Method for Thermal Processing of Processing Areas on Surfaces of Workpieces, Semi-finished Products or Powder Beds

Simple SummaryContent extracted from patent full text and abstract with AI.

This patent describes a method for thermally processing specific areas on the surfaces of workpieces, semi-finished products, or powder beds by directing an energy beam with a base power onto a surface. The method involves moving the beam's focal spot along a predefined contour in a controlled manner based on real-time, spatially-resolved temperature measurements. The control system adjusts the motion path, step distances, and dwell times to achieve a desired local temperature distribution in the processing area.

Use CasesContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Additive manufacturing processes such as selective laser melting (SLM) or electron beam melting (EBM) for 3D printing metal parts
• Surface treatment of components to enhance material properties locally, such as hardening or annealing
• Repair or reworking of damaged or worn metal surfaces by targeted heat application
• Optimizing temperature profiles during powder bed fusion in metal 3D printing to reduce warping and improve final part quality
• Precision material processing in semiconductor or electronic component manufacturing

BenefitsContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Ensures precise control of temperature distribution in the processed area, leading to higher quality results
• Reduces defects such as warping, cracking, or incomplete fusion in additively manufactured or thermally treated parts
• Allows dynamic adaptation to process variations, improving manufacturing reliability and repeatability
• Enables localized material property optimization, enhancing the performance of finished products
• Supports automation and advanced process control, potentially reducing manual intervention and increasing efficiency

Technical Classifications (CPCs)

Inventors & Applicants

Patent Abstract

Bei dem wird ein Energiestrahl mit einer Basisleistung PBasisauf die Oberfläche gerichtet und sein Brennfleck entlang einer vorgegeben Ausgangskontur zweidimensional innerhalb des Bearbeitungsbereichs so bewegt, dass der Brennfleck jeweils von einer Position Pxi,yizu einer nachfolgenden Position Pxi+1,yi+1, die in einem vorgegebenen Abstand Δlizur vorhergehenden Position Pxi,yiangeordnet ist, bewegt und dort vorgebbare Haltezeiten ΔtBasiseingehalten werden. Dabei wird die Temperatur an der Oberfläche des Bearbeitungsbereichs ortsaufgelöst gemessen und einer elektronischen Auswerte- und Regeleinheit zugeführt. Anschließend wird in Abhängigkeit der ortsaufgelöst erfassten Temperaturen eine Regelung so durchgeführt, dass eine vorgegebene Ausgangskontur die abgefahren werden soll entsprechend in die ortsaufgelöst erfassten Temperaturen berücksichtigende angepasste Konturen verändert wird und/oder die vorgegebenen Abstände Δli+xzwischen den einzelnen nacheinander abgefahren Positionen Pxi+x,yi+xund/oder die Haltezeiten Δti+xan den einzelnen Positionen Pxi,yi, werden angepasst. Dies wird sooft wiederholt bis eine vorgegebene lokal definierte Temperaturverteilung im Bearbeitungsbereich erreicht worden ist.