. Bei der Verwendung eines telezentrischen F-Theta-Objektivs bzw. allgemein eines telezentrischen Objektivs treffen die Bearbeitungsstrahlen (im Wesentlichen) unabhängig vom Umlenkwinkel und somit unabhängig vom Ort im Bearbeitungsfeld stets senkrecht auf das Bearbeitungsfeld, so dass praktisch keine ortsabhängige Variation des Abstandes zwischen den Bearbeitungsstrahlen in der Bearbeitungsebene mehr auftritt.The F-Theta lens can reduce the location-dependent variation in the distance between the processing beams in the processing plane, which depends on the deflection angle of the scanner device. When using a telecentric F-Theta lens or a telecentric lens in general, the processing beams (essentially) always hit the processing field perpendicularly, regardless of the deflection angle and thus regardless of the location in the processing field, so that there is practically no location-dependent variation in the distance between the processing beams 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 primären Bearbeitungsstrahls bzw. des primären Laserstrahls aufweisen kann. Insbesondere können Laserquellen verwendet werden, die eine Leistung im Bereich von mehr als 100 W aufweisen.It is understood that the irradiation device described above or a processing machine comprising the irradiation device can have at least one beam source, in particular at least one laser source, for generating the at least one primary processing beam or the primary laser beam. In particular, laser sources can be used which have a power in the range of more than 100 W.

Ein weiterer Aspekt betrifft eine Bearbeitungsmaschine zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch Bestrahlen von Pulverschichten, umfassend: eine Bestrahlungseinrichtung, wie sie weiter oben beschrieben ist, sowie eine Bearbeitungskammer mit einer Bearbeitungsebene, in der die zu bestrahlende Pulverschicht anordenbar 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.A further aspect relates to a processing machine for producing three-dimensional components by irradiating powder layers, comprising: an irradiation device as described above, and a processing chamber with a processing plane in which the powder layer to be irradiated can be arranged. The processing machine can, for example, be designed as in the EP 3 023 228 A1 described, which is incorporated in its entirety by reference into 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 working surface in which a construction 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 for providing the powder. A sliding device arranged in the processing chamber can serve to transfer the powder from the powder storage container to the construction platform area.

Bei einer Ausführungsform weist die Bearbeitungsmaschine eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen eines Gasstroms auf, der in einem zur Bereitstellung eines Pulverbetts vorgesehenen Bauplattformbereich über die Bearbeitungsebene strömt, und dessen Strömungsrichtung bevorzugt zumindest teilweise der Bewegungsrichtung der Bearbeitungsstrahlen entgegen gerichtet ist und/oder bei der der Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die Reihenfolge der Bestrahlung der Teilbereiche in Abhängigkeit vom Abstand der jeweiligen Teilbereiche in Strömungsrichtung von einer Bereitstellungseinrichtung zur Bereitstellung des Gasstroms festzulegen. Der Gasstrom kann wie in der oben zitierten EP 3 023 228 A1 zum Entfernen von Rauch aus der Bearbeitungskammer dienen. Das zur Bereitstellung des Gasstroms verwendete Gassystem kann beispielsweise wie in der EP 3 023 228 A1 beschrieben ist ausgebildet sein. Um sicherzustellen, dass die Bewegung der Bearbeitungsstrahlen zumindest teilweise der Strömungsrichtung des Gasstroms entgegen gerichtet ist, kann die Bestrahlung beispielsweise auf die in der WO 2014/125280 A1 beschriebene Weise erfolgen, auch wenn dies die Bestrahlung verlangsamt.In one embodiment, the processing machine has a supply device for providing a gas flow which flows over the processing plane in a construction platform area provided for providing a powder bed, and whose flow direction is preferably at least partially directed against the direction of movement of the processing beams and/or in which the control device is designed to determine the order of irradiation of the partial areas depending on the distance of the respective partial areas in the flow direction from a supply device for providing the gas flow. The gas flow can be as in the above-cited EP 3 023 228 A1 to remove smoke from the processing chamber. The gas system used to provide the gas flow can be playing style as in the EP 3 023 228 A1 To ensure that the movement of the processing beams is at least partially directed against the flow direction of the gas stream, the irradiation can be directed, for example, to the direction described in the WO 2014/125280 A1 described above, even if this slows down the irradiation.

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. Likewise, the features mentioned above and those listed below can be used individually or in combination in any desired way. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather are exemplary in nature for the description of the invention.

Es zeigen:

  • 1a eine schematische Darstellung einer Bestrahlungseinrichtung mit einer Strahlteilereinrichtung zur Aufteilung eines primären Bearbeitungsstrahls in zwei Bearbeitungsstrahlen, die auf unterschiedliche Positionen in einer Bearbeitungsebene ausgerichtet werden,
  • 1b ein Detail der Strahlteilereinrichtung in Form einer Keilplatte zur Umlenkung der Hälfte des Strahlquerschnitts des primären Bearbeitungsstrahls,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine zum Herstellen von dreidimensionalen Bauteilen durch Bestrahlen von Pulverschichten mit der Bestrahlungseinrichtung gemäß 1a,
  • 3a,b schematische Darstellungen von Teilbereichen eines zusammenhängenden Flächenbereichs in der Mitte und am Rand eines Bearbeitungsbereichs einer Scannereinrichtung,
  • 4 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine mit einer Bestrahlungseinrichtung mit drei Strahlquellen,
  • 5a,b schematische Darstellungen der Bestrahlung eines kreisförmigen Flächenbereichs einer Schicht eines dreidimensionalen Bauteils mit der Bearbeitungsmaschine von 4, sowie
  • 6 eine schematische Darstellung der Bestrahlung eines zusammenhängenden Flächenbereichs mit einer Mehrzahl von rhomboiden Teilbereichen.
They show:
  • 1a a schematic representation of an irradiation device with a beam splitter device for splitting a primary processing beam into two processing beams which are aligned to different positions in a processing plane,
  • 1b a detail of the beam splitter device in the form of a wedge plate for deflecting half of the beam cross-section of the primary processing beam,
  • 2 a schematic representation of a processing machine for producing three-dimensional components by irradiating powder layers with the irradiation device according to 1a ,
  • 3a ,b schematic representations of sub-areas of a contiguous surface area in the middle and at the edge of a processing area of a scanner device,
  • 4 a schematic representation of a processing machine with an irradiation device with three beam sources,
  • 5a ,b schematic representations of the irradiation of a circular surface area of a layer of a three-dimensional component with the processing machine of 4 , as well as
  • 6 a schematic representation of the irradiation of a contiguous surface area with a plurality of rhomboid sub-areas.

1a zeigt eine Bestrahlungseinrichtung 1 für eine in 1a nicht dargestellte Bearbeitungsmaschine. Die Bestrahlungseinrichtung 1 dient zum Bestrahlen eines zusammenhängenden Flächenbereichs 2 einer Pulverschicht 3, 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 primärer 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 des primären Bearbeitungsstrahls 4 bzw. von zwei Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b dienen, in die der Bearbeitungsstrahl 4 an einer Strahlteilereinrichtung in Form einer transparenten Keilplatte 7 aufgeteilt wird. Die Keilplatte 7 kann mit Hilfe einer Bewegungseinrichtung 8 in den im gezeigten Beispiel kreisförmigen Strahlquerschnitt A des primären Bearbeitungsstrahls 4 hinein und auch wieder aus dem Strahlquerschnitt A des primären Bearbeitungsstrahls 4 heraus bewegt werden. Bei dem in 1a gezeigten Beispiel wird die Keilplatte 7 nur teilweise in den Strahlquerschnitt A des primären Bearbeitungsstrahls 4 hinein bewegt, und zwar bis diese die Hälfte A / 2 des Strahlquerschnitts A überdeckt, wie dies in 1b zu erkennen ist. Auf diese Weise wird die Leistung des primären Bearbeitungsstrahls 4 zu gleichen Teilen auf die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b aufgeteilt. 1a shows an irradiation device 1 for a 1a processing machine not shown. The irradiation device 1 is used to irradiate a continuous surface area 2 of a powder layer 3, which is rectangular in the example shown. For the irradiation, the irradiation device 1 is connected to a 1 A primary processing beam 4 in the form of a laser beam is fed to the irradiation device 1 from a beam source (not shown in the picture) in the form of a laser source. The irradiation device 1 has a scanner device 5 with two rotatable scanner mirrors 6a, 6b (galvano mirrors) which serve to deflect the primary processing beam 4 or two processing beams 4a, 4b into which the processing beam 4 is split at a beam splitter device in the form of a transparent wedge plate 7. The wedge plate 7 can be moved into the beam cross section A of the primary processing beam 4, which is circular in the example shown, and also out of the beam cross section A of the primary processing beam 4 again with the aid of a movement device 8. In the case of the 1a In the example shown, the wedge plate 7 is only partially moved into the beam cross-section A of the primary processing beam 4, namely until it covers half A / 2 of the beam cross-section A, as shown in 1b can be seen. In this way, the power of the primary processing beam 4 is divided equally between the two processing beams 4a, 4b.

Die Keilplatte 7 weist einen Keilwinkel γ auf, der bewirkt, dass der zweite Bearbeitungsstrahl 4b gegenüber dem ersten Bearbeitungsstrahl 4a (und gegenüber dem primären Bearbeitungsstrahl 4) unter einem Differenzwinkel δ umgelenkt wird. Der Differenzwinkel δ hängt in einer für den Fachmann bekannten Weise vom Keilwinkel γ und vom Brechungsindex des Materials der Keilplatte 7 ab. Der Differenzwinkel δ wird bei der zweifachen Umlenkung bzw. Reflexion der Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b an den beiden Scanner-Spiegeln 6a, 6b der Scannereinrichtung 5 beibehalten, so dass die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b an unterschiedlichen Positionen P1, P2 in dem zusammenhängenden Flächenbereich 2 auf die Pulverschicht 3 treffen. Im gezeigten Beispiel verläuft der Differenzwinkel δ in der XZ-Ebene eines XYZ-Koordinatensystems, d.h. die beiden Positionen P1, P2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b sind in einer ersten Richtung, die nachfolgend als X-Richtung bezeichnet wird, in einem Abstand 2 L voneinander beabstandet. Der Abstand 2 L der Positionen P1, P2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b auf der Pulverschicht 3 hängt neben dem Differenzwinkel δ auch vom (bekannten) Abstand der Bearbeitungsebene E von der Bestrahlungseinrichtung 1 bzw. von der Scannereinrichtung 5 ab. Die Bearbeitungsebene E liegt im gezeigten Beispiel in der XY-Ebene des XYZ-Koordinatensystems.The wedge plate 7 has a wedge angle γ, which causes the second processing beam 4b to be deflected at a differential angle δ relative to the first processing beam 4a (and relative to the primary processing beam 4). The differential angle δ depends on the wedge angle γ and the refractive index of the material of the wedge plate 7 in a manner known to those skilled in the art. The differential angle δ is maintained during the double deflection or reflection of the processing beams 4a, 4b on the two scanner mirrors 6a, 6b of the scanner device 5, so that the two processing beams 4a, 4b strike the powder layer 3 at different positions P1, P2 in the connected surface area 2. In the example shown, the difference angle δ runs in the XZ plane of an XYZ coordinate system, i.e. the two positions P1, P2 of the two processing beams 4a, 4b are spaced apart from each other by a distance 2 L in a first direction, which is referred to below as the X direction. The distance 2 L of the positions P1, P2 of the two processing beams 4a, 4b on the powder layer 3 depends not only on the difference angle δ but also on the (known) distance of the processing plane E from the irradiation device 1 or from the scanner device 5. In the example shown, the processing plane E lies in the XY plane of the XYZ coordinate system.

Die Bewegungseinrichtung 8 ist im gezeigten Beispiel zur Drehung der Keilplatte 7 um eine parallel zur Strahlrichtung des primären Bearbeitungsstrahls 4 verlaufende Drehachse ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass mit Hilfe einer Drehbewegung die Keilplatte 7 besonders schnell in den Strahlquerschnitt A des primären Bearbeitungsstrahls 4 hinein und wieder aus diesem heraus bewegt werden kann. Dies ist vorteilhaft, um ein möglichst schnelles Umschalten zwischen einer Bestrahlung der Pulverschicht 3 mit dem primären Bearbeitungsstrahl 4 und einer Bestrahlung der Pulverschicht 3 mit den beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b zu ermöglichen.In the example shown, the movement device 8 is designed to rotate the wedge plate 7 about a parallel to the beam direction of the primary processing beam 4. It has been found that with the aid of a rotary movement the wedge plate 7 can be moved particularly quickly into the beam cross-section A of the primary processing beam 4 and out of it again. This is advantageous in order to enable the fastest possible switching between irradiation of the powder layer 3 with the primary processing beam 4 and irradiation of the powder layer 3 with the two processing beams 4a, 4b.

Wie in 1a ebenfalls zu erkennen ist, ist im Strahlengang der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b nach der Strahlteilereinrichtung 7 eine (statische) Fokussiereinrichtung 9 in Form einer Fokussierlinse angeordnet, um die Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in der Bearbeitungsebene E zu fokussieren. Im Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls 4 ist eine Fokuslagen-Korrektureinrichtung 10 angeordnet, die zur (dynamischen) Korrektur der Fokus-Positionen F1, F2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b (in Strahlrichtung) dient, um sicherzustellen, dass die Fokus-Positionen F1, F2 wie in 1a dargestellt ist in der Bearbeitungsebene E liegen. Die Fokuslagen-Korrektureinrichtung 10 ist erforderlich, da die von der Fokussierlinse 9 fokussierten und von der Scannereinrichtung 5 umgelenkten Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in einer Kugelschale und nicht wie gewünscht in der Bearbeitungsebene E fokussiert würden. Die Fokuslagen-Korrektureinrichtung 10 ist im primären Bearbeitungsstrahl 4 angeordnet, da die Positionen P1, P2 der Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in der Bearbeitungsebene E einen vergleichsweise geringen Abstand 2 L aufweisen, der typischerweise bei weniger als ca. 1,0 mm liegt, so dass auf eine individuelle Fokuslagen-Korrektur der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b verzichtet werden kann. Als Fokuslagen-Korrektureinrichtung 10 kann beispielsweise eine so genannte varioSCAN-Fokussiereinrichtung dienen, wie sie von der Fa. Scanlab GmbH vertrieben wird.As in 1a As can also be seen, a (static) focusing device 9 in the form of a focusing lens is arranged in the beam path of the two processing beams 4a, 4b after the beam splitter device 7 in order to focus the processing beams 4a, 4b in the processing plane E. A focus position correction device 10 is arranged in the beam path of the primary processing beam 4, which serves for the (dynamic) correction of the focus positions F1, F2 of the two processing beams 4a, 4b (in the beam direction) in order to ensure that the focus positions F1, F2 as in 1a shown are in the processing plane E. The focus position correction device 10 is required because the processing beams 4a, 4b focused by the focusing lens 9 and deflected by the scanner device 5 would be focused in a spherical shell and not in the processing plane E as desired. The focus position correction device 10 is arranged in the primary processing beam 4 because the positions P1, P2 of the processing beams 4a, 4b in the processing plane E have a comparatively small distance 2 L, which is typically less than approx. 1.0 mm, so that an individual focus position correction of the two processing beams 4a, 4b can be dispensed with. A so-called varioSCAN focusing device, such as that sold by Scanlab GmbH, can serve as the focus position correction device 10.

Der in 1a gezeigte zusammenhängende Flächenbereich 2 ist von einer Randkontur 11 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 11 bestrahlt werden. Die Fläche innerhalb der Randkontur 11 ist im gezeigten Beispiel in den zusammenhängenden Flächenbereich 2 aufgeteilt, welcher mit Hilfe der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b bestrahlt wird, sowie in einen Randbereich 12, der zwischen dem zusammenhängenden Flächenbereich 2 und der Randkontur 11 gebildet ist. Der zusammenhängende Flächenbereich 2 wird mittels der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b simultan bestrahlt, wie weiter unten näher beschrieben ist. Der Randbereich 12 sowie die Randkontur 11 werden hingegen mit dem primären Bearbeitungsstrahl 4 bestrahlt, wozu die Strahlteilereinrichtung 7 mit Hilfe der Bewegungseinrichtung 8 aus dem Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls 4 entfernt wird.The in 1a The contiguous surface area 2 shown is surrounded by an edge contour 11, which corresponds to the outer contour of a layer of the three-dimensional component that is to be produced when the powder layer 3 is irradiated. To produce the three-dimensional component, the entire area within the edge contour 11 is to be irradiated. In the example shown, the area within the edge contour 11 is divided into the contiguous surface area 2, which is irradiated using the two processing beams 4a, 4b, and into an edge area 12, which is formed between the contiguous surface area 2 and the edge contour 11. The contiguous surface area 2 is irradiated simultaneously using the two processing beams 4a, 4b, as described in more detail below. The edge region 12 and the edge contour 11, however, are irradiated with the primary processing beam 4, for which purpose the beam splitter device 7 is removed from the beam path of the primary processing beam 4 with the aid of the movement device 8.

Der im gezeigten Beispiel rechteckige zusammenhängende Flächenbereich 2 wird für die Bestrahlung in eine Mehrzahl von quadratischen Teilbereichen aufgeteilt, und zwar in insgesamt acht Teilbereiche in Längsrichtung (X-Richtung) und in drei Teilbereiche in Querrichtung (Y-Richtung) des zusammenhängenden Flächenbereichs 2, von denen sechs Teilbereiche T1 bis T6 in 1a dargestellt sind. Die Teilbereiche T1, T2, ... weisen eine Länge L in X-Richtung auf, die beispielsweise 1,0 mm betragen kann, und eine identische Länge in Y-Richtung. Anders als in 1a dargestellt ist, können die Teilbereiche T1, T2, ... eine andere, z.B. rechteckige Geometrie aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Teilbereiche T1, T2, ... eine andere, 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 sind.The rectangular contiguous surface area 2 shown in the example is divided into a plurality of square sub-areas for irradiation, namely into a total of eight sub-areas in the longitudinal direction (X direction) and into three sub-areas in the transverse direction (Y direction) of the contiguous surface area 2, of which six sub-areas T1 to T6 are in 1a The sub-areas T1, T2, ... have a length L in the X direction, which can be 1.0 mm, for example, and an identical length in the Y direction. Unlike in 1a As shown, the sub-areas T1, T2, ... can have a different geometry, e.g. rectangular. It is also possible for the sub-areas T1, T2, ... to have a different geometry, e.g. rhomboid, diamond-shaped or basically any geometry, as long as they are arranged in a regular arrangement in the manner of a grid or matrix.

Wie in 1a ebenfalls zu erkennen ist, werden die beiden in X-Richtung in der Bearbeitungsebene E zueinander versetzten Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b dazu verwendet, um simultan zwei quadratische Teilbereiche T3, T4 des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 zu bestrahlen, zwischen denen eine Lücke gebildet ist, der genau die Größe eines Teilbereichs T1 bis T6 aufweist. Wie weiter oben beschrieben wurde, weisen die Positionen P1, P2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in der Bearbeitungsebene E einen Abstand 2 L zueinander auf, d.h. einen Abstand, der dem Zweifachen der Länge L eines jeweiligen Teilbereichs T1 bis T6 entspricht. Die simultane Bestrahlung von zwei Teilbereichen T3, T4, die nicht unmittelbar benachbart angeordnet sind, hat sich hinsichtlich des Wärmehaushalts der Schmelze der Pulverschicht 3 als vorteilhaft herausgestellt. Anders als in 1a dargestellt ist, kann der Abstand zwischen den beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in X-Richtung einem anderen ganzzahligen Vielfachen, beispielsweise dem Vierfachen, der Länge L eines jeweiligen Teilbereichs T1 bis T6 entsprechen. Die Anzahl der Teilbereiche, in die der zusammenhängende Flächenbereich 2 in der X-Richtung eingeteilt wird, sollte durch das ganzzahlige Vielfache der Länge L eines jeweiligen Teilbereichs T1 bis T6 teilbar sein. Dies ist in der Regel möglich, da die Länge L der Teilbereiche T1 bis T6 in gewissen Grenzen frei gewählt werden kann.As in 1a As can also be seen, the two processing beams 4a, 4b, which are offset from one another in the X direction in the processing plane E, are used to simultaneously irradiate two square partial areas T3, T4 of the connected surface area 2, between which a gap is formed which has exactly the size of a partial area T1 to T6. As described above, the positions P1, P2 of the two processing beams 4a, 4b in the processing plane E have a distance 2 L from one another, ie a distance which corresponds to twice the length L of a respective partial area T1 to T6. The simultaneous irradiation of two partial areas T3, T4, which are not arranged directly adjacent, has proven to be advantageous with regard to the heat balance of the melt of the powder layer 3. Unlike in 1a As shown, the distance between the two processing beams 4a, 4b in the X direction can correspond to another integer multiple, for example four times, the length L of a respective sub-area T1 to T6. The number of sub-areas into which the contiguous surface area 2 is divided in the X direction should be divisible by the integer multiple of the length L of a respective sub-area T1 to T6. This is generally possible since the length L of the sub-areas T1 to T6 can be freely selected within certain limits.

Für die Bestrahlung der beiden Teilbereiche T3, T4 werden die Positionen P1, P2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in der Bearbeitungsebene E simultan mit Hilfe der Scannereinrichtung 5 verändert, bis die Pulverschicht 3 in den beiden Teilbereichen T3, T4 vollständig aufgeschmolzen ist. Im gezeigten Beispiel werden beim simultanen Verändern der Positionen P1, P2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in einer scannenden Bewegung über die gesamte Kantenlänge L der Teilbereiche T3, T4 in Y-Richtung bewegt. Am Rand des jeweiligen Teilbereichs T3, T4 erfolgt eine Bewegungsumkehr, bei der die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b geringfügig in X-Richtung versetzt werden, um eine benachbarte Bahn bzw. Spur in Y-Richtung in einer scannenden Bewegung abzufahren. Anschließend erfolgt eine erneute Bewegungsumkehr der beiden Bearbeitungsstrahlen in X-Richtung. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die beiden Teilbereiche T3, T4 vollständig, d.h. über deren gesamte Fläche, aufgeschmolzen sind.For the irradiation of the two partial areas T3, T4, the positions P1, P2 of the two processing beams 4a, 4b in the processing plane E is changed simultaneously with the aid of the scanner device 5 until the powder layer 3 in the two partial areas T3, T4 has completely melted. In the example shown, when the positions P1, P2 of the two processing beams 4a, 4b are changed simultaneously, the two processing beams 4a, 4b are moved in a scanning movement over the entire edge length L of the partial areas T3, T4 in the Y direction. At the edge of the respective partial area T3, T4, a reversal of movement takes place, in which the two processing beams 4a, 4b are slightly offset in the X direction in order to travel along an adjacent path or track in the Y direction in a scanning movement. The movement of the two processing beams is then reversed again in the X direction. This process is repeated until the two partial areas T3, T4 have been completely melted, i.e. over their entire surface.

Nach dem Bestrahlen des dritten und vierten Teilbereichs T3, T4 werden mittels der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b zwei weitere Teilbereiche, nämlich der fünfte und sechste Teilbereich T5, T6 bestrahlt. Zu diesem Zweck werden die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b zunächst in dem fünften und sechsten Teilbereich T5, T6 bewegt, d.h. deren Positionen P1, P2 in der Bearbeitungsebene E werden geeignet verändert. Bei der Neu-Positionierung der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b werden diese typischerweise abgeschaltet, indem eine in 1a nicht dargestellte Strahlquelle kurzzeitig deaktiviert wird. Gegebenenfalls können die Positionen P1, P2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b am Ende der Bestrahlung des dritten und vierten Teilbereichs T3, T4 so gewählt werden, dass diese in einer Ecke des dritten bzw. des vierten Teilbereichs T3, T4 positioniert sind, die auch eine Ecke des fünften und des sechsten Teilbereichs T5, T6 bildet. In diesem Fall kann die Bestrahlung des fünften und sechsten Teilbereichs T5, T6 sich unmittelbar an die Bestrahlung des dritten und vierten Teilbereichs T3, T4 anschließen. Die Bestrahlung des fünften und sechsten Teilbereichs T5, T6 erfolgt wie oben beschrieben, d.h. durch simultanes Verändern der Positionen P1, P2 der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in dem fünften und sechsten Teilbereich T5, T6, bis diese vollständig aufgeschmolzen sind. Entsprechend werden auch die übrigen Teilbereiche des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 bestrahlt, beispielsweise der erste und der zweite in 1a dargestellte Teilbereich T1, T2, bis der gesamte zusammenhängende Flächenbereich 2 bestrahlt ist.After irradiating the third and fourth partial areas T3, T4, two further partial areas, namely the fifth and sixth partial areas T5, T6, are irradiated by means of the two processing beams 4a, 4b. For this purpose, the two processing beams 4a, 4b are first moved in the fifth and sixth partial areas T5, T6, i.e. their positions P1, P2 in the processing plane E are suitably changed. When repositioning the two processing beams 4a, 4b, they are typically switched off by 1a beam source (not shown) is deactivated for a short time. If necessary, the positions P1, P2 of the two processing beams 4a, 4b at the end of the irradiation of the third and fourth partial areas T3, T4 can be selected so that they are positioned in a corner of the third or fourth partial area T3, T4, which also forms a corner of the fifth and sixth partial areas T5, T6. In this case, the irradiation of the fifth and sixth partial areas T5, T6 can follow immediately on from the irradiation of the third and fourth partial areas T3, T4. The irradiation of the fifth and sixth partial areas T5, T6 takes place as described above, i.e. by simultaneously changing the positions P1, P2 of the two processing beams 4a, 4b in the fifth and sixth partial areas T5, T6 until they are completely melted. The remaining partial areas of the connected surface area 2 are also irradiated accordingly, for example the first and second in 1a shown partial area T1, T2, until the entire contiguous surface area 2 is irradiated.

Gegebenenfalls können diejenigen Teilbereiche, welche in dem zusammenhängenden Flächenbereich 2 die Lücken zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich T1, T2, dem dritten und dem vierten Teilbereich T4, T5, dem fünften und dem sechsten Teilbereich T5, T6 etc. bilden, mit Hilfe der beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b bearbeitet werden, indem diese in Y-Richtung und nicht in X-Richtung simultan bewegt werden. Zu diesem Zweck kann die Bestrahlungseinrichtung 1 eine weitere Strahlteilereinrichtung aufweisen, beispielsweise in Form einer weiteren, um 90° gedrehten Keilplatte, um den primären Bearbeitungsstrahl 4 in zwei Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b aufzuteilen, deren Positionen P1, P2 in der Bearbeitungsebene E in Y-Richtung versetzt sind.If necessary, those sub-areas which form the gaps between the first and second sub-areas T1, T2, the third and fourth sub-areas T4, T5, the fifth and sixth sub-areas T5, T6, etc. in the connected surface area 2 can be processed using the two processing beams 4a, 4b by moving them simultaneously in the Y direction and not in the X direction. For this purpose, the irradiation device 1 can have a further beam splitter device, for example in the form of a further wedge plate rotated by 90°, in order to divide the primary processing beam 4 into two processing beams 4a, 4b, the positions P1, P2 of which are offset in the Y direction in the processing plane E.

In einem nachfolgenden oder vorausgehenden Schritt können der Randbereich 12 sowie die Randkontur 11 mit dem primären Bearbeitungsstrahl 4 bestrahlt werden, um die innerhalb der Randkontur 11 befindliche Fläche vollständig zu bestrahlen. Die Koordination der Bewegungen der Scanner-Spiegel 6a, 6b sowie der Strahlteilereinrichtung 7 erfolgt bei dem gezeigten Beispiel mittels einer in 2 dargestellten Steuerungseinrichtung 14 der Bestrahlungseinrichtung 1.In a subsequent or preceding step, the edge region 12 and the edge contour 11 can be irradiated with the primary processing beam 4 in order to completely irradiate the area located within the edge contour 11. In the example shown, the coordination of the movements of the scanner mirrors 6a, 6b and the beam splitter device 7 takes place by means of a 2 illustrated control device 14 of the irradiation device 1.

Die Orientierung der X-Richtung und der Y-Richtung in der Bearbeitungsebene E ist grundsätzlich beliebig. Im gezeigten Beispiel stimmt die positive Y-Richtung mit der Strömungsrichtung eines Schutzgasstroms 13 überein, der über die Pulverschicht 3 geführt wird. 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 primären Bearbeitungsstrahls 4 auf.The orientation of the X-direction and the Y-direction in the processing plane E is basically arbitrary. In the example shown, the positive Y-direction corresponds to the flow direction of a protective gas flow 13 which is guided over the powder layer 3. The protective gas flow 13 is guided in a processing chamber 16 of a 2 The powder layer 3 is guided by the processing machine 15 shown, which forms the uppermost layer of a powder bed 19 in which a three-dimensional component 20, or more precisely the already produced layers of the three-dimensional component 20, are embedded. The powder bed 19 is formed in a construction platform area 17, which has, for example, a cylindrical construction platform with a stamp, on the upper side of which the processing plane E is formed, which is irradiated by the irradiation device 1 in the manner described above. The processing machine 15 also has a beam source 23 in the form of a laser source for generating the primary processing beam 4.

Die Bearbeitungsmaschine 15 weist auch eine Bereitstellungseinrichtung 21 für die Bereitstellung des Schutzgasstroms 13 auf, die in 1a angedeutet ist. Alternativ zur Bereitstellung eines Schutzgasstroms 13, der eine Strömungsrichtung in positive Y-Richtung aufweist, kann der Schutzgasstrom 13 eine Strömungsrichtung in positive oder negative X-Richtung aufweisen oder auf andere Weise orientiert sein. 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 21 kann beispielsweise wie in der eingangs zitierten EP 3 023 228 A1 ausgebildet sein. Um zu gewährleisten, dass die Strömungsrichtung des Schutzgasstroms 13 (hier: positive Y-Richtung) zumindest teilweise der Bewegungsrichtung der Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in der Bearbeitungsebene E entgegen gerichtet ist, kann bei einer synchronen Bewegung der Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in Y-Richtung, wie sie in 1a dargestellt ist, die Belichtung der Teilbereiche T1 bis T6 erfolgen, indem die Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b nur in negativer Y-Richtung synchron über die jeweils gemeinsam belichteten Teilbereiche T1, T2; T3, T4; T5, T6 bewegt werden, d.h. es entfällt die gegenläufige Bewegung in positiver Y-Richtung, wie dies in der weiter oben zitierten WO 2014/125280 A1 dargestellt ist. Es ist ebenfalls möglich, die Reihenfolge der Bestrahlung der Teilbereiche T1, T2, ... in Abhängigkeit vom Abstand des jeweiligen Teilbereichs T1, T2, ... in Strömungsrichtung +Y von der Bereitstellungseinrichtung 21 zu wählen. Hierbei können insbesondere Teilbereiche T1, T2,... , die einen größeren Abstand zur Bereitstellungseinrichtung 21 in Strömungsrichtung +Y aufweisen, vor Teilbereichen T1, T2, ... bestrahlt werden, die einen geringeren Abstand zur Bereitstellungseinrichtung 21 in Strömungsrichtung +Y aufweisen.The processing machine 15 also has a supply device 21 for the provision of the protective gas flow 13, which in 1a As an alternative to providing a protective gas flow 13 which has a flow direction in the positive Y direction, the protective gas flow 13 can have a flow direction in the positive or negative X direction or can be oriented in another way. The protective gas flow 13 is guided over the construction platform area 17 in order to keep smoke away from the irradiation device 1 arranged above it, for example from a window formed there. The supply device 21 can, for example, be designed as in the above-cited EP 3 023 228 A1 To ensure that the flow direction of the protection gas flow 13 (here: positive Y-direction) is at least partially directed against the direction of movement of the processing beams 4a, 4b in the processing plane E, can be achieved with a synchronous movement of the processing beams 4a, 4b in the Y-direction, as shown in 1a As shown, the exposure of the sub-areas T1 to T6 can be carried out by moving the processing beams 4a, 4b only in the negative Y direction synchronously over the jointly exposed sub-areas T1, T2; T3, T4; T5, T6, ie the opposite movement in the positive Y direction is omitted, as in the above-cited WO 2014/125280 A1 It is also possible to select the order of irradiation of the sub-areas T1, T2, ... depending on the distance of the respective sub-area T1, T2, ... in the flow direction +Y from the provision device 21. In this case, in particular sub-areas T1, T2, ... that are at a greater distance from the provision device 21 in the flow direction +Y can be irradiated before sub-areas T1, T2, ... that are at a smaller distance from the provision device 21 in the flow direction +Y.

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. Der Stempel 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.To produce a new layer of the three-dimensional component 20, powder is first taken from a powder reservoir container 22 arranged in the processing chamber 16 and is transferred from a powder reservoir area 18 in which the powder reservoir container 22 is located to the construction platform area 17. In the example shown, a sliding device (not shown in detail) is used for this purpose, which transfers the powder from the powder reservoir area 18 to the construction platform area 17 by moving the powder on the upper side of a work surface located in the processing plane E. The stamp in the construction platform area 17 and thus the powder bed 19 is moved downwards in parallel by the layer thickness of a powder layer, as in 2 indicated by an arrow before the irradiation of the (new) powder layer 3 in the build platform area 17 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 primären 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.A processing area B for carrying out the irradiation of the powder layer 3 is laterally delimited by the construction cylinder of the construction platform area 17. The dimensions of the processing area B, which can be approximately 30 cm, for example, are adapted to the (maximum) deflection angle α of the primary processing beam 4 by the scanner device 5, i.e. the scanner mirrors 6a, 6b can be rotated about their respective axes of rotation so far that every location of the processing area B in the processing plane E can be reached.

Wie in 3a,b dargestellt ist, hängt der Abstand zwischen den beiden Positionen P1, P2 in der Bearbeitungsebene E vom in 2 dargestellten Umlenkwinkel α der Scannereinrichtung 5 für die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b ab, d.h. davon, an welcher Stelle des Bearbeitungsbereichs B die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b auf die Bearbeitungsebene E treffen. Wie sowohl in 3a als auch in 3b zu erkennen ist, nimmt der Abstand zwischen den beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b von der Mitte M des Bearbeitungsbereichs B zum seitlichen Rand des Bearbeitungsbereichs B kontinuierlich zu. Entsprechend ist der Abstand zwischen zwei Teilbereichen T1, T2, die von den beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b erzeugt werden, abhängig von der X-Koordinate entlang des Bearbeitungsbereichs B.As in 3a ,b, the distance between the two positions P1, P2 in the machining plane E depends on the 2 The deflection angle α of the scanner device 5 for the two processing beams 4a, 4b depends on the position of the processing area B at which the two processing beams 4a, 4b meet the processing plane E. As in both 3a as well as in 3b As can be seen, the distance between the two processing beams 4a, 4b increases continuously from the center M of the processing area B to the lateral edge of the processing area B. Accordingly, the distance between two partial areas T1, T2, which are generated by the two processing beams 4a, 4b, depends on the X coordinate along the processing area B.

Der Differenzwinkel δ zwischen den beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b in X-Richtung kann durch die Wahl des Keilwinkels γ der Keilplatte 7 eingestellt werden. 3a zeigt die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b bei einem ersten Differenzwinkel δ1,bei dem die beiden Teilbereiche T1, T2 am Rand R des Bearbeitungsbereichs B unmittelbar aneinander angrenzen, während diese in der Mitte M des Bearbeitungsbereichs B in X-Richtung geringfügig überlappen, und zwar in der Regel um einen Anteil der Länge L des jeweiligen Teilbereichs T1, T2, der bei nicht mehr als ca. 10 % liegt. 3b zeigt die beiden Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b bei einem zweiten, geringfügig größeren Differenzwinkel δ2, bei dem die beiden Teilbereiche T1, T2 in der Mitte M des Bearbeitungsbereichs B unmittelbar aneinander angrenzen, während die beiden Teilbereiche T1, T2 am Rand des Bearbeitungsbereichs B geringfügig voneinander beabstandet sind, beispielsweise um ca. 1 mm.The difference angle δ between the two processing beams 4a, 4b in the X direction can be adjusted by selecting the wedge angle γ of the wedge plate 7. 3a shows the two processing beams 4a, 4b at a first difference angle δ 1 , at which the two partial areas T1, T2 directly adjoin one another at the edge R of the processing area B, while they slightly overlap in the X direction in the middle M of the processing area B, generally by a proportion of the length L of the respective partial area T1, T2, which is not more than approximately 10%. 3b shows the two processing beams 4a, 4b at a second, slightly larger difference angle δ 2 , at which the two partial areas T1, T2 are directly adjacent to one another in the middle M of the processing area B, while the two partial areas T1, T2 are slightly spaced apart from one another at the edge of the processing area B, for example by approximately 1 mm.

Bei dem in 3a gezeigten ersten Differenzwinkel δ1 ist die Bestrahlung in der Mitte M des Bearbeitungsbereichs B weniger effektiv, weil die Teilbereiche T1, T2 überlappen und in dem Überlappungsbereich eine doppelte Bestrahlung der Pulverschicht 3 erfolgt. Bei dem in 3b gezeigten Differenzwinkel δ2 überlappen sich die beiden Teilbereiche T1, T2 in der Mitte M des Bearbeitungsbereichs B nicht, es ist allerdings in der Regel eine zusätzliche Bestrahlung mit dem primären Bearbeitungsstrahl 4 erforderlich, um die Lücke zwischen den beiden Teilbereichen T1, T2 am Rand R des Bearbeitungsbereichs B ebenfalls zu bestrahlen. Das weiter oben dargestellte Problem kann vermieden werden, wenn die Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b dazu verwendet werden, simultan ein- und denselben Teilbereich T1 bzw. T2 zu bestrahlen, wie weiter unten beschrieben wird.In the 3a At the first difference angle δ 1 shown, the irradiation in the middle M of the processing area B is less effective because the partial areas T1, T2 overlap and in the overlap area a double irradiation of the powder layer 3 takes place. 3b At the difference angle δ 2 shown, the two partial areas T1, T2 do not overlap in the middle M of the processing area B, but additional irradiation with the primary processing beam 4 is usually required in order to also irradiate the gap between the two partial areas T1, T2 at the edge R of the processing area B. The problem described above can be avoided if the processing beams 4a, 4b are used to simultaneously irradiate one and the same partial area T1 or T2, as described below.

4 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 23, 23a, 23b aufweist. Die erste Strahlquelle 23 erzeugt einen ersten primären Bearbeitungsstrahl 4, der im gezeigten Beispiel an einer Strahlteilereinrichtung in Form eines diffraktiven optischen Elements 24 (Beugungsgitter) in fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e aufgeteilt wird, die über eine Scannereinrichtung 5 auf die Bearbeitungsebene E ausgerichtet bzw. in Richtung auf die Bearbeitungsebene E umgelenkt werden. Die zweite Strahlquelle 23a erzeugt einen weiteren (zweiten) primären Bearbeitungsstrahl 25, der an einer weiteren (zweiten) Strahlteilereinrichtung 24a, die ebenfalls als diffraktives optisches Element ausgebildet ist, in fünf weitere Bearbeitungsstrahlen 25a-e aufgeteilt wird, die über eine weitere Scannereinrichtung 25b auf die Bearbeitungsebene E ausgerichtet werden. Die dritte Strahlquelle 23b erzeugt einen weiteren (dritten) primären Bearbeitungsstrahl 26, der über eine dritte Scannereinrichtung 5b auf die Bearbeitungsebene E ausgerichtet wird. Auf die Darstellung weiterer optischer Elemente der Bestrahlungseinrichtung 1, die beispielsweise wie bei der in 1a gezeigten Bestrahlungseinrichtung 1 ausgebildet sein können, wurde in 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. 4 shows a processing machine 15, which differs from the one in 2 shown processing machine 15 essentially by the design of the irradiation device 1, as well as by the fact that the processing machine 15 is has three beam sources 23, 23a, 23b instead of a single beam source 23. The first beam source 23 generates a first primary processing beam 4, which in the example shown is split at a beam splitter device in the form of a diffractive optical element 24 (diffraction grating) into five processing beams 4a-e, which are aligned onto the processing plane E or deflected in the direction of the processing plane E via a scanner device 5. The second beam source 23a generates a further (second) primary processing beam 25, which is split at a further (second) beam splitter device 24a, which is also designed as a diffractive optical element, into five further processing beams 25a-e, which are aligned onto the processing plane E via a further scanner device 25b. The third beam source 23b generates a further (third) primary processing beam 26, which is aligned to the processing plane E via a third scanner device 5b. The representation of further optical elements of the irradiation device 1, which, for example, as in the case of the 1a shown irradiation device 1 can be designed, was in 4 omitted for reasons of clarity.

Wie bei dem in 2 gezeigten Beispiel können auch bei der in 4 gezeigten Bestrahlungseinrichtung 1 die beiden Strahlteilereinrichtungen in Form der diffraktiven optischen Elemente 24, 24a in den Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls 4 bzw. des weiteren primären Bearbeitungsstrahls 4a hinein und wieder aus diesem heraus bewegt werden, wozu entsprechende Bewegungseinrichtungen 8, 8a vorgesehen sind, die im gezeigten Beispiel eine lineare Bewegung der diffraktiven optischen Elemente 24, 24a ermöglichen. Wie in 4 ebenfalls angedeutet ist, sind die beiden Strahlteilereinrichtungen 24, 24a derart angeordnet, dass die Aufteilung der jeweiligen primären Bearbeitungsstrahlen 4, 25 auf die jeweils fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e, 25a-e in zwei zueinander senkrechten Richtungen (X-Richtung bzw. Y-Richtung) erfolgt, so dass auch die Positionen P1 bis P5 der Bearbeitungsstrahlen 4a-e in der Bearbeitungsebene E in X-Richtung voneinander beabstandet sind, während die Positionen P1 bis P5 der weiteren Bearbeitungsstrahlen 25a-e in der Bearbeitungsebene E in Y-Richtung zueinander beabstandet sind.As with the 2 The example shown can also be used in the 4 In the irradiation device 1 shown, the two beam splitter devices in the form of the diffractive optical elements 24, 24a are moved into and out of the beam path of the primary processing beam 4 or the further primary processing beam 4a, for which purpose corresponding movement devices 8, 8a are provided, which in the example shown enable a linear movement of the diffractive optical elements 24, 24a. As in 4 As is also indicated, the two beam splitter devices 24, 24a are arranged such that the division of the respective primary processing beams 4, 25 into the five processing beams 4a-e, 25a-e in two mutually perpendicular directions (X direction and Y direction), so that the positions P1 to P5 of the processing beams 4a-e in the processing plane E are spaced from one another in the X direction, while the positions P1 to P5 of the further processing beams 25a-e in the processing plane E are spaced from one another in the Y direction.

Bei der in 4 gezeigten Bestrahlungseinrichtung 1 dient ein telezentrisches F-Theta-Objektiv 27 zur Fokussierung der Bearbeitungsstrahlen 4a-e, der weiteren Bearbeitungsstrahlen 25a-e sowie des (dritten) primären Bearbeitungsstrahls 26 in der Bearbeitungsebene E. Die Bearbeitungsstrahlen 4a-e, die weiteren Bearbeitungsstrahlen 25a-e und der primäre Bearbeitungsstrahl 26 treffen aufgrund der Telezentrie unabhängig vom Ort auf dem Bearbeitungsfeld stets senkrecht auf die Bearbeitungsebene E, so dass bei der in 4 gezeigten Bestrahlungseinrichtung 1 praktisch keine ortsabhängige Variation der Abstände zwischen den Positionen P1 bis P5, ... auftritt. Es versteht sich, dass ein (telezentrisches) F-Theta-Objektiv 27 auch bei der in 1a gezeigten Bestrahlungseinrichtung verwendet werden kann.At the 4 In the irradiation device 1 shown, a telecentric F-theta lens 27 is used to focus the processing beams 4a-e, the further processing beams 25a-e and the (third) primary processing beam 26 in the processing plane E. Due to the telecentricity, the processing beams 4a-e, the further processing beams 25a-e and the primary processing beam 26 always impinge perpendicularly on the processing plane E, regardless of the location on the processing field, so that in the 4 There is practically no location-dependent variation in the distances between the positions P1 to P5, ... in the irradiation device 1 shown. It is understood that a (telecentric) F-Theta lens 27 also in the 1a irradiation device shown can be used.

Für die vollständige Bestrahlung einer von einer kreisförmigen Randkontur 11 umrandeten Fläche eines im gezeigten Beispiel zylindrischen dreidimensionalen Bauteils 20 kann eine Bestrahlung durchgeführt werden, bei welcher nur die drei primären Bearbeitungsstrahlen 4, 25, 26 verwendet werden, wie dies in 5a dargestellt ist. In diesem Beispiel wird die von der kreisförmigen Randkontur 11 begrenzte Fläche in quadratische Teilbereiche T bzw. am Rand der kreisförmigen Fläche durch die kreisförmige Randkontur 11 begrenzte Teilbereiche T aufgeteilt. Jeder der Teilbereiche T wird mit einem der drei primären Bearbeitungsstrahlen 4, 25, 26 bestrahlt, bis der entsprechende Teilbereich T vollständig aufgeschmolzen ist. In 5a sind die drei Bearbeitungsstrahlen 4, 25, 26, genauer gesagt deren Bewegung in den Teilbereichen T durch unterschiedlich gestrichelte Pfeile angedeutet. Die Teilbereiche T werden in einer scannenden Bewegung abgefahren, wie dies weiter oben in Zusammenhang mit 1a beschrieben ist. Die Zuordnung der drei primären Bearbeitungsstrahlen 4, 25, 26 zu den Teilbereichen T ist grundsätzlich beliebig. Auch kann ein- und derselbe Bearbeitungsstrahl 4, 25, 26 manche der Teilbereiche T mit einer scannenden Bewegung in Y-Richtung abfahren, während andere der Teilbereiche T mit einer scannenden Bewegung in X-Richtung abgefahren werden, usw.For the complete irradiation of a surface of a cylindrical three-dimensional component 20 surrounded by a circular edge contour 11 in the example shown, irradiation can be carried out in which only the three primary processing beams 4, 25, 26 are used, as shown in 5a In this example, the area delimited by the circular edge contour 11 is divided into square sub-areas T or sub-areas T delimited at the edge of the circular area by the circular edge contour 11. Each of the sub-areas T is irradiated with one of the three primary processing beams 4, 25, 26 until the corresponding sub-area T is completely melted. In 5a The three processing beams 4, 25, 26, or more precisely their movement in the sub-areas T, are indicated by differently dashed arrows. The sub-areas T are scanned in a scanning movement, as described above in connection with 1a The assignment of the three primary processing beams 4, 25, 26 to the sub-areas T is basically arbitrary. One and the same processing beam 4, 25, 26 can also travel over some of the sub-areas T with a scanning movement in the Y direction, while other sub-areas T are traveled over with a scanning movement in the X direction, etc.

Bei der in 5b gezeigten Bestrahlung der innerhalb der kreisförmigen Randkontur 11 gebildeten Fläche wird - anders als dies in 5a dargestellt ist - zunächst ein zusammenhängender Flächenbereich 2 definiert, der mittels der aufgeteilten Bearbeitungsstrahlen 4a-e, 25a-e bestrahlt wird, wie weiter unten näher beschrieben wird. Der außerhalb des zusammenhängenden Flächenbereichs 2 befindliche Randbereich 12 sowie die Randkontur 11 wird hingegen mittels des dritten primären Bearbeitungsstrahls 26 bestrahlt. Der Randbereich 12 ist im gezeigten Beispiel in dritte Teilbereiche T3 aufgeteilt, die nacheinander von dem dritten primären Bearbeitungsstrahl 26 bestrahlt werden.At the 5b The irradiation of the area formed within the circular edge contour 11 shown in FIG. 1 is - unlike in 5a is shown - firstly a coherent surface area 2 is defined, which is irradiated by means of the divided processing beams 4a-e, 25a-e, as described in more detail below. The edge area 12 located outside the coherent surface area 2 and the edge contour 11 are, however, irradiated by means of the third primary processing beam 26. In the example shown, the edge area 12 is divided into third sub-areas T3, which are irradiated one after the other by the third primary processing beam 26.

Wie in 5b zu erkennen ist, weist der zusammenhängende Flächenbereich 2 zwölf quadratische Teilbereiche T1, T2 sowie vier Teilbereiche T1, T2 auf, die in einer Richtung (X-Richtung oder Y-Richtung) nur die halbe Kantenlänge der quadratischen Teilbereiche T1, T2 aufweisen. Für die Bestrahlung ist einem jeweiligen ersten Teilbereich T1 jeweils der erste (primäre) Bearbeitungsstrahl 4 bzw. die fünf (ersten) Bearbeitungsstrahlen 4a-e zugeordnet, während einem jeweiligen zweiten Teilbereich T2 der zweite primäre Bearbeitungsstrahl 25 bzw. die fünf (zweiten) Bearbeitungsstrahlen 25a-e zugeordnet ist. Wie im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde, wird der erste primäre Bearbeitungsstrahl 4 auf fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e aufgeteilt, deren Positionen P1 bis P5 in X-Richtung voneinander beabstandet sind. Im Gegensatz zu dem in 1a beschriebenen Beispiel werden die fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e bei dem in 5b gezeigten Beispiel nicht simultan auf unterschiedliche Teilbereiche T3, T4, sondern auf ein- und denselben ersten Teilbereich T1 eingestrahlt, und zwar jeweils in X-Richtung versetzt, wie dies in 5b anhand der Pfeile zu erkennen ist. Die fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e werden ähnlich wie bei dem in 5a gezeigten Beispiel in X-Richtung parallel versetzt in einer scannenden Bewegung in Y-Richtung über die gesamte Kantenlänge eines jeweiligen ersten Teilbereichs T1 bewegt. Wie weiter oben im Zusammenhang mit 5a dargestellt wurde, erfolgt am Rand eines jeweiligen ersten Teilbereichs T1 eine Bewegungsumkehr mit einem lateralen Versatz in X-Richtung, bevor die fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e in Y-Richtung gegenläufig bewegt werden. Die Bestrahlung der zweiten Teilbereiche T2 mittels der zweiten Bearbeitungsstrahlen 25a-e erfolgt analog zur Bestrahlung der ersten Teilbereiche T1, mit dem Unterschied, dass die X-Richtung und die Y-Richtung vertauscht sind. Wie in 5b ebenfalls zu erkennen ist, kann es ausreichend sein, wenn die kleinen ersten Teilbereiche T1 nur in einer einzigen scannenden Bewegung mit den fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e bestrahlt werden, um diese vollständig aufzuschmelzen, d.h. es ist in diesem Fall keine Bewegungsumkehr erforderlich. Gleiches gilt für die Bestrahlung der kleinen zweiten Teilbereiche T2 mit den zweiten fünf Bearbeitungsstrahlen 25a-e.As in 5b As can be seen, the connected surface area 2 has twelve square sub-areas T1, T2 and four sub-areas T1, T2, which in one direction (X direction or Y direction) have only half the edge length of the square sub-areas T1, T2. For the irradiation, a respective first sub-area T1 is assigned the first (primary) processing beam 4 or the five (first) processing beams 4a-e, while the second primary processing beam 25 or the five (second) processing beams 25a-e are assigned to a respective second sub-area T2. As in connection with 4 As described above, the first primary processing beam 4 is divided into five processing beams 4a-e, whose positions P1 to P5 are spaced apart in the X direction. In contrast to the 1a In the example described, the five processing beams 4a-e are 5b In the example shown, the light is not radiated simultaneously onto different sub-areas T3, T4, but onto one and the same first sub-area T1, each offset in the X direction, as shown in 5b can be seen by the arrows. The five processing beams 4a-e are similar to the 5a In the example shown, the X-direction is moved parallel to the X-direction in a scanning movement in the Y-direction over the entire edge length of a respective first partial area T1. As described above in connection with 5a As shown, a reversal of movement with a lateral offset in the X direction occurs at the edge of each first partial area T1 before the five processing beams 4a-e are moved in opposite directions in the Y direction. The irradiation of the second partial areas T2 by means of the second processing beams 25a-e is carried out analogously to the irradiation of the first partial areas T1, with the difference that the X direction and the Y direction are swapped. As in 5b can also be seen, it may be sufficient if the small first partial areas T1 are irradiated in only a single scanning movement with the five processing beams 4a-e in order to completely melt them, ie in this case no reversal of movement is necessary. The same applies to the irradiation of the small second partial areas T2 with the second five processing beams 25a-e.

Durch die Aufteilung der beiden primären Bearbeitungsstrahlen 4, 25 auf die jeweils fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e, 25a-e mit Hilfe der diffraktiven optischen Elemente 24, 24a weisen die fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e, 25a-e in der Bearbeitungsebene E jeweils ungefähr denselben Durchmesser auf wie die beiden primären Bearbeitungsstrahlen 4, 25. Auf diese Weise kann die Breite des von den Bearbeitungsstrahlen 4a-e, 25a-e bei einer Überfahrt überstrichenen Bereichs in der Bearbeitungsebene E um das Fünffache gesteigert werden, d.h. beispielsweise von einer Breite von 100 µm auf eine Breite von 500 µm. Auf diese Weise kann in derselben Zeit die fünffache Fläche aufgeschmolzen werden als mit einem jeweiligen primären Bearbeitungsstrahl 4, 25. Es versteht sich, dass an Stelle von fünf Bearbeitungsstrahlen 4a-e, 25a-e auch eine größere oder kleinere Anzahl von Bearbeitungsstrahlen verwendet werden kann, um einen jeweiligen ersten Teilbereich T1 bzw. einen jeweiligen zweiten Teilbereich T2 zu bestrahlen.By dividing the two primary processing beams 4, 25 into the five processing beams 4a-e, 25a-e with the aid of the diffractive optical elements 24, 24a, the five processing beams 4a-e, 25a-e in the processing plane E each have approximately the same diameter as the two primary processing beams 4, 25. In this way, the width of the area covered by the processing beams 4a-e, 25a-e in one pass in the processing plane E can be increased by a factor of five, i.e., for example, from a width of 100 µm to a width of 500 µm. In this way, five times the area can be melted in the same time as with a respective primary processing beam 4, 25. It is understood that instead of five processing beams 4a-e, 25a-e, a larger or smaller number of processing beams can also be used to irradiate a respective first partial region T1 or a respective second partial region T2.

Für die Durchführung des im Zusammenhang mit 5b beschriebenen Verfahrens ist nicht zwingend eine Bestrahlungseinrichtung 1 bzw. eine Bearbeitungsmaschine 15 erforderlich, wie sie in 4 dargestellt ist. Vielmehr kann gegebenenfalls auch ein einzelner primärer Bearbeitungsstrahl 4 zu diesem Zweck verwendet werden, in dessen Strahlengang wahlweise das erste diffraktive optische Element 24 oder das zweite diffraktive optische Element 24a eingebracht werden kann, um die ersten Teilbereiche T1 oder um die zweiten Teilbereiche T2 zu bestrahlen. In diesem Fall erfolgt somit die Bestrahlung der Teilbereiche T1, T2 sequentiell, während bei der in 4 gezeigten Bearbeitungsmaschine 15 die Bestrahlung der ersten Teilbereiche T1 und der zweiten Teilbereiche T2 zeitlich parallel durchgeführt werden kann.For the implementation of the related 5b The method described does not necessarily require an irradiation device 1 or a processing machine 15, as described in 4 Rather, a single primary processing beam 4 can also be used for this purpose, in whose beam path the first diffractive optical element 24 or the second diffractive optical element 24a can be introduced as desired in order to irradiate the first partial areas T1 or the second partial areas T2. In this case, the irradiation of the partial areas T1, T2 takes place sequentially, whereas in the case of the 4 shown processing machine 15, the irradiation of the first partial areas T1 and the second partial areas T2 can be carried out in parallel.

6 zeigt ein Beispiel für einen zusammenhängenden Flächenbereich 2, der keine quadratischen, sondern rhomboide, d.h. parallelogrammförmige Teilbereiche T1, T2 aufweist. Die Länge L der Teilbereiche T1, T2 weicht im gezeigten Beispiel von der Breite B der Teilbereiche ab, es ist aber auch möglich, dass die Länge L und die Breite B der Teilbereiche T1, T2 übereinstimmt, so dass diese rautenförmig ausgebildet sind. Im gezeigten Beispiel wird ein jeweiliger erster Teilbereich T1 auf die weiter oben im Zusammenhang mit 5b beschriebene Weise mit zwei in X-Richtung zueinander versetzten ersten Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b bestrahlt. Entsprechend wird ein jeweiliger zweiter Teilbereich T2 mit Hilfe von zwei in Y-Richtung zueinander versetzten zweiten Bearbeitungsstrahlen 25a, 25b bestrahlt, und zwar in X'-Richtung, die der Richtung der langen Außenkante der rhomboiden Teilbereiche T1, T2 entspricht. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel erfolgt die Bewegung der zweiten Bearbeitungsstrahlen 25a, 25b über die zweiten Teilbereiche T2 somit in einer Richtung (X'-Richtung), die nicht senkrecht zu der Richtung (Y-Richtung) verläuft, entlang derer die ersten Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b über die ersten Teilbereiche T1 bewegt werden. Bevorzugt wird in den Teilbereichen T1, T2 der Abstand zwischen den ersten Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b nach Möglichkeit gleich groß gehalten wie der Abstand zwischen den zweiten Bearbeitungsstrahlen 25a, 25b. Falls ein gleich großer Abstand auf Grund ungleicher Seitenlängen der Teilbereiche T1, T2 nicht möglich ist, werden die Abstände zwischen den ersten Bearbeitungsstrahlen 4a, 4b und zweiten Bearbeitungsstrahlen 25a, 25b möglichst ähnlich groß gehalten. 6 shows an example of a connected surface area 2 which does not have square but rhomboid, i.e. parallelogram-shaped sub-areas T1, T2. The length L of the sub-areas T1, T2 differs from the width B of the sub-areas in the example shown, but it is also possible that the length L and the width B of the sub-areas T1, T2 match, so that they are diamond-shaped. In the example shown, a respective first sub-area T1 is divided into the areas described above in connection with 5b described manner with two first processing beams 4a, 4b offset from each other in the X direction. Accordingly, a respective second partial area T2 is irradiated with the aid of two second processing beams 25a, 25b offset from each other in the Y direction, namely in the X' direction, which corresponds to the direction of the long outer edge of the rhomboid partial areas T1, T2. In the case of the 6 In the example shown, the movement of the second processing beams 25a, 25b over the second partial areas T2 thus takes place in a direction (X' direction) that is not perpendicular to the direction (Y direction) along which the first processing beams 4a, 4b are moved over the first partial areas T1. Preferably, in the partial areas T1, T2, the distance between the first processing beams 4a, 4b is kept as large as possible as the distance between the second processing beams 25a, 25b. If an equal distance is not possible due to unequal side lengths of the partial areas T1, T2, the distances between the first processing beams 4a, 4b and second processing beams 25a, 25b are kept as similar as possible.

Es versteht sich, dass die Bestrahlung der jeweiligen Teilbereiche T1, T2, ... nicht zwingend in einer scannenden Bewegung erfolgen muss, sondern dass das bei der Bestrahlung eines jeweiligen Teilbereichs T1, T2, ... verwendete Muster grundsätzlich beliebig ist, auch wenn die Verwendung einer scannenden Bewegung in der Regel günstig ist.It is understood that the irradiation of the respective sub-areas T1, T2, ... does not necessarily have to be carried out in a scanning movement, but but that the pattern used when irradiating a particular sub-area T1, T2, ... is basically arbitrary, even if the use of a scanning movement is usually advantageous.

Claims (20)

Verfahren zum Erzeugen eines zusammenhängenden Flächenbereichs (2) eines dreidimensionalen Bauteils (20) durch Bestrahlen einer Pulverschicht (3) mit mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e), insbesondere mit mindestens zwei Laserstrahlen, umfassend: Aufteilen eines primären Bearbeitungsstrahls (4) auf die mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e), Führen der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) zu einer gemeinsamen Scannereinrichtung (5) zum Ausrichten der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) über denselben oder dieselben Scannerspiegel (6a, 6b) auf unterschiedliche Positionen (P1, P2; P1 bis P5) in einer Bearbeitungsebene (E) der Scannereinrichtung (5), in welcher der zusammenhängende Flächenbereich (2) sich befindet, wobei das Erzeugen des zusammenhängenden Flächenbereichs (2), der für die Bestrahlung in eine Mehrzahl von bevorzugt rhomboiden, insbesondere rautenförmigen, rechteckigen oder quadratischen Teilbereichen (T1 bis T6; T1, T2) aufgeteilt ist, umfasst: Simultanes Verändern der Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) in mindestens zwei unterschiedlichen Teilbereichen (T3, T4) des zusammenhängenden Flächenbereichs (2), bis die Pulverschicht (3) in den mindestens zwei Teilbereichen (T3, T4) vollständig aufgeschmolzen ist, sowie Simultanes Verändern der Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b) oder von mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) in mindestens zwei unterschiedlichen weiteren Teilbereichen (T5, T6) des zusammenhängenden Flächenbereichs (2), bis die Pulverschicht (3) in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen (T5, T6) vollständig aufgeschmolzen ist.Method for producing a coherent surface area (2) of a three-dimensional component (20) by irradiating a powder layer (3) with at least two processing beams (4a,b; 4a-e), in particular with at least two laser beams, comprising: dividing a primary processing beam (4) into the at least two processing beams (4a,b; 4a-e), guiding the at least two processing beams (4a,b; 4a-e) to a common scanner device (5) for aligning the at least two processing beams (4a,b; 4a-e) via the same scanner mirror(s) (6a, 6b) to different positions (P1, P2; P1 to P5) in a processing plane (E) of the scanner device (5) in which the coherent surface area (2) is located, wherein the production of the coherent surface area (2), which is divided into a plurality of preferably rhomboid, in particular diamond-shaped, rectangular or square partial areas for the irradiation (T1 to T6; T1, T2) comprises: Simultaneous changing of the positions (P1, P2; P1 to P5) of the at least two processing beams (4a,b; 4a-e) in at least two different partial areas (T3, T4) of the connected surface area (2) until the powder layer (3) in the at least two partial areas (T3, T4) has completely melted, and Simultaneous changing of the positions (P1, P2; P1 to P5) of the at least two processing beams (4a,b) or of at least two further processing beams (25a-e) in at least two different further partial areas (T5, T6) of the connected surface area (2) until the powder layer (3) in the at least two further partial areas (T5, T6) has completely melted. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zusammenhängende Flächenbereich (2) von einer Randkontur (11) des dreidimensionalen Bauteils (20) umgeben ist, wobei die Randkontur (11) und/oder ein zwischen der Randkontur (11) und dem zusammenhängenden Flächenbereich (2) gebildeter Randbereich (12) mit dem primären Bearbeitungsstrahl (4), insbesondere mit dem primären Laserstrahl, oder mit einem weiteren Bearbeitungsstrahl (26), insbesondere mit einem weiteren Laserstrahl, bestrahlt wird.procedure according to claim 1 , in which the continuous surface area (2) is surrounded by an edge contour (11) of the three-dimensional component (20), wherein the edge contour (11) and/or an edge region (12) formed between the edge contour (11) and the continuous surface area (2) is irradiated with the primary processing beam (4), in particular with the primary laser beam, or with a further processing beam (26), in particular with a further laser beam. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die unterschiedlichen Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) in den mindestens zwei Teilbereichen (T3, T4) in einer ersten Richtung (X) in der Bearbeitungsebene (E) zueinander versetzt sind und das simultane Verändern der Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) in den mindestens zwei Teilbereichen (T3, T4) ein simultanes Bewegen der Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) in einer zweiten, bevorzugt zur ersten senkrechten Richtung (Y) in der Bearbeitungsebene (E) umfasst.procedure according to claim 1 or 2 , in which the different positions (P1, P2; P1 to P5) of the processing beams (4a,b; 4a-e) in the at least two partial areas (T3, T4) are offset from one another in a first direction (X) in the processing plane (E), and the simultaneous changing of the positions (P1, P2; P1 to P5) of the at least two processing beams (4a,b; 4a-e) in the at least two partial areas (T3, T4) comprises a simultaneous movement of the processing beams (4a,b; 4a-e) in a second direction (Y) in the processing plane (E), preferably perpendicular to the first direction. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein Gasstrom (13) über die Pulverschicht (3) geführt wird, dessen Strömungsrichtung (+Y) zumindest teilweise der Bewegungsrichtung (-Y) der Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) entgegen gerichtet ist und/oder bei dem die Reihenfolge der Bestrahlung der Teilbereiche (T1, T2, ...) bevorzugt in Abhängigkeit vom Abstand der jeweiligen Teilbereiche (T1, T2, ... ) in Strömungsrichtung (+Y) von einer Bereitstellungseinrichtung (21) zur Bereitstellung des Gasstroms (13) erfolgt.procedure according to claim 3 , in which a gas stream (13) is guided over the powder layer (3), the flow direction (+Y) of which is at least partially opposite to the direction of movement (-Y) of the processing beams (4a,b; 4a-e) and/or in which the order of irradiation of the partial regions (T1, T2, ...) preferably takes place as a function of the distance of the respective partial regions (T1, T2, ...) in the flow direction (+Y) from a provision device (21) for providing the gas stream (13). Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem die Positionen (P1, P2) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b) in der ersten Richtung (X) einen Abstand (2 L) voneinander aufweisen, der im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen der Erstreckung (L) eines jeweiligen Teilbereichs (T3, T4) in der ersten Richtung (X) entspricht.Method according to one of the Claims 3 or 4 , in which the positions (P1, P2) of the at least two processing beams (4a, 4b) in the first direction (X) have a distance (2 L) from one another which essentially corresponds to an integer multiple of the extension (L) of a respective partial region (T3, T4) in the first direction (X). Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem ein Differenzwinkel (δ1, δ2) zwischen den mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b) in der ersten Richtung (X) beim Ausrichten der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b) auf unterschiedliche Positionen (P1, P2) in der Bearbeitungsebene (E), deren Abstand (A) in der Bearbeitungsebene (E) abhängig von einem Umlenkwinkel (α) der Scannereinrichtung (5) ortsabhängig variiert, so gewählt wird, dass entweder benachbarte Teilbereiche (T1, T2) in der Mitte des Bearbeitungsbereichs (B) in der ersten Richtung (X) aneinander angrenzen oder benachbarte Teilbereiche (T1, T2) am Rand des Bearbeitungsbereichs (B) in der ersten Richtung (X) aneinander angrenzen.Method according to one of the Claims 3 until 5 , in which a difference angle (δ 1 , δ 2 ) between the at least two processing beams (4a, 4b) in the first direction (X) when aligning the at least two processing beams (4a, 4b) to different positions (P1, P2) in the processing plane (E), the distance (A) of which in the processing plane (E) varies depending on the location depending on a deflection angle (α) of the scanner device (5), is selected such that either adjacent partial areas (T1, T2) in the middle of the processing area (B) adjoin one another in the first direction (X) or adjacent partial areas (T1, T2) at the edge of the processing area (B) adjoin one another in the first direction (X). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Positionen (P1 bis P5) der Bearbeitungsstrahlen oder der weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen in einer zweiten Richtung (Y) zueinander versetzt sind und das simultane Verändern der Positionen (P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen oder der mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen ein simultanes Bewegen der Bearbeitungsstrahlen oder der weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) in einer ersten, bevorzugt zur zweiten senkrechten Richtung (X) umfasst.Method according to one of the Claims 1 until 4 , in which the positions (P1 to P5) of the processing beams or of the further processing beams (25a-e) in the at least two further sub-areas are offset from one another in a second direction (Y) and the simultaneous change of the positions (P1 to P5) of the at least two processing beams or of the at least two further processing beams (25a-e) in the at least two further sub-areas results in a simultaneous movement directions of the processing beams or the further processing beams (25a-e) in a first direction (X), preferably perpendicular to the second direction. Verfahren nach Anspruch 7, weiter umfassend: Aufteilen eines weiteren primären Bearbeitungsstrahls (25) auf die mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e), sowie Führen der mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) zu einer weiteren gemeinsamen Scannereinrichtung (5a) zum Ausrichten der mindesten zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) auf unterschiedliche Positionen (P1 bis P5) in der Bearbeitungsebene (E).procedure according to claim 7 , further comprising: dividing a further primary processing beam (25) between the at least two further processing beams (25a-e), and guiding the at least two further processing beams (25a-e) to a further common scanner device (5a) for aligning the at least two further processing beams (25a-e) to different positions (P1 to P5) in the processing plane (E). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Fokuslagen-Korrektur zur Korrektur der Fokus-Positionen (F1, F2) der Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b) im Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls (4) vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims, in which a focus position correction is carried out to correct the focus positions (F1, F2) of the processing beams (4a, 4b) in the beam path of the primary processing beam (4). Bestrahlungseinrichtung (1) für eine Bearbeitungsmaschine (15) zum Herstellen von dreidimensionalen Bauteilen (20) durch Bestrahlen von Pulverschichten (3), umfassend: eine Strahlteilereinrichtung (7, 24) zur Aufteilung eines primären Bearbeitungsstrahls (4, 25), insbesondere eines Laserstrahls, auf mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e), insbesondere auf mindestens zwei Laserstrahlen, sowie eine Scannereinrichtung (5) zum Ausrichten der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) über denselben oder dieselben Scannerspiegel (6a, 6b) der Scannereinrichtung (5) auf unterschiedliche Positionen (P1, P2; P1 bis P5) in einer Bearbeitungsebene (E), gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (14), die ausgebildet ist, die Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) in mindestens zwei Teilbereichen (T3, T4) eines zusammenhängenden Flächenbereichs (2), der für die Bestrahlung in eine Mehrzahl von bevorzugt rhomboiden, insbesondere rautenförmigen, rechteckigen oder quadratischen Teilbereichen (T1 bis T6; T1, T2) aufgeteilt ist, simultan zu verändern, bis die Pulverschicht (3) in den mindestens zwei Teilbereichen (T3, T4) vollständig aufgeschmolzen ist, und die ausgebildet ist, die Positionen (P1, P2; P1 bis P5) der mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b) oder von mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) in mindestens zwei unterschiedlichen weiteren Teilbereichen (T5, T6) des zusammenhängenden Flächenbereichs (2) simultan zu verändern, bis die Pulverschicht (3) in den mindestens zwei weiteren Teilbereichen (T5, T6) vollständig aufgeschmolzen ist.Irradiation device (1) for a processing machine (15) for producing three-dimensional components (20) by irradiating powder layers (3), comprising: a beam splitter device (7, 24) for splitting a primary processing beam (4, 25), in particular a laser beam, into at least two processing beams (4a, b; 4a-e), in particular into at least two laser beams, and a scanner device (5) for aligning the at least two processing beams (4a, b; 4a-e) via the same scanner mirror(s) (6a, 6b) of the scanner device (5) to different positions (P1, P2; P1 to P5) in a processing plane (E), characterized by a control device (14) which is designed to control the positions (P1, P2; P1 to P5) of the at least two processing beams (4a, b; 4a-e) in at least two partial areas (T3, T4) of a contiguous surface area (2), which is divided into a plurality of preferably rhomboid, in particular diamond-shaped, rectangular or square partial regions (T1 to T6; T1, T2) for the irradiation, until the powder layer (3) in the at least two partial regions (T3, T4) has completely melted, and which is designed to simultaneously change the positions (P1, P2; P1 to P5) of the at least two processing beams (4a, 4b) or of at least two further processing beams (25a-e) in at least two different further partial regions (T5, T6) of the connected surface region (2) until the powder layer (3) in the at least two further partial regions (T5, T6) has completely melted. Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 10, weiter umfassend: eine weitere Strahlteilereinrichtung (24a) zur Aufteilung eines weiteren primären Bearbeitungsstrahls (25), insbesondere eines weiteren Laserstrahls, auf die mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e), insbesondere auf die mindestens zwei weiteren Laserstrahlen, sowie eine weitere Scannereinrichtung (5a) zum Ausrichten der mindestens zwei weiteren Bearbeitungsstrahlen (25a-e) auf unterschiedliche Positionen (P1 bis P5) in der Bearbeitungsebene (E).Irradiation facility according to claim 10 , further comprising: a further beam splitter device (24a) for splitting a further primary processing beam (25), in particular a further laser beam, into the at least two further processing beams (25a-e), in particular into the at least two further laser beams, and a further scanner device (5a) for aligning the at least two further processing beams (25a-e) to different positions (P1 to P5) in the processing plane (E). Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der die Strahlteilereinrichtung (7, 24) zur Aufteilung des primären Bearbeitungsstrahls (4, 25) auf die mindestens zwei Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b; 4a-e) durch Aufteilen eines Strahlquerschnitts (A) des primären Bearbeitungsstrahls (4, 25) ausgebildet ist.Irradiation facility according to claim 10 or 11 , in which the beam splitter device (7, 24) is designed to divide the primary processing beam (4, 25) into the at least two processing beams (4a, 4b; 4a-e) by dividing a beam cross-section (A) of the primary processing beam (4, 25). Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 12, bei dem die Strahlteilereinrichtung (7) zur Aufteilung des primären Bearbeitungsstrahls (4) durch Umlenkung mindestens eines Teilbereichs (A /2) des Strahlquerschnitts (A) des primären Bearbeitungsstrahls (4) ausgebildet ist.Irradiation facility according to claim 12 , in which the beam splitter device (7) is designed to split the primary processing beam (4) by deflecting at least a partial region (A /2) of the beam cross-section (A) of the primary processing beam (4). Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 13, bei der die Strahlteilereinrichtung als für den primären Bearbeitungsstrahl (4) transparente Keilplatte (7) ausgebildet ist.Irradiation facility according to claim 13 , in which the beam splitter device is designed as a wedge plate (7) that is transparent to the primary processing beam (4). Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die Strahlteilereinrichtung als diffraktives optisches Element (24) ausgebildet ist.Irradiation device according to one of the Claims 10 until 12 , in which the beam splitter device is designed as a diffractive optical element (24). Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, weiter umfassend: eine Bewegungseinrichtung (8) zur zumindest teilweisen Bewegung der Strahlteilereinrichtung (7, 24) in den Strahlquerschnitt (A) des primären Bearbeitungsstrahls (4) hinein und aus dem Strahlquerschnitt (A) des primären Bearbeitungsstrahls (4) heraus.Irradiation device according to one of the Claims 10 until 15 , further comprising: a movement device (8) for at least partially moving the beam splitter device (7, 24) into the beam cross-section (A) of the primary processing beam (4) and out of the beam cross-section (A) of the primary processing beam (4). Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, weiter umfassend: eine Fokuslagen-Korrektureinrichtung (10) zur Korrektur der Fokus-Positionen (F1, F2) der Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b), die im Strahlengang des primären Bearbeitungsstrahls (4) angeordnet ist.Irradiation device according to one of the Claims 10 until 16 , further comprising: a focus position correction device (10) for correcting the focus positions (F1, F2) of the processing beams (4a, 4b), which is arranged in the beam path of the primary processing beam (4). Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, weiter umfassend: eine bevorzugt telezentrisches F-Theta-Objektiv (27) zur Fokussierung der Bearbeitungsstrahlen (4a, 4b) in der Bearbeitungsebene (E).Irradiation device according to one of the Claims 10 until 17 , further comprising: a preferably telecentric F-Theta lens (27) for focusing the processing beams (4a, 4b) in the processing plane (E). Bearbeitungsmaschine (15) zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen (20) durch Bestrahlen von Pulverschichten (3), umfassend: eine Bestrahlungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie eine Bearbeitungskammer (16) mit einer Bearbeitungsebene (E), in der die zu bestrahlende Pulverschicht (3) anordenbar ist.Processing machine (15) for producing three-dimensional components (20) by Irradiation of powder layers (3), comprising: an irradiation device (1) according to one of the preceding claims, and a processing chamber (16) with a processing plane (E) in which the powder layer (3) to be irradiated can be arranged. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 19, weiter umfassend: eine Bereitstellungseinrichtung (21) zum Bereitstellen eines Gasstroms (13), der in einem für die Bereitstellung eines Pulverbetts (19) vorgesehenen Bauplattformbereich (17) über die Bearbeitungsebene (E) strömt, und dessen Strömungsrichtung (+Y) bevorzugt zumindest teilweise der Bewegungsrichtung (-Y) der Bearbeitungsstrahlen (4a,b; 4a-e) entgegen gerichtet ist und/oder bei der die Steuerungseinrichtung (14) ausgebildet ist, die Reihenfolge der Bestrahlung der Teilbereiche (T1, T2, ...) in Abhängigkeit vom Abstand der jeweiligen Teilbereiche (T1, T2, ... ) in Strömungsrichtung (+Y) von einer Bereitstellungseinrichtung (21) zur Bereitstellung des Gasstroms (13) festzulegen.processing machine after claim 19 , further comprising: a provision device (21) for providing a gas stream (13) which flows over the processing plane (E) in a construction platform area (17) provided for the provision of a powder bed (19), and whose flow direction (+Y) is preferably at least partially directed against the direction of movement (-Y) of the processing beams (4a,b; 4a-e) and/or in which the control device (14) is designed to determine the order of irradiation of the partial areas (T1, T2, ...) depending on the distance of the respective partial areas (T1, T2, ...) in the flow direction (+Y) from a provision device (21) for providing the gas stream (13).
DE102017212565.9A 2017-07-21 2017-07-21 Method for producing a continuous surface area, irradiation device and processing machine Active DE102017212565B4 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017212565.9A DE102017212565B4 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Method for producing a continuous surface area, irradiation device and processing machine
PCT/EP2018/068899 WO2019016061A1 (en) 2017-07-21 2018-07-12 METHOD FOR PRODUCING A CONTAINING SURFACE AREA, IRRADIATOR EQUIPMENT AND MACHINING MACHINE
EP18742971.7A EP3655183A1 (en) 2017-07-21 2018-07-12 Method for producing a continuous surface region, irradiation device, and processing machine
CN201880061363.2A CN111132780B (en) 2017-07-21 2018-07-12 Method, irradiation device and processing machine for producing a continuous surface region

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017212565.9A DE102017212565B4 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Method for producing a continuous surface area, irradiation device and processing machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017212565A1 DE102017212565A1 (en) 2019-01-24
DE102017212565B4 true DE102017212565B4 (en) 2024-12-12

Family

ID=62976033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017212565.9A Active DE102017212565B4 (en) 2017-07-21 2017-07-21 Method for producing a continuous surface area, irradiation device and processing machine

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3655183A1 (en)
CN (1) CN111132780B (en)
DE (1) DE102017212565B4 (en)
WO (1) WO2019016061A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12145215B2 (en) 2019-03-04 2024-11-19 Nikon Slm Solutions Ag Control method, control device and production apparatus
DE102019128344A1 (en) * 2019-10-21 2021-04-22 Carl Zeiss Ag METHOD OF ADDITIVE MANUFACTURING OF AN OBJECT AND MANUFACTURING DEVICE
US11407170B2 (en) * 2019-12-20 2022-08-09 General Electric Company System and methods for contour stitching in additive manufacturing systems
CN116133776A (en) * 2020-07-21 2023-05-16 通快激光与系统工程有限公司 Manufacturing device and method for additive manufacturing of components from powder material, and method for generating a defined intensity distribution of an energy beam
WO2022018146A1 (en) * 2020-07-21 2022-01-27 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Method for moving a continuous energy beam, and manufacturing device
DE102020120802A1 (en) * 2020-08-06 2022-02-10 Technische Universität Bergakademie Freiberg, Körperschaft des öffentlichen Rechts Process for the additive manufacturing of a three-dimensional component with at least one winding
DE102020131407A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 LANG LASER - System GmbH PROCESS FOR MANUFACTURING A CREASING AND/OR EMBOSSING TOOL
DE102022127241A1 (en) 2022-10-18 2024-04-18 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Process, control program and planning device for powder bed-based layer-by-layer additive manufacturing
DE102023205145A1 (en) 2023-06-01 2024-12-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Planning for laser processing methods and laser processing systems

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508489A (en) 1993-10-20 1996-04-16 United Technologies Corporation Apparatus for multiple beam laser sintering
EP2335848A1 (en) 2009-12-04 2011-06-22 SLM Solutions GmbH Optical irradiation unit for an assembly for producing workpieces by means of irradiating powder layers with laser radiation
WO2014125280A2 (en) 2013-02-14 2014-08-21 Renishaw Plc Selective laser solidification apparatus and method
US20140271328A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Matterfab Corp. Apparatus and methods for manufacturing
EP2862651A1 (en) 2013-10-15 2015-04-22 SLM Solutions GmbH Method and apparatus for producing a large three-dimensional work piece
US20150174827A1 (en) 2013-11-21 2015-06-25 SLM Solutions Group AG Method and device for controlling an irradiation system
WO2015191257A1 (en) 2014-06-12 2015-12-17 General Electric Company Selective laser melting additive manufacturing method with simultaneous multiple melting lasers beams and apparatus therefor
US20160136730A1 (en) 2013-06-11 2016-05-19 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and method
EP3023228A1 (en) 2014-11-24 2016-05-25 Trumpf Sisma S.r.l. Gas flow within additive manufacturing device
WO2016128430A1 (en) 2015-02-10 2016-08-18 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Irradiation apparatus, processing machine and method for creating a layer or a section of a layer of a three-dimensional component
DE102015103127A1 (en) 2015-03-04 2016-09-08 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Irradiation system for a device for additive manufacturing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201205591D0 (en) * 2012-03-29 2012-05-16 Materials Solutions Apparatus and methods for additive-layer manufacturing of an article
WO2014199134A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-18 Renishaw Plc Selective laser solidification apparatus and method
EP2893994B1 (en) * 2014-01-14 2020-07-15 General Electric Technology GmbH Method for manufacturing a metallic or ceramic component by selective laser melting additive manufacturing
CN104190928A (en) * 2014-08-18 2014-12-10 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 Multi-wavelength laser area selection quick forming system and method
TWI529055B (en) * 2014-10-27 2016-04-11 財團法人工業技術研究院 Additive manufacturing system and additive manufacturing method
CN107635749A (en) * 2015-06-10 2018-01-26 Ipg光子公司 Multiple beam increasing material manufacturing
US10583529B2 (en) * 2015-12-17 2020-03-10 Eos Of North America, Inc. Additive manufacturing method using a plurality of synchronized laser beams

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508489A (en) 1993-10-20 1996-04-16 United Technologies Corporation Apparatus for multiple beam laser sintering
EP2335848A1 (en) 2009-12-04 2011-06-22 SLM Solutions GmbH Optical irradiation unit for an assembly for producing workpieces by means of irradiating powder layers with laser radiation
WO2014125280A2 (en) 2013-02-14 2014-08-21 Renishaw Plc Selective laser solidification apparatus and method
US20140271328A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Matterfab Corp. Apparatus and methods for manufacturing
US20160136730A1 (en) 2013-06-11 2016-05-19 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and method
EP2862651A1 (en) 2013-10-15 2015-04-22 SLM Solutions GmbH Method and apparatus for producing a large three-dimensional work piece
US20150174827A1 (en) 2013-11-21 2015-06-25 SLM Solutions Group AG Method and device for controlling an irradiation system
EP2875897B1 (en) 2013-11-21 2016-01-20 SLM Solutions Group AG Method of and device for controlling an irradiation system for producing a three-dimensional workpiece
WO2015191257A1 (en) 2014-06-12 2015-12-17 General Electric Company Selective laser melting additive manufacturing method with simultaneous multiple melting lasers beams and apparatus therefor
EP3023228A1 (en) 2014-11-24 2016-05-25 Trumpf Sisma S.r.l. Gas flow within additive manufacturing device
WO2016128430A1 (en) 2015-02-10 2016-08-18 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Irradiation apparatus, processing machine and method for creating a layer or a section of a layer of a three-dimensional component
DE102015103127A1 (en) 2015-03-04 2016-09-08 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Irradiation system for a device for additive manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
CN111132780B (en) 2022-12-13
EP3655183A1 (en) 2020-05-27
DE102017212565A1 (en) 2019-01-24
CN111132780A (en) 2020-05-08
WO2019016061A1 (en) 2019-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017212565B4 (en) Method for producing a continuous surface area, irradiation device and processing machine
EP3256285B1 (en) Irradiation apparatus, processing machine and method for creating a layer or a section of a layer of a three-dimensional component
WO2020016362A1 (en) Optical assembly for variably generating a multi-focus profile
EP3017895A1 (en) Manufacture of a component through selective laser melting
DE102016107052A1 (en) 3D printing device for the production of a spatially extended product
DE102018126381A1 (en) Method and device for inserting a dividing line into a transparent brittle material, as well as according to the method producible, provided with a dividing line element
EP4185427A1 (en) Method for moving a continuous energy beam, and manufacturing device
WO2013186179A2 (en) Device and method for the interference structuring of samples, and samples structured in such a way
EP2136958B1 (en) Method and device for machining a workpiece
EP3414044B1 (en) Method of producing at least a sub-region of a layer of a three-dimensional component
DE102008016011A1 (en) Correction of optical elements by means of flatly irradiated correction light
WO2011128063A1 (en) Method and device for the spatially periodic modification of a substrate surface using an f-theta lens
DE102006013929A1 (en) Perforating device of the tobacco processing industry for perforating an envelope of a rod-shaped article
DE102019211846A1 (en) Method for generating a coherent surface area, irradiation device and processing machine
DE2932421C2 (en) Device for the production of a perforation matrix in flat material
DE102020213711A1 (en) Planning device and method for planning a locally selective irradiation of a work area with an energy beam, computer program product for carrying out such a method, manufacturing device with such a planning device, and method for additively manufacturing a component from a powder material
DE102005002670B4 (en) Method for machining workpieces by means of laser radiation
WO2019034259A1 (en) Method for processing a material layer using energetic radiation having variable energy distribution
DE102020126269B4 (en) Device and method for generating a defined laser line on a working plane
DE102018106579A1 (en) Method for processing a workpiece by means of irradiation with laser radiation and device therefor
DE202010009009U1 (en) Device for laser material processing with a polygon mirror
EP3599105B1 (en) Method for producing a security feature by means of laser beams
WO2021110297A1 (en) Device for illuminating a workpiece, method for modifying same, and method for measuring the surface of the workpiece
DE102009005972A1 (en) Creating a periodic pattern on or in a processing substrate, comprises exposing the processing substrate to an interfering radiation field, which forms itself in a space area by interacting partial fields of different diffraction orders
DE102018204707A1 (en) Lighting device, selective laser melting system and method

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TRUMPF LASER- UND SYSTEMTECHNIK SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: TRUMPF LASER- UND SYSTEMTECHNIK GMBH, 71254 DITZINGEN, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division