用于由粉末状材料层式地制造构件的方法与流程

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于由粉末状材料层式地制造构件的方法。

背景技术：

磨削加工工具如钻头、锯片、切割轮或砂轮包括加工部段，所述加工部段固定在管形或盘形的基体上。与磨削加工工具的加工方法有关地，加工部段称为钻孔部段、锯部段、切割部段或磨削部段并且概括成概念“加工部段”。所述加工部段由粉末状材料和以硬质材料颗粒形式的切割元件构造。在此，在具有统计学分布的硬质材料颗粒的加工部段与具有确定地设置的硬质材料颗粒的加工部段之间加以区分。在具有统计学分布的硬质材料颗粒的加工部段中，将粉末状材料和硬质材料颗粒混合并且注入到适配的模具中并且首先通过冷压而成形成生坯。在具有确定地设置的硬质材料颗粒的加工部段中，生坯层式地由粉末状材料构造，硬质材料颗粒在确定的位置上放置到所述粉末状材料中。生坯在统计学分布的硬质材料颗粒和确定地设置的硬质材料颗粒中通过热压和/或烧结而压实成可使用的加工部段。

具有统计学分布的硬质材料颗粒的加工部段具有多个缺点：因为硬质材料颗粒也处于生坯的表面上，所以为冷压生坯必需的模具具有大磨损。此外，硬质材料颗粒在生坯中的分布不对应于应用技术上最佳的分布。具有统计学分布的硬质材料颗粒的加工部段的缺点导致：对于高质量的加工工具，尽管存在较高的成本仍主要使用具有确定地设置的硬质材料颗粒的加工部段。

ep0452618a1描述一种已知的用于由粉末状材料层式地制造具有硬质材料颗粒的生坯的方法，所述硬质材料颗粒在确定的位置上设置在粉末状材料中。所述已知的方法以生坯的三维数据为基础并且具有如下方法步骤：

-将生坯沿构造方向分解成n、n≥2个相继的柱形的横截面区域，其中，每个横截面区域由垂直于构造方向的二维横截面积和平行于构造方向的层厚构成，

-将n、n≥2个粉末层粉末状材料施加到垂直于构造方向设置的构造平面上，并且

-将硬质材料颗粒在确定的位置上设置在粉末状材料中。

硬质材料颗粒借助于于吸盘接收并且定位在层构造的上面。通过降低抽吸力或通过短的压缩空气冲击，硬质材料颗粒从吸盘松脱并且放置到层构造的上面的粉末层上。压缩空气冲击应仅这样大，使得粉末状材料不移动并且硬质材料颗粒设置在所述分布的规定的确定的位置上。另一个缺点在于：硬质材料颗粒仅松散地设置在上面的粉末层上或中。在粉末状材料的下一个粉末层借助于于形式为辊子、刮板或刷子的施加工具施加和分布时，硬质材料颗粒可以由施加工具从其确定的位置移动出并且因此精确性降低。

除层式地制造用于加工部段的生坯之外，已知用于由粉末状材料层式地制造构件的方法。已知的用于由具有松散的粉末颗粒的粉末状材料层式地制造构件的方法以构件的三维数据为基础并且具有如下方法步骤：

-将所述构件沿构造方向分解成n、n≥2个相继的柱形的横截面区域，其中，每个横截面区域由垂直于构造方向的二维横截面积和平行于构造方向的层厚构成，

-向垂直于构造方向的构造平面上施加第一粉末层粉末状材料，

-将第一粉末层的松散的粉末颗粒在所述构件的第一横截面区域中至少部分地相互连接，

-向所述构造平面上施加沿构件的构造方向相继其他的粉末层粉末状材料并且

-在每个其他的粉末层中，将松散的粉末颗粒在所述构件的相应的横截面区域中至少部分地相互连接并且与所述构件的处于其下的横截面区域连接。

技术实现要素：

本发明的任务在于，改进嵌入元件向层式制造的构件中的集成。在此，嵌入元件的集成应很大程度上自动化地在层式地制造所述构件期间进行并且嵌入元件应以高精确性集成到构件中。

所述任务在文首提及的用于由粉末状材料层式地制造构件的方法中按照本发明通过独立权利要求1所述的特征得以解决。有利改进方案在从属权利要求中给出。

按照本发明，用于由粉末状材料层式地制造构件的方法的特征在于：在层式地制造所述构件期间，将在一个横截面区域之内或在沿构造方向相继的多个横截面区域之内设置的松散的粉末颗粒至少部分地从所述构件去除。松散的粉末颗粒从所述构件的去除例如可以通过吸走或吹出进行。通过在层式地制造所述构件期间将松散的粉末颗粒至少部分地从所述构件去除的方式，可以在所述构件中产生型腔或支撑结构，嵌入元件可以嵌入到其中。嵌入元件在层式地制造所述构件期间集成到所述构件中。

借助于按照本发明的方法层式地制造的构件包括多个相继的柱形的横截面区域，所述横截面区域具有垂直于构造方向的二维横截面积和平行于构造方向的层厚，其中，所述横截面区域构造为具有任意横截面积的直的柱体。柱形的横截面区域的外周面将在“构件内”的区域与在“构件外”的区域分开。将在层式地制造所述构件期间在一个横截面区域的外周面之内或在多个横截面区域的外周面之内设置的松散的粉末颗粒在层式制造期间至少部分地从所述构件去除。

按照本发明的用于层式地制造所述构件的方法适用于也称为材料粉末的粉末状材料。概念“粉末状材料”概括在初始状态中是固态的且由松散的(亦即未连接的)粉末颗粒构成的全部材料。粉末状材料可以由一种材料粉末构成或者作为混合物由不同的材料粉末组成。

在所述方法的一种优选改进方案中，在所述构件中确定用于嵌入元件的安装区域，并且将粉末状材料的包围所述安装区域的松散的粉末颗粒相互连接。将粉末状材料的包围安装区域的粉末颗粒相互连接并且将用于嵌入元件的安装区域与其余构件隔开。为了将嵌入元件集成到层式地制造的构件中，为嵌入元件确定安装体积，所述嵌入元件如所述构件那样分解成一个安装区域或相继的多个安装区域。为了可以仅去除安装体积的区域中的松散的粉末颗粒，安装体积通过型腔或封闭的支撑结构与包围的构件隔开。粉末状材料的相互连接的粉末颗粒构成型腔或封闭的支撑结构并且能实现对粉末状材料的至少部分的去除。型腔或封闭的支撑结构降低在施加粉末状材料的其他粉末颗粒时移动嵌入元件的风险，并且能实现嵌入元件以高精确性向构件中的集成。

概念“嵌入元件”概括可以集成到构件中的全部元件。另外切割元件、传感器元件、材料填充装置和占位元件属于此。概念“切割元件”概括用于磨削加工工具的全部切割器件。主要是单个硬质材料颗粒(硬质材料的颗粒)、由多个硬质材料颗粒构成的复合部件和经涂层或封装的硬质材料颗粒属于此。硬质材料的特征在于特别的硬度。在此，硬质材料能够一方面划分成天然的和合成的硬质材料并且另一方面划分成金属的和非金属的硬质材料。另外天然金刚石、金刚砂和其他硬矿物属于天然的硬质材料，并且另外合成金刚石、高熔点的碳化物、硼化物、氮化物和硅化物属于合成的硬质材料。另外元素周期表的第四至第六族的过渡金属的高熔点的碳化物、硼化物、氮化物和硅化物属于金属的硬质材料，并且另外金刚石、金刚砂、其他硬矿物、碳化硅和碳化硼属于非金属的硬质材料。

在所述方法的第一种变型方案中，在所述构件中层式地构造用于所述嵌入元件的型腔，并且在层式制造期间将所述嵌入元件设置在所述型腔之内。将嵌入元件放置在型腔中，所述型腔阻止：在施加另一个粉末层粉末状材料时移动嵌入元件，从而可以以高精确性在层构造期间维持嵌入元件的确定的位置。

特别优选地，除所述安装区域之外，为所述构件的包括所述安装区域的横截面区域确定材料区域，并且为所述构件的不包括所述安装区域的横截面区域确定材料区域，其中，将所述材料区域中的粉末状材料的松散的粉末颗粒相互连接并且所述材料区域界定用于所述嵌入元件的型腔。通过将材料区域中的粉末状材料的粉末颗粒相互连接的方式，用于嵌入元件的安装区域通过材料区域的柱形周面界定并且安装区域中的松散的粉末颗粒可以从构件去除。材料区域的柱形周面构成型腔并且包围用于嵌入元件的安装区域。向构件的每个型腔中设置至少一个嵌入元件，所述型腔具有所需要的嵌入高度。在此，可以向一个型腔中设置一个嵌入元件、多个相同的嵌入元件或不同的嵌入元件。

型腔在所述方法的第一种变型方案的范围内的构造具有优点：粉末状材料的粉末颗粒在型腔之外相互连接并且因此粉末状材料从材料区域的无意去除是不可能的。当然，粉末颗粒在材料区域中的完全连接要求高制造耗费并且提高构件中的不希望的例如以粘接剂或接合剂形式的附加成分的份额。构造为生坯的构件中的不希望的附加成分必须在后续的压实过程中通过热压和/或烧结去除。如果不能完全去除所述附加成分，则压实的构件的质量可能受损。

特别优选地，当所述型腔具有为设置所述嵌入元件所需要的嵌入高度时，将粉末状材料的松散的粉末颗粒至少部分地从所述型腔去除。型腔的所需要的嵌入高度另外与嵌入元件的类型和大小有关。此外，型腔的所需要的嵌入高度可以对于构件内的相同嵌入元件是不同的并且与嵌入元件在构件中的空间放置有关。向每个具有所需要的嵌入高度的型腔中设置至少一个嵌入元件。在此，向一个型腔中可以设置一个嵌入元件、多个相同的嵌入元件或不同的嵌入元件。

在将粉末状材料至少部分地从型腔去除之后，所述型腔可以以特定材料或粘接剂填充。特定材料的使用当层式地制造的构件为了压实而经受通过热压和/或烧结的后续加工并且嵌入元件在热压和/或烧结时被粉末状材料损坏时提供。粘接剂的使用当嵌入元件具有取向并且应以正确取向设置在型腔中时提供。

在所述方法的第二变型方案中，在所述构件中层式地构造用于所述嵌入元件的封闭的支撑结构，并且在层式制造期间将所述嵌入元件设置在所述支撑结构之内。当支撑结构在构件的构造平面中具有封闭的周边并且安装区域整周地由支撑结构包围时，支撑结构称为封闭的。将嵌入元件放置到支撑结构中，所述支撑结构阻止在施加另一个粉末层粉末状材料时移动嵌入元件，从而可以在层构造的期间以高精确性维持嵌入元件的确定的位置。封闭的支撑结构在所述方法的第二变型方案的范围内的构造相对于所述方法的第一种变型方案具有优点：在构建支撑结构时的制造耗费和例如不希望的以粘接剂或接合剂形式的附加成分的份额相对于材料区域中的型腔降低。

特别优选地，为所述构件的包括安装区域的横截面区域确定支撑环，其中，所述支撑环包围所述安装区域。支撑环构成用于嵌入元件的封闭的支撑结构，其中，所述支撑结构由一个支撑环或沿构造方向相继的多个支撑环构成。全部封闭的横截面形状适合作为用于支撑环的横截面形状，其中，所述横截面形状特别是与嵌入元件的几何结构相适配。

具有用于嵌入元件的封闭支撑结构的层式地制造的构件必须在层构造之后从设备取出。因此，所述构件的外部几何结构必须至少在下侧和各侧封闭，以便阻止粉末状材料的排出。所述构件的横截面区域具有至少一个外部的柱形周面，其也称为外表面。在具有处于内部的空隙部的构件中，横截面区域附加地包括一个或多个内部的柱形周面，其也称为内表面。为构件的外表面和内表面确定边界环，其中，外表面的边界环称为外边界环或外环并且内表面的边界环称为内边界环或内环。概念“边界环”概括“外边界环”和“内边界环”。外边界环具有对应于横截面区域的外表面的外部几何结构，并且内边界环具有对应于横截面区域的内表面的内部几何结构。

特别优选地，当所述支撑结构具有为设置所述嵌入元件所需要的嵌入高度时，将粉末状材料的松散的粉末颗粒至少部分地从所述支撑结构去除。支撑结构的所需要的嵌入高度主要与嵌入元件的类型和大小有关。此外，支撑结构的所需要的嵌入高度可以对于构件内的相同嵌入元件是不同的并且与嵌入元件在构件中的空间放置有关。向每个具有所需要的嵌入高度的支撑结构中设置至少一个嵌入元件。在此，可以向一个支撑结构中设置一个嵌入元件、多个相同的嵌入元件或不同的嵌入元件。

在将粉末状材料至少部分地从支撑结构去除之后，可以以特定材料或粘接剂填充支撑结构。特定材料的使用当层式制造的构件为了压实而经受通过热压和/或烧结的后续加工并且嵌入元件在热压和/或烧结时被粉末状材料损坏时提供。粘接剂的使用当嵌入元件具有取向并且应以正确取向设置在支撑结构中时提供。

附图说明

下面借助附图描述本发明的实施例。所述附图应不必然按比例示出实施例，而是所述附图在对于解释有用的地方以示意的和/或轻微失真的形状实施。在此要考虑：可以进行关于一种实施方式的形状和细节的多样化的修改和改变，而不会偏离本发明的总体主旨。本发明的总体主旨不限制于下面示出和描述的优选实施方式的精确形状或细节或限制于与在权利要求中要求保护的技术方案相比受限制的技术方案。在给定的测量范围内，处于所述界限内的值也应作为界限值公开并且可任意使用并且可要求保护。为简单起见，下面对于相同的或类似的部件或具有相同的或类似的功能的部件使用相同的附图标记。

附图中：

图1示出第一构件，所述第一构件借助于按照本发明的用于层式制造的方法由五个沿构造方向相叠的柱形的横截面区域制造；

图2a-e示出图1的第一构件的五个横截面区域，所述横截面区域具有垂直于构造方向的横截面积和平行于构造方向的层厚；

图3a、b示出图1的第一构件平行于构造方向沿着图2a-e中的剖面a-a(图3a)和沿着图2a-e中的剖面b-b(图3b)的第一横剖图和第二横剖图；

图4a-t示出按照本发明的用于层式地制造图1的第一构件的方法的相继方法步骤，所述构件具有确定地设置的硬质材料颗粒；

图5a-e示出第二构件的五个柱形的横截面区域，所述第二构件借助于按照本发明的用于层式地制造构件的方法构造在基底上；

图6a、b示出第二构件的平行于构造方向沿着图5a-e中的剖面a-a(图6a)和沿着图5a-e中的剖面b-b(图6b)第一横剖图和第二横剖图；并且

图7a-m示出按照本发明的用于层式地制造第二构件的方法的相继方法步骤，所述第二构件具有确定地设置的硬质材料颗粒。

具体实施方式

图1示出构造为长方体的构件10，所述构件借助于按照本发明的用于由粉末状材料层式地制造具有确定地设置的嵌入元件的构件的方法制造并且下面称为第一构件10。第一构件10在层构造中由五个相叠的柱形的横截面区域11、12、13、14、15制造，所述横截面区域沿构造方向16彼此堆叠。柱形的横截面区域11-15平行于构造方向16具有层厚di、i＝1至5，并且垂直于构造方向16具有二维横截面积。层厚度di、i＝1至5可以是统一的或者各个横截面区域11-15具有不同的层厚度。

为了可以在层构造中制造第一构件10，长方体10沿构造方向16分解成五个柱形的横截面区域11-15，其在图2a-e中示出。在此，图2a示出第一横截面区域11、图2b示出第二横截面区域12、图2c示出第三横截面区域13、图2d示出第四横截面区域14并且图2e示出第五横截面区域15。第一构件10的每个横截面区域11-15包括一个或多个由粉末状材料制造的材料区域并且可以具有一个或多个安装区域。安装区域构成用于应设置在第一构件10中的嵌入元件的型腔。所述型腔可以包括一个安装区域或沿构造方向16相继的多个安装区域。

为了区别材料区域和安装区域，第i个横截面区域的材料区域称为第i个材料区域并且第i个横截面区域的安装区域称为第i个安装区域。第一横截面区域11包括一个第一材料区域17、第二横截面区域12包括一个第二材料区域18和五个第二安装区域19、第三横截面区域13包括一个第三材料区域21和九个第三安装区域22、第四横截面区域14包括一个第四材料区域23和四个第四安装区域24并且第五横截面区域15包括一个第五材料区域25。

图3a、b示出图1的第一构件10的平行于构造方向16沿着图2a-e中的剖面a-a(图3a)和沿着图2a-e中的剖面b-b(图3b)的第一横剖图和第二横剖图。第一构件10的五个横截面区域11-15沿构造方向16相叠地设置。

在第一构件10的层构造中，构造九个型腔，嵌入元件设置到所述型腔中。所述九个型腔能够划分成第一组的五个第一型腔26和第二组的四个第二型腔27。第一型腔26处于第二和第三横截面区域12、13中并且由第二和第三安装区域19、22构成，第二型腔27处于第三和第四横截面区域13、14中并且由第三和第四安装区域22、24构成。图3a示出两个第一型腔26和一个第二型腔27并且图3b示出一个第一型腔26和两个第二型腔27。

在第一构件10的实施例中，第一和第二型腔26、27具有相同的横截面形状和相同的嵌入高度。备选地，第一型腔26可以具有第一横截面形状和第一嵌入高度并且第二型腔27可以具有第二横截面形状和第二嵌入高度，它们彼此不同。用于第一和第二型腔的不同的横截面形状和/或不同的嵌入高度当不同的第一和第二嵌入元件设置在所述第一和第二型腔中时提供。

图4a-t示出按照本发明的用于由粉末状材料41层式地制造图1的具有确定地设置的嵌入元件42的第一构件10的方法的相继方法步骤。第一构件10构造为生坯并且在后续的压实过程中例如通过热压和/或烧结压实成用于磨削加工工具的加工部段。第一构件10由粉末状材料41和以切割元件形式的嵌入元件制造，所述嵌入元件构造为单个硬质材料颗粒42。硬质材料颗粒42来源于由最小直径dmin和最大直径dmax表征的硬质材料颗粒的混合，其中，95％的硬质材料颗粒大于最小直径dmin并且小于最大直径dmax。

第一构件10层式地借助于一种包括可调节高度的构造平面43、粉末输送装置和打印头的设备制造。借助于粉末输送装置以第一层厚d1施加粉末状材料41的第一粉末层44(图4a)。打印头在第一材料区域17中施加第一粘接层，所述第一粘接层在第一材料区域17中连接第一粉末层44的松散的粉末颗粒(图4b)。构造平面43沿平行于构造方向16的调节方向45下降第二层厚d2(图4c)并且粉末状材料41的第二粉末层46借助于粉末输送装置施加(图4d)。打印头在第二材料区域18中施加第二粘接层，所述第二粘接层在第二材料区域18中连接第二粉末层46的松散的粉末颗粒，其中，第二安装区域19中的粉末颗粒不连接(图4e)。构造平面43沿调节方向45下降第三层厚d3(图4f)并且粉末状材料41的第三粉末层47借助于粉末输送施加(图4g)。打印头在第三材料区域21中施加第三粘接层，所述第三粘接层在第三材料区域21中连接第三粉末层47的松散的粉末颗粒，其中，第三安装区域22中的粉末颗粒不连接(图4h)。

第一型腔26的嵌入高度在施加第三粉末和粘接层之后达到并且硬质材料颗粒42可以设置在第一型腔26中。第一型腔26的嵌入高度下面称为第一嵌入高度h1。在所述实施例中，第一嵌入高度h1大于硬质材料颗粒42的最大直径dmax。大于硬质材料颗粒42的最大直径dmax的第一嵌入高度h1具有优点：所放置的硬质材料颗粒42几乎完全设置在第一型腔26中并且在施加另一个粉末层时移动硬质材料颗粒42的危险强烈降低。此外，硬质材料颗粒42可以由与粉末状材料41不同的特定材料包围。通过所述特定材料，可以在后续的压实过程中例如通过热压或烧结来防止硬质材料颗粒42免受由于与粉末状材料41的化学反应的损坏。例如钴粉末或青铜粉末适合用作用于以金刚石颗粒形式的硬质材料颗粒42的特定材料。

在按照本发明的方法的示出的变型方案中，硬质材料颗粒42由特定材料48包围。首先将粉末状材料41的松散的粉末颗粒在第一型腔26的区域中借助于吸走装置49吸走(图4i)。为此，将释放第一型腔26的第一模板50a放置在层构造上，并且将粉末状材料41的松散的粉末颗粒从第一型腔26例如通过吸走来去除。在吸走粉末状材料41之后，将第一型腔26部分地以特定材料48填充(图4j)、将硬质材料颗粒42放置到第一型腔26中(图4k)并且接着将第一型腔26完全以特定材料48填充(图4l)。这个变型方案具有优点：硬质材料颗粒42完全由特定材料48包围并且硬质材料颗粒42在热压和/或烧结时由于与粉末状材料41的化学结合而损坏的危险尽可能降低。

在第一型腔26完全以特定材料48填充之后，继续第一构件10的层构造。构造平面43沿调节方向45下降第四层厚d4并且粉末状材料41的第四粉末层51借助于粉末输送装置施加(图4m)。打印头在第四材料区域23中施加第四粘接层，所述第四粘接层在第四材料区域23中连接第四粉末层51的松散的粉末颗粒，其中，第四安装区域24中的粉末颗粒不连接(图4n)。

第二型腔27的嵌入高度在施加第四粉末和粘接层之后达到并且切割元件42可以设置在第二型腔27中。第二型腔27的嵌入高度下面称为第二嵌入高度h2，其中，第二嵌入高度h2大于硬质材料颗粒42的最大直径dmax。为了防止设置在第二型腔27中的硬质材料颗粒42免受由于与粉末状材料41的化学反应的损坏，第二型腔27的硬质材料颗粒42如第一型腔26的硬质材料颗粒42那样嵌入到特定材料48中。第二型腔27以硬质材料颗粒42和特定材料48的填充可以类似于第一型腔26的在图4j、k、l中示出的两体式填充方法进行，其中，特定材料48的第一部分设置在硬质材料颗粒42之前注入并且特定材料48的第二部分在设置硬质材料颗粒42之后注入。

为了降低在层式地制造第一构件10时的耗费，可以简化第一和第二型腔26、27以特定材料48的两体式填充方法。备选方案规定：在吸走松散的粉末颗粒之后将硬质材料颗粒42放置在型腔26、27中并且在设置硬质材料颗粒42之后将型腔26、27以特定材料48填充。以第二型腔27的实例描述称为一体式填充方法的备选方案。在制造构件时，通常使用用于特定材料48的一体式或两体式填充方法。一体式填充方法以第二型腔27的实例描述，但同样可以在以特定材料48填充第一型腔26时应用。

松散的粉末颗粒在第二型腔27的区域中借助于吸走装置49和释放第二型腔27的第二模板50b吸走(图40)。为了确保硬质材料颗粒42在第二型腔27中的取向，可以使用粘接剂52，所述粘接剂固定硬质材料颗粒42。粘接剂52的使用具有优点：硬质材料颗粒42的取向和位置在施加另一个材料层或特定材料时不改变。所使用的粘接剂52的特性与粉末状材料41、硬质材料颗粒42和/或特定材料48相适配。将第二型腔27以粘接剂52填充、在粘接剂52还未硬化的时候将硬质材料颗粒42放置到粘接剂52中(图4q)并且在粘接剂52硬化之后将第二型腔27以特定材料48填充(图4r)。在所描述的一体式填充方法中，首先将嵌入元件42设置在第二型腔27中并且接着将第二型腔27以特定材料48填充。备选地，在一体式填充方法中可以首先将特定材料48注入到第二型腔27中并且接着将嵌入元件42放置到特定材料48中。

在第二型腔27以特定材料48填充之后，继续第一构件10的层构造。构造平面43沿调节方向45下降第五层厚d5(图4r)并且粉末状材料41的第五粉末层53借助于粉末输送装置施加到构造平面43上(图4s)。打印头在第五材料区域25中施加第五粘接层，所述第五粘接层在第五材料区域25中连接第五粉末层53的松散的粉末颗粒(图4t)。在连接第五材料区域25的松散的粉末颗粒之后，结束第一构件10的层构造。第一构件10在后续的压实过程中例如通过热压和/或烧结压实成用于磨削加工工具的加工部段。

第一构件10层式地由五个材料区域17、18、21、23、25以相同的粉末状材料41制造。备选地，第一构件10的材料区域可以由不同的粉末状材料41制造。在进一步处理成用于磨削加工工具的加工部段的构件中，例如可以对于第一材料区域使用第一粉末状材料并且对于其他材料区域使用第二粉末状材料，其中，第一粉末状材料的特性鉴于加工部段与基体的连接来选择并且第二粉末状材料的特性鉴于切割元件42的机械连接来选择。当应焊接加工部段和基体时，选择可焊接的第一粉末状材料。

在第一构件10中，将嵌入元件42置入到特定材料48中，其中，对第一和第二型腔26、27的填充在一体式的或两体式填充方法中进行。嵌入元件42不必置入到特定材料48中。备选地，嵌入元件42可以在第一和第二型腔26、27中放置到粉末状材料41中，其中，在这种情况中仅将粉末状材料41部分地从第一和第二型腔26、27去除。特定材料48的使用当第一构件10为了压实而经受通过热压和/或烧结的后续加工并且嵌入元件42在热压和/或烧结时被所使用的粉末状材料41损坏时提供。特定材料48这样选择，使得它与粉末状材料41接合成连接结构并且机械地接合嵌入元件42。

图5a-e示出另一个构件60，其构造为长方体并且借助于按照本发明的用于层式地制造构件的方法由五个相叠的柱形的横截面区域61、62、63、64、65沿构造方向66构造。在此，图5a示出第一横截面区域61、图5b示出第二横截面区域62、图5c示出第三横截面区域63、图5d示出第四横截面区域64并且图5e示出第五横截面区域65。

所述构件60由粉末状材料67和以切割元件的形式的嵌入元件制造，所述切割元件构造为单个硬质材料颗粒42，并且所述构件下面称为第二构件60。嵌入元件42在确定的位置上设置在第二构件60中，其中，用于第一和第二构件10、60的嵌入元件42的分布相一致。在第一构件10中第一横截面区域11构成下侧，而第二构件60构造在作为底板的基底68上。基底68例如是薄金属板，其在后续加工过程中与磨削加工工具的基体连接。

第一横截面区域61包括具有第一外周面70的第一外环69和第一支撑环71，所述第一支撑环包围第一安装区域72。第二横截面区域62包括具有第二外周面74的第二外环73和第二支撑环75，所述第二支撑环包围第二安装区域76。第三横截面区域63包括具有第三外周面78的第三外环77和第三支撑环79，所述第三支撑环包围第三安装区域80。第四横截面区域64包括具有第四外周面82的第四外环81和第四支撑环83，所述第四支撑环包围第四安装区域84。第五横截面区域65包括具有第五外周面86的第五外环85。

横截面区域61-65的外环69、73、77、81、85以矩形柱体的形式构造并且将第二构件60与包围的粉末状材料67隔开。在所述实施例中，安装区域72、76、80、84方形地构造并且由方形的支撑环71、75、79、83包围。取代封闭的方形的支撑环71、75、79、83可以使用用于支撑环的其他封闭的横截面形状。

图6a、b示出第二构件60的平行于构造方向66沿着图5a-e中的剖面a-a(图6a)和沿着图5a-e中的剖面b-b(图6b)的第一横剖图和第二横剖图。第二构件60的五个横截面区域61-65沿构造方向66相叠地设置。

在第二构件60的层构造中，产生外部几何结构，所述外部几何结构阻止粉末状材料67从第二构件60排出。第二构件60的外部几何结构由基底68和外环69、73、77、81、85构成。基底68与第一外环69连接、第一外环69与第二外环73连接、第二外环73与第三外环77连接、第三外环77与第四外环81连接并且第四外环81与第五外环85连接。

第二构件60具有五个第一支撑结构87和四个第二支撑结构88。第一支撑结构87由第一、第二和第三支撑环71、75、79构造并且具有第一嵌入高度h1。第二支撑结构88由第一、第二、第三和第四支撑环71、75、79、83构造并且具有第二嵌入高度h2。第一和第二支撑结构87、88与基底68连接并且由此可靠地固定在第二构件60中。为了构造第一支撑结构87，将第一支撑环71与基底68连接、将第二支撑环75与第一支撑环71连接并且将第三支撑环79与第二支撑环75连接。为了构造第二支撑结构88，将第一支撑环71与基底68连接，将第二支撑环75与第一支撑环71连接，将第三支撑环79与第二支撑环75连接并且将第四支撑环83与第三支撑环79连接。

图7a-m示出按照本发明的用于由粉末状材料67层式地制造具有确定地设置的嵌入元件的第二构件方法60的相继方法步骤，所述嵌入元件构造为单个硬质材料颗粒42。第二构件60在后续的压实过程中例如通过热压和/或烧结压实成用于磨削加工工具的加工部段。

第二构件60层式地借助于一种包括构造平面91、粉末输送装置和打印头的设备制造。借助于所述粉末输送装置以第一层厚d1施加粉末状材料67的第一粉末层92(图7a)。打印头在第一外环69和第一支撑环71的区域中施加粘接剂，所述粘接剂将粉末状材料67的松散的粉末颗粒连接到第一外环69和第一支撑环71(图7b)。

借助于粉末输送装置，以第二层厚d2施加粉末状材料67的第二粉末层93(图7c)。打印头在第二外环73和第二支撑环75的区域中施加粘接剂，所述粘接剂将粉末状材料67的松散的粉末颗粒连接到第二外环73和第二支撑环75(图7d)。借助于粉末输送装置，以第三层厚d3施加粉末状材料67的第三粉末层94(图7e)。打印头在第三外环77和第三支撑环79的区域中施加粘接剂，所述粘接剂将粉末状材料67的松散的粉末颗粒连接到第三外环77和第三支撑环79(图7f)。

第一支撑结构87的第一嵌入高度h1在制造第三横截面区域63之后达到并且硬质材料颗粒42可以设置在第一支撑结构87中。首先将粉末状材料67的松散的粉末颗粒在第一支撑结构87的区域中借助于吸走装置49吸走(图7g)。为此，将释放第一支撑结构87的第一模板95a放置在层构造上并且借助于吸走装置49将粉末状材料67的松散的粉末颗粒从第一支撑结构87去除。通过吸走装置49的抽吸力，可以调设吸走高度。

在吸走粉末状材料67之后，将第一支撑结构87以特定材料48填充、将硬质材料颗粒42设置在第一支撑结构87之内并且借助于粉末输送装置以第四层厚d4施加粉末状材料67的第四粉末层96(图7h)。打印头在第四外环81和第四支撑环83的区域中施加粘接剂，所述粘接剂将粉末状材料67的松散的粉末颗粒连接到第四外环81和第四支撑环83(图71)。

第二支撑结构88的第二嵌入高度h2在制造第四横截面区域64之后达到并且硬质材料颗粒42可以设置在第二支撑结构88中。首先将粉末状材料67的松散的粉末颗粒在第二支撑结构88的区域中借助于吸走装置49吸走(图7j)。为此，将释放第二支撑结构88的第二模板95b放置在层构造上并且将粉末状材料67的松散的粉末颗粒借助于吸走装置49部分地从第二支撑结构88去除。通过吸走装置49的抽吸力可以调设吸走高度。在所述实施例中，将粉末状材料67在一半的第二嵌入高度h2上吸走并且大约50％的粉末状材料67留在第二支撑结构88中。

在部分吸走粉末状材料67之后，将硬质材料颗粒42设置在第二支撑结构88之内并且借助于粉末输送装置以第五层厚d5施加粉末状材料67的第五粉末层97(图7k)。打印头在第五外环85的区域中施加粘接剂，所述粘接剂将粉末状材料67的松散的粉末颗粒连接到第五外环85(图7l)。图7m示出由粉末状材料67层式制造的具有多个确定地设置的嵌入元件42的第二构件60。

第二构件60层式地由五个粉末层92、93、94、96、97以相同的粉末状材料67制造。备选地，第二构件60的五个粉末层92、93、94、96、97可以由不同的粉末状材料67制造。在进一步处理成用于磨削加工工具的加工部段的构件中，例如可以对于第一粉末层92使用第一粉末状材料并且对于其他的粉末层93、94、96、97使用第二粉末状材料，其中，第一粉末状材料的特性鉴于加工部段与基体的连接来选择并且第二粉末状材料的特性鉴于嵌入元件42的机械的连接来选择。当加工部段应与基体焊接时，选择可焊接的第一粉末状材料。

第二构件60的外部几何结构在第五横截面区域65中向上敞开地构造，从而第二构件60对于后续的压实过程必须直立地运输。为了将第二构件60也在第五横截面区域65中向外隔开，第五横截面区域65备选地可以构成覆盖元件，所述覆盖元件与第四外环81连接。为此，打印头在第五横截面区域65中施加粘接层，所述粘接层将粉末状材料67的松散的粉末颗粒连接到覆盖元件。

第一和第二支撑结构87、88具有封闭的横截面形状，但向下敞开地构造。为了阻止吸走装置49将过多粉末状材料67从第一和第二支撑结构87、88吸走，对应地调设吸走装置49的吸走力。备选地，第一和第二支撑结构87、88可以在其下侧上具有底面，所述底面将第一和第二支撑结构87、88与包围的粉末状材料67隔开。