权利要求：
[1] Vorrichtung zur schichtweisen Fertigung von Bauteilen (1) aus Pulvern thermoplastischer Materialien, umfassend
a) ein Substrat (2), auf dem das zu fertigende Bauteil gefertigt wird,
b) mindestens eine Vorrichtung (3) zur Bevorratung des Pulvers,
c) mindestens eine Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers aus der Vorrichtung (3) zur Bevorratung des Pulvers auf das Substrat (2),
d) mindestens eine Vorrichtung (5) zur mechanischen Verdichtung des aufgetragenen Pulvers, sowie
e) mindestens eine Vorrichtung (6) zum lokalen Erwärmen des Pulvers.
[2] Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
a) die mindestens eine Vorrichtung (3) zur Bevorratung des Pulvers in x- und/oder y-Richtung neben dem Substrat (2) angeordnet ist und relativ zum Substrat (2) in z-Richtung höhenverstellbar ist, und/oder
b) die mindestens eine Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers und/oder die mindestens eine Vorrichtung (5) zur mechanischen Verdichtung des aufgetragenen Pulvers relativ zur Oberfläche des Substrats (2) in x-, y- und/oder z-Richtung beweglich ausgebildet ist.
[3] Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers eine Bürste, bevorzugt eine Kohlenfaserbürste umfasst.
[4] Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur mechanischen Verdichtung eine über das Substrat (2) führbare Lamelle umfasst, die bevorzugt in Auftragsrichtung abgeschrägt ausgebildet ist.
[5] Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers und die mindestens eine Vorrichtung (5) zur mechanischen Verdichtung des aufgetragenen Pulvers in x- und/oder y-Richtung nacheinander angeordnet und an einer gemeinsamen Aufhängung (7) befestigt sind, wobei die unterseitige, dem Substrat (2) zugewandte Begrenzung (5a) der Vorrichtung (5) zur mechanischen Verdichtung des aufgetragenen Pulvers weiter in z-Richtung zum Substrat (2) hin ausgebildet ist, als die entsprechende Begrenzung (4a) der Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers.
[6] Vorrichtung (1) nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (7) eine Vorrichtung (8) zur Erzeugung einer mechanischen Schwingung, die auf die mindestens eine Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers und/oder die mindestens eine Vorrichtung (5) zur mechanischen Verdichtung des aufgetragenen Pulvers übertragbar ist, umfasst.
[7] Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung (6) zum lokalen Erwärmen des Pulvers ein Laser, vorzugsweise ein IR-Laser, CO2-Laser, Nd-YAG-Laser und/oder ein Diodenlaser ist.
[8] Verfahren zur schichtweisen Fertigung von Bauteilen aus Pulvern thermoplastischer Materialien, mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
a) mittels der mindestens einen Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers ein Pulver eines thermoplastischen Materials oder einer Mischung aus Pulvern mehrerer thermoplastischer Materialien aus der Vorrichtung (3) zur Bevorratung auf das Substrat (2) übertragen und zu einer Schicht (9a) eingeebnet wird,
b) die mindestens eine Vorrichtung (5) zur mechanischen Verdichtung des aufgetragenen Pulvers in x- und/oder y-Richtung über die Pulverschicht (9a) geführt wird, wobei die Pulverschicht (9a) auf eine vorbestimmte Schichtdicke zu einer verdichteten Pulverschicht (9b) verdichtet wird,
c) ein in x- und y-Richtung vordefiniertes lokales Aufschmelzen der verdichteten Pulverschicht (9b) durch die mindestens eine Vorrichtung (6) zum lokalen Erwärmen vorgenommen wird sowie anschließende Abkühlung unter Erstarren der Schmelze,
d) das Substrat (2) in z-Richtung relativ zur mindestens einen Vorrichtung (3) zur Bevorratung des Pulvers abgesenkt oder die mindestens eine Vorrichtung (3) zur Bevorratung des Pulvers in z-Richtung relativ zum Substrat (2) angehoben wird und
e) die Schritte a) bis d) bis zur Fertigstellung des Bauteils wiederholt werden.
[9] Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke des verdichteten Pulvers (9b) in Schritt b) auf 5 bis 500 μm, bevorzugt auf 10 bis 100 μm, besonders bevorzugt auf 30 bis 70 μm eingestellt wird.
[10] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die Pulverschicht (9a) auf das 0,95 bis 0,5-fache, bevorzugt auf das 0,8 bis 0,3-fache, besonders bevorzugt auf das 0,7 bis 0,4-fache der ursprünglichen Schichtdicke zur Pulverschicht (9b) verdichtet wird.
[11] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während Schritt a) und/oder b) die mindestens eine Vorrichtung (4) zum Übertrag des Pulvers und/oder die mindestens eine Vorrichtung (5) zur mechanischen Verdichtung des aufgetragenen Pulvers mit einer mechanischen Schwingung beaufschlagt wird, vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 0,5 und 100 Hz, weiter bevorzugt zwischen 1 und 50 Hz, insbesondere zwischen 5 und 20 Hz.
[12] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverschicht (9b) in Schritt c) mit einer Geschwindigkeit zwischen 1 und 500 mm/s, bevorzugt zwischen 5 und 200 mm/s aufgeschmolzen wird.
[13] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschmelzen ein Laser mit einer Leistung zwischen 0,01 und 20 W, bevorzugt zwischen 0,1 und 5 W verwendet wird.
[14] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschmelzen ein Laser verwendet wird, und der Durchmesser des Laserstrahls an der Oberfläche der Pulverschicht (9b) zwischen 0,01 und 1 mm, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,5 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 mm eingestellt wird.
[15] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass pro aufgetragener Pulverschicht (9b) der Schritt des Aufschmelzens c) zumindest stellenweise mehrmals, bevorzugt 2 bis 10 mal, weiter bevorzugt 2 bis 8 mal, besonders bevorzugt 2 bis 5 mal, durchgeführt wird.
[16] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastisches Material thermoplastische Kunststoffe, bevorzugt ein bioabbaubarer thermoplastischer Kunststoff, insbesondere ein Polylactid, wie z. B. Poly-L-Lactid, Poly-D-Lactid und/oder Poly-DL-Lactid, und/oder Poly-ε-caprolacton, Polyalkylenglykole, und/oder Copolymere hieraus verwendet werden.
[17] Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teilchendurchmesser d50 des Pulvers zwischen 5 und 200 μm, bevorzugt zwischen 10 und 100 μm, besonders bevorzugt zwischen 30 und 70 μm beträgt.
[18] Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 16 zur Herstellung von Formteilen mit vorbestimmter Geometrie, insbesondere medizinischer Stents, medizinischer Knochenersatzimplantate, medizinischen Implantaten mit internen Hohlstrukturen und/oder Hinterschneidungen.