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

DE102019004122A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation Download PDF

Info

Publication number
DE102019004122A1
DE102019004122A1 DE102019004122.4A DE102019004122A DE102019004122A1 DE 102019004122 A1 DE102019004122 A1 DE 102019004122A1 DE 102019004122 A DE102019004122 A DE 102019004122A DE 102019004122 A1 DE102019004122 A1 DE 102019004122A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cleaning station
molded part
cleaning
jet
beads
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.)
Pending
Application number
DE102019004122.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Grießer
Luis Alfonso Fernandez Orive
Alesander Olea Abarrategui
Alexander Kudernatsch
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.)
Voxeljet AG
Loramendi S Coop
Original Assignee
Voxeljet AG
Loramendi S Coop
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 Voxeljet AG, Loramendi S Coop filed Critical Voxeljet AG
Priority to DE102019004122.4A priority Critical patent/DE102019004122A1/de
Priority to EP20740181.1A priority patent/EP3983173A1/de
Priority to US17/618,251 priority patent/US20220219289A1/en
Priority to CN202080043670.5A priority patent/CN114025917A/zh
Priority to PCT/DE2020/000127 priority patent/WO2020249150A1/de
Publication of DE102019004122A1 publication Critical patent/DE102019004122A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/08Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for polishing surfaces, e.g. smoothing a surface by making use of liquid-borne abrasives
    • 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
    • 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
    • B22F10/60Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/68Cleaning or washing
    • 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
    • B22F12/80Plants, production lines or modules
    • B22F12/88Handling of additively manufactured products, e.g. by robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • B24C9/003Removing abrasive powder out of the blasting machine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • B24C9/006Treatment of used abrasive material
    • 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
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35Cleaning
    • 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
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • 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
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Robotics (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mittels Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mittels Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation.
  • In der europäischen Patentschrift EP 0 431 924 B1 wird ein Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Objekte aus Computerdaten beschrieben. Dabei wird ein Partikelmaterial in einer dünnen Schicht auf eine Plattform aufgetragen und dieses selektiv mittels eines Druckkopfes mit einem Bindermaterial bedruckt. Der mit dem Binder bedruckte Partikelbereich verklebt und verfestigt sich unter dem Einfluss des Binders und gegebenenfalls eines zusätzlichen Härters. Anschließend wird die Plattform um eine Schichtdicke in einen Bauzylinder abgesenkt und mit einer neuen Schicht Partikelmaterial versehen, die ebenfalls, wie oben beschrieben, bedruckt wird. Diese Schritte werden wiederholt, bis eine gewisse, erwünschte Höhe des Objektes erreicht ist. Aus den bedruckten und verfestigten Bereichen entsteht so ein dreidimensionales Objekt.
  • Dieses aus verfestigtem Partikelmaterial hergestellte Objekt ist nach seiner Fertigstellung in losem Partikelmaterial eingebettet und muss anschließend davon befreit. Dies erfolgt bisher manuell und ist sehr aufwendig und damit sehr kostenintensiv. Die Bauteile werden bspw. mittels eines Saugers oder/und durch einfaches Abbürsten vom Restpulver befreit.
  • Es war deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung konstruktive Mittel bereitzustellen, die verbesserte 3D-Druckverfahrenabläufe erlauben oder zumindest die Nachteile des Standes der Technik verbessern oder ganz vermeiden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Mittel bereit zu stellen, die eine Automatisierung des Reinigungsschrittes ermöglichen und somit Arbeitskräfte und Kosten einsparen helfen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein verbessertes 3D-Druckverfahren bereitzustellen, in dem verschiedene Arbeitsschritte automatisiert sind und eine Fließbandproduktion im 3D-Druck zumindest abschnittsweise erreicht werden kann.
  • Kurze Zusammenfassung der Erfindung
  • In einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Kernreinigungsstation zum Reinigen von 3D-Formteilen, umfassend ein Gehäuse mit einer Öffnung, die gegebenenfalls verschließbar ist oder ein Mittel zum Verschließen umfasst und Mittel zum Erzeugen eines Perlenstrahls und eines Luftstrahls und eine Ablagefläche oder/und Halterung für das 3D-Formteil.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine 3D-Druckvorrichtung, die eine angeschlossene Reinigungsstation (Kernreinigungssttion) umfasst.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von 3D-Formteilen, wobei zumindest ein Reinigungsschritt in automatisierter oder halbautomatisierter Weise durchgeführt wird.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt den beispielhaften Aufbau einer Reinigungsstation (Kernreinigungsstation) (10).
    • 2 zeigt die Ansicht in die Kernreinigungsstation (10) mit einstellbaren Luftdüsen (4).
    • 3 zeigt einen Teil eines Handlingrobotors (7) mit Schwenkarm.
    • 4a und 4b beschreiben schematisch ein 3D-Formteil (9) auf einer Kernhalterung (2) bzw. am Schwenkarm eines Handlingrobotors (7).
    • 5a und 5b beschreiben ein 3D-Formteil (9), das einer Perlenbestrahlung (8) ausgesetzt wird bzw. in ein Perlenbad in einem Behälter (6) eingetaucht wird.
    • 6 zeigt wie das 3D-Formteil (9) auf der Kernhalterung (2) einem Luftstrahl mittels einstellbarer Luftdüsen (4) zur weiteren Reinigung und Befreiung von nicht verfestigtem Partikelmaterial ausgesetzt wird.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung Erfindungsgemäß wird eine der Anmeldung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Kernreinigungsstation bereitgestellt wird, die ein hergestelltes 3D-Formteil im Wesentlichen halbautomatisch oder automatisch reinigen kann sowie durch ein Verfahren, das eine derartige Kernreinigungsstation verwendet.
  • Im Folgenden werden zunächst einige Begriffe der Erfindung näher erläutert.
  • „3D-Formteil“, „Formkörper“ oder „Bauteil“ im Sinne der Erfindung sind alles mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder/und der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte dreidimensionale Objekte, die eine Formfestigkeit aufweisen.
  • „Bauraum“ ist der geometrische Ort in dem die Partikelmaterialschüttung während des Bauprozesses durch wiederholtes Beschichten mit Partikelmaterial wächst oder durch den die Schüttung bei kontinuierlichen Prinzipien durchläuft. Im Allgemeinen wird der Bauraum durch einen Boden, die Bauplattform, durch Wände und eine offene Deckfläche, die Bauebene, begrenzt. Bei kontinuierlichen Prinzipien existieren meist ein Förderband und begrenzende Seitenwände. Der Bauraum kann auch durch eine sogenannte Jobbox ausgestaltet sein, die eine in die Vorrichtung ein- und ausfahrbare Einheit darstellt und eine Batch-Herstellung erlaubt, wobei eine Jobbox nach Prozessabschluss ausgefahren wird und sofort eine neue Jobbox in die Vorrichtung eingefahren werden kann, sodass das Herstellungsvolumen und somit die Vorrichtungsleistung erhöht wird.
  • „Bauplattform“ oder „Baufeld“ im Sinne der Offenbarung ist die Fläche, auf die das Partikelmaterial aufgetragen wird und auf der das Partikelmaterial selektiv verfestigt wird, um ein vorbestimmtes dreidimensionales Formteil aufzubauen.
  • Als „Partikelmaterialien“ oder „partikelförmige Baumaterialien“ oder „Baumaterialien“ können alle für den Pulver-basierten 3D Druck bekannten Materialien verwendet werden, insbesondere Polymere, Keramiken und Metalle. Das Partikelmaterial ist vorzugsweise ein trocken frei fließendes Pulver, es kann aber auch ein kohäsives schnittfestes Pulver oder eine partikelbeladene Flüssigkeit verwendet werden. In dieser Schrift werden Partikelmaterial und Pulver synonym verwendet.
  • Der „Partikelmaterialauftrag“ ist der Vorgang bei dem eine definierte Schicht aus Pulver erzeugt wird. Dies kann entweder auf der Bauplattform oder auf einer geneigten Ebene relativ zu einem Förderband bei kontinuierlichen Prinzipen erfolgen. Der Partikelmaterialauftrag wird im Weiteren auch „Beschichtung“ oder „Recoaten“ genannt.
  • „Selektiver Flüssigkeitsauftrag“ kann im Sinne der Erfindung nach jedem Partikelmaterialauftrag erfolgen oder je nach den Erfordernissen des Formkörpers und zur Optimierung der Formkörperherstellung auch unregelmäßig, beispielsweise mehrfach bezogen auf einen Partikelmaterialauftrag, erfolgen. Dabei wird ein Schnittbild durch den gewünschten Körper aufgedruckt.
  • Als „Vorrichtung“ zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jede bekannte 3D-Druckvorrichtung verwendet werden, die die erforderlichen Bauteile beinhaltet. Übliche Komponenten beinhalten Beschichter, Baufeld, Mittel zum Verfahren des Baufeldes oder anderer Bauteile bei kontinuierlichen Verfahren, Dosiervorrichtungen und Wärme- und/oder Bestrahlungsmittel und andere dem Fachmann bekannte Bauteile, die deshalb hier nicht näher ausgeführt werden. Diese Vorrichtungsteile werden für den Reinigungsschritt mit einer Kernreinigungsstation kombiniert.
  • Die „Packungsdichte“ beschreibt die Ausfüllung des geometrischen Raumes durch einen Feststoff. Sie hängt von der Natur des Partikelmaterials und der Auftragsvorrichtung ab und ist eine wichtige Ausgangsgröße für den Sinterprozess.
  • Das Baumaterial wird immer in einer „definierten Schicht“ oder „Schichtstärke“ aufgebracht, die je nach Baumaterial und Verfahrensbedingungen individuell eingestellt wird. Sie beträgt beispielsweise 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm.
  • „Spalt“ oder „Spaltöffnung“ im Sinne der Offenbarung bezeichnet das Mittel durch das Partikelmaterial vom Recoater bzw. auf die Bauplattform aufgebracht wird und mittels dem/der die Auftragsmenge von Partikelmaterial gesteuert werden kann. Durch den „Spalt“ oder die „Spaltöffnung“ tritt das Partikelmaterial aus dem Beschichter aus und fließt auf die Bauplattform. Der „Verschluss“ oder „Beschichterverschluss“ steuert die freigegebene Partikelmaterialmenge.
  • Eine „Beschichterklinge“ oder „Schwingklinge“ im Sinne der Offenbarung betrifft ein der Bauplattform zugewandtes Mittel einer Beschichtervorrichtung, die mit weiteren Mitteln kombiniert sein kann, um den Partikelmaterialauftrag zu steuern. Die „Beschichterklinge“ kann mit einem anderen Teil oder Mittel der Beschichtervorrichtung einen Spalt bilden, der im Stillstand durch einen Schüttkegel verschlossen wird. In der vorliegenden Offenbarung wird die „Beschichterklinge“ mit einem ansteuerbaren Verschluss, z.B. einem Federstahlblech, verschlossen und geöffnet und so der Partikelmaterialauftrag auf das Baufeld gesteuert.
  • Eine „Verschlussvorrichtung“ im Sinne der Offenbarung betrifft die Kombination von Beschichterklinge, ansteuerbarem Verschluss und Aktor in einem Partikelmaterialbeschichter.
  • Ein „Verschlussmittel“ oder „Verschluss“ oder „Beschichterverschluss“ im Sinne der Offenbarung ist ein Mittel, das es ermöglicht den Spalt des Beschichters gesteuert zu schließen und zu öffnen. Es kann z.B. ein Federstahlblech sein.
  • Ein „Ansteuermittel“ oder „Aktor“ im Sinne der Offenbarung dient zum Öffnen und Schließen des Verschlussmittels.
  • „Öffnungsgeschwindigkeit“ im Sinne der Offenbarung bedeutet die Zeitdauer, die vergeht bis das Verschlussmittel von seiner geschlossenen Stellung bis zu seiner maximalen Öffnung angesteuert wird.
  • „Verschlussöffnungsprozess“ im Sinne der Offenbarung ist der Vorgang bei dem das Verschlussmittel von seiner geschlossenen zu seiner geöffneten Stellung gebracht wird. Dementsprechend ist ein „Verschlussschließungsprozess“ der umgekehrte Ablauf.
  • „Verfahrgeschwindigkeit“ im Sinne der Offenbarung bezieht sich auf die Geschwindigkeit des Vor- oder Zurückfahren des Beschichters. Die Verfahrgeschwindigkeit und die Öffnungsgeschwindigkeit sind wichtige Größen, die den Verfahrensablauf, die Herstellungsgeschwindigkeit für 3D-Formteilen und das Steuern des Anfahrens und des Druckprozesses beeinflussen. Somit beeinflussen diese Größen auch die Wirtschaftlichkeit einer 3D-Druckvorrichtung.
  • „Kernreinigungsstation“ oder „Reinigungsstation“ im Sinne der Offenbarung ist ein Behältnis oder ein Gehäuse oder ein abgetrennter Raum, in den 3D-Formteile eingebrachte werden können und die mit Hilfe von verschiedenen Mitteln von Partikelmaterial teilweise oder im wesentlichen vollständig befreit werden. Die Reinigungsstation kann über eine verschließbare Öffnung verfügen oder Mittel, die das Austreten von Partikelmaterialien aus dem Innenraum im wesentlichen verhindern, z.B. einen Vorhang oder Bürstenreihen. Die Reinigungsstation im Sinne der Offenbarung kann weitere Mittel enthalten, die für die Reinigung nützlich sind wie Rezyklisierungsmittel, Vorratsbehälter, Haltemittel, Befestigungsmittel, steuerbare oder/und verfahrbare Luft- oder Materialdüsen.
  • „Perlen“ im Sinne der Offenbarung sind partikelförmige Teile, die rund oder/und abgerundet oder/und strukturiert sein können und die mit dem zu reinigenden 3D-Fromteil in Kontakt gebracht werden oder wobei das 3D-Formteil in diese eingebracht oder eingetaucht wird. Die „Perlen“ könne mittels Luftstrom vorteilhafterweise auch in eine komplexe Geometrie eindringen und so nicht verfestigtes Partikelmaterial von dem 3D-Formteil lösen und es so davon befreien. Die Perlen können aus unterschiedlichen Materialien oder Materialgemischen bestehen, z.B. können verwendet werden Zeolithe, Orangegel, Silika-Gel, ein oder mehrere Tonminerale, ein oder mehrere Diatomite oder/und ein oder mehrere Sepiolithe.
  • Ein „Behälter zur Aufnahme von Perlen“ im Sinne der Offenbarung ist jedwedes Mittel, in dem Perlen vorgelegt oder zurückgeführt werden können und das ein Volumen von zwischen 10 Liter bis 1000 Liter Volumen aufweist.
  • „Mittel zum Rezyklisieren von Perlen“ im Sinne der Offenbarung sind alle Mittel, die dazu dienen Perlen aufzufangen, zu transportieren oder/und aufzusaugen und zu einem Behälter zur Aufnahme von Perlen zu führen oder zurückzuführen.
  • Ein „Ablagemittel“ im Sinne der Offenbarung ist jedes geeignete Mittle, wie ein Aufnahmeeinheit, eine Fläche zum Ablegen, eine Ablagefläche von 3D-Formteilen, die vorzugsweise ein Fixiermittel zum Befestigen eines oder mehrerer 3D-Formteile aufweist und das vorzugsweise in seiner X-, Y-, Z-Achse verfahrbar ist oder/und schwenkbar ist.
  • „Greifmittel“ im Sinne der Offenbarung kann jede Vorrichtung sein, die ein 3D-Formteil kontrolliert aufnehmen und an eine andere Stelle im Raum befördern kann oder einfach fixieren kann, sie kann z.B. eine Robotorvorrichtung sein, die in dreidimensionaler Richtung verfahrbar und steuerbar ist.
  • Die verschiedenen Aspekte der Erfindung werden im Folgenden weiter beschrieben.
  • Die Erfindung betrifft in einem Aspekt eine Reinigungsstation geeignet zur Reinigung von 3D-Formteilen, umfassend ein Gehäuse mit einer Öffnung, gegebenenfalls verschließbar, Mittel geeignet, um einen Perlenstrahl zu erzeugen oder/und Mittel geeignet, um einen Luftstrahl zu erzeugen, oder/und einen Behälter zur Aufnahme von Perlen, Mittel zum Rezyklisieren von Perlen, gegebenenfalls ein Ablagemittel, vorzugsweise das in seiner X-, Y-, Z-Achse verfahrbar ist oder/und schwenkbar ist, oder/und wobei das Ablagemittel eine Ablagefläche für das 3D-Formteil aufweist oder/und die Ablagefläche ein Fixiermittel für das 3D-Formteil aufweist.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung eine 3D-Druckvorrichtung, umfassend eine Reinigungsstation wie oben beschrieben und weitere für den 3D-Druck übliche Komponenten.
  • Mit der erfindungsgemäßen Reinigungsstation und der 3D-Druckvorrichtung wurde eine besonders vorteilhafte Lösung bereitgestellt, um das der Anmeldung zu Grunde liegende Problem zu lösen.
  • Mit den oben dargestellten Vorrichtungskomponenten in der dargestellten Kombination konnten überraschender Weise sehr vorteilhafte Zeit- und Kosteneinsparungen erreicht werden.
  • Weiterhin werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die oben ausgeführten Probleme oder Nachteile zumindest vermindert oder ganz vermieden.
  • Die hier beschriebene Reinigungsstation kann weiter enthalten oder umfassen Mittel zum Rezyklisieren von Perlen, wobei das Mittel zum Rezyklisieren ein Rohrkettenförderer sein kann.
  • Die Reinigungsstation wie hier offenbart verwendet Perlen, die mittels Perlenstrahl das 3D-Formteil von nicht verfestigtem Partikelmaterial teilweise oder im Wesentlichen vollständig befreien und somit reinigen; die Perlen des Perlenstrahls oder in dem Behälter in der Reinigungsstation bestehen aus oder umfassen Zeolithe, Orangegel, Silika-Gel, ein oder mehrere Tonminerale, ein oder mehrere Diatomite oder/und ein oder mehrere Sepiolithe.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung eine Reinigungsstation wie hierin beschrieben, wobei die Perlen mittels eines Reinigungsmittels gereinigt werden, vorzugsweise ist das Reinigungsmittel innerhalb oder außerhalb der Reinigungsstation angeordnet. Beispielsweise kann das Reinigungsmittel außerhalb und oberhalb oder unterhalb der Reinigungsstation angeordnet sein und es kann beispielsweise ein Verunreinigungstrennmittel aufweisen.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung eine 3D-Druckvorrichtung, die gekoppelt ist mit der oben beschriebenen Reinigungsstation. Derartige 3D-Druckvorrichtungen sind dem Fachmann bekannt und müssen deshalb hier nicht weiter im Detail beschrieben werden. Bekannte Hersteller derartiger Anlagen sind u.a. die 3D-Systems Inc., voxeljet AG oder Stratasys. Die 3D-Druckvorrichtungen wird über einen Robotor mit Greifmitteln oder/und Schwenkmitteln wie einem schwenkbaren Greifarm oder mit anderen geeigneten Fördermitteln mit der Reinigungsstation gekoppelt. Es kann so eine Halbautomatisierung oder Automatisierung der 3D-Formteilherstellung mit bekannten 3D-Druckverfahren, wie z.B. pulverbasiertem 3D-Druckverfahren mit selektivem Bindereindruck oder Lasersintern oder High Speed Sintering etc., und der Reinigung der Bauteile und gegebenenfalls der weiteren Bearbeitung der 3D-Formteile erreicht werden. Dadurch können sehr vorteilhafte Zeitvorteile, Kostenvorteile und Arbeitsqualitätsvorteile für das Bedienpersonal erreicht werden.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen von 3D-Formteilen, wobei jede bekannte 3D-Druckmaschine und jedes bekannte 3D-Druckverfahren zum Einsatz kommen kann, die gemäß der Offenbarung mit einer Reinigungsstation wie hierin beschrieben gekoppelt verwendet werden kann. Es kann in einem weiteren Aspektes eines solchen Verfahrens auch eine weiteres Kopplung nach der Reinigungsstation über Fördermittel zu weiteren Bearbeitungsstationen und Verfahrensschritten erfolgen und somit eine weitere Halbautomatisierung oder Automatisierung erreicht werden.
  • Ein Verfahren gemäß der Offenbarung zum Reinigen von 3D-Formteilen, umfasst die folgenden Schritte: ein 3D-Formteil wird in die Reinigungsstation eingebracht, vorzugsweise wird die Reinigungsstation im Wesentlichen geschlossen und das 3D-Formteilen wird Perlen oder einem Perlenstrom ausgesetzt, gegebenenfalls wird das 3D-Formteil in einem weiteren Schritt einem Luftstrahl ausgesetzt.
  • In einem derartigen Verfahren kann das 3D-Formteilen den Perlen von einer Seite oder von mehreren Seiten ausgesetzt werden. Es kann auch das 3D-Formteil in einem Perlenstrahl bewegt werden oder die Perlen zirkulieren in einem Behältnis und umströmen das 3D-Formteil und/oder durchströmen die Hohlräume des 3D-Fromteils. Beispielsweise kann das 3D-Fromteil in einem Schritt einem Perlenstrahl oder einer horizontalen Perlendusche ausgesetzt werden oder in einen Behälter mit Perlen eingebracht werden, vorzugsweise werden die Perlen erst nach Einbringung des 3D-Formteils in den Behälter eingebracht, vorzugsweise wobei der Behälter in X-, Y- oder/und Z-Richtung schwenkbar oder/und verfahrbar ist. Weiterhin kann der Behälter auch selbst Mittel aufweisen, die geeignet sind eine Bewegung der Perlen zu erreichen und somit eine Bewegung durch Hohlräume des 3D-Formteils zu bewirken oder zu fördern.
  • In einem weiteren Aspekt wird das 3D-Formteilen in X-, Y- und/oder Z-Richtung bewegt wird, während es dem Perlenstrahl ausgesetzt wird oder sich in dem Behälter mit Perlen befindet.
  • Es kann vorteilhaft sein, wenn die Perlen des Perlenstrahls in einem Kreislauf rezyklisiert werden, vorzugsweise mittels Rohrkettenförderer, vorzugsweise in einen Perlenvorratsbehälter zurückgeführt werden, wobei der Perlenvorratsbehälter in der Nähe der Reinigungsstation positioniert ist oder beispielsweise oben an der Reinigungsstation positioniert ist, oder/und unten in der Reinigungsstation eine Perlenauffangwanne angebracht ist, die die Perlen nach Bestrahlung des 3D-Fromteils wieder in den Perlenvorratsbehälter zurückführen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt kann das 3D-Formteilen einem Luftstrahl ausgesetzt werden, vorzugsweise mittels Luftdüsen, wobei die Luftdüsen und/oder der Luftstrahl in seinen Strahlrichtungen einstellbar sind. Weiterhin können ein oder mehrere Luftdüsen an einer Luftdüsenhalterung angebracht sein oder diese bilden und diese Luftdüsenhalterung kann selbst auch verfahrbar oder/und in verschiedene Richtungen schwenkbar sein.
  • In dem Verfahren nach der Offenbarung kann der Perlenstrahl mit einem Luftstrahl kombiniert werden.
  • Das 3D-Formteil kann mittels Greifmittel oder manuell in die Reinigungsstation eingebracht werden, vorzugsweise wobei das Greifmittel eine Robotorvorrichtung ist, die in dreidimensionaler Richtung steuerbar ist oder ein anderes geeignetes Fördermittel, das den Transfer des im 3D-Druckverfahren hergestellten 3D-Formteils von der Druckvorrichtung zu der Reinigungsstation bewirken kann.
  • Verfahren wie hierin beschreiben, wobei das 3D-Formteil unmittelbar aus der 3D-Druckvorrichtung mittels Greifmittel entnommen wird und mittels Greifmittel in die Reinigungsstation eingebracht wird, vorzugsweise wobei das 3D-Formteil in einem Halterahmen positioniert ist.
  • Weiterhin kann das 3D-Formteil in der Reinigungsstation an dem Greifmittel gehalten werden oder auf einem Ablagemittel positioniert werden.
  • Das 3D-Formteil kann in dem offenbarten Verfahren auf einem Ablagemittel positioniert und darauf befestig werden, wobei das Ablagemittel in seiner X-, Y-, Z-Achse verfahrbar oder/und schwenkbar ist oder/und eine Ablagefläche für das 3D-Formteil aufweist oder/und die Ablagefläche ein Fixiermittel für das 3D-Formteil aufweist. Die Reinigungsstation kann auch einfach eine Ablagefläche für das 3D-Fromteil aufweisen, das gegebenenfalls über Haltemittel für das 3D-Formteil verfügt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    automatische vertikale Plattformführung
    2
    Kernhalterung (Halterung) für 3D-Formteil (Formteil)
    3
    Automatischer Perlenkreislauf, z.B. mit Rohrkettenförderer
    4
    Einstellbare und/oder schwenkbare Luftdüsen
    5
    Kabinenöffnung mit Schließmittel (Tür(en) oder Vorhang oder Bürstenreihe)
    6
    Behälter mit Perlen, in die das 3D-Formteil eingetauscht werden kann
    7
    Handlingrobotor mit Schwenkarm und Greifvorrichtung oder Halterung für 3D-Formteil
    8
    Perlen, z.B. Silikatperlen
    9
    3D-Formteil (Bauteil)
    10
    Kernreinigungsstation
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0431924 B1 [0002]

Claims (10)

  1. Reinigungsstation geeignet zur Reinigung von 3D-Formteilen, umfassend ein Gehäuse mit einer Öffnung, gegebenenfalls verschließbar, Mittel geeignet, um einen Perlenstrahl zu erzeugen und/oder Mittel geeignet, um einen Luftstrahl zu erzeugen, oder/und einen Behälter zur Aufnahme von Perlen, vorzugsweise Mittel zum Rezyklisieren von Perlen, gegebenenfalls ein Ablagemittel, vorzugsweise das in seiner X-, Y-, Z-Achse verfahrbar ist oder/und schwenkbar ist, oder/und wobei das Ablagemittel eine Ablagefläche für das 3D-Formteil aufweist oder/und die Ablagefläche ein Fixiermittel für das 3D-Formteil aufweist.
  2. Reinigungsstation nach Anspruch 1, wobei die Perlen mittels eines Reinigungsmittels gereinigt werden, vorzugsweise ist das Reinigungsmittel innerhalb oder außerhalb der Reinigungsstation angeordnet oder/und wobei das Reinigungsmittel außerhalb und oberhalb oder unterhalb der Reinigungsstation angeordnet ist und es vorzugsweise ein Verunreinigungstrennmittel aufweist.
  3. Reinigungsstation nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittel zum Rezyklisieren von Perlen ein Rohrkettenförderer oder ein Unterdruckförderer ist oder/und wobei die Perlen des Perlenstrahls oder die Perlen in dem Behälter bestehen aus oder umfassen Zeolithe, Orangegel, Silika-Gel, ein oder mehrere Tonminerale, ein oder mehrere Diatomite oder/und ein oder mehrere Sepiolithe.
  4. 3D-Druckvorrichtung, umfassend eine Reinigungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und weitere für den 3D-Druck übliche Komponenten.
  5. Verfahren zum Reinigen von 3D-Formteilen, wobei eine Reinigungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder eine 3D-Druckvorrichtung nach Anspruch 4 verwendet wird.
  6. Verfahren zum Reinigen von 3D-Formteilen, wobei ein 3D-Formteil in die Reinigungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3 eingebracht wird, vorzugsweise die Reinigungsstation im Wesentlichen geschlossen wird, und das 3D-Formteilen Perlen ausgesetzt wird, oder/und wobei das 3D-Formteilen einem Luftstrahl ausgesetzt wird, vorzugsweise mittels Luftdüsen, wobei die Luftdüsen und/oder der Luftstrahl in seinen Strahlrichtungen einstellbar ist oder/und wobei das 3D-Formteilen in einem Schritt einem Perlenstrahl oder einer Perlendusche ausgesetzt wird oder in einen Behälter mit Perlen eingebracht wird, vorzugsweise werden die Perlen erst nach Einbringung des 3D-Formteils in den Behälter eingebracht, vorzugsweise wobei der Behälter in X-, Y- oder/und Z-Richtung schwenkbar oder/und verfahrbar ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das 3D-Formteilen in X-, Y- und/oder Z-Richtung bewegt wird, während es dem Perlenstrahl oder/und dem Luftstrahl ausgesetzt wird oder sich in dem Behälter mit Perlen befindet oder/und wobei die Perlen des Perlenstrahls in einem Kreislauf rezyklisiert werden, vorzugsweise mittels Rohrkettenförderer oder Unterdruckförderer, vorzugsweise in einen Perlenvorratsbehälter, wobei der Perlenvorratsbehälter oberhalb oder unterhalb an der Reinigungsstation positioniert ist, oder/und unten in der Reinigungsstation eine Perlenauffangwanne positioniert ist, oder/und die Perlen gereinigt werden und mit geeigneten Mitteln von Verunreinigungen getrennt werden oder/und wobei der Perlenstrahl mit einem Luftstrahl kombiniert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei das 3D-Formteil mittels Greifmittel oder manuell in die Reinigungsstation eingebracht wird, vorzugsweise wobei das Greifmittel eine Robotorvorrichtung ist, die in dreidimensionaler Richtung steuerbar ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das 3D-Formteil unmittelbar aus einer 3D-Druckvorrichtung mittels Greifmittel entnommen wird und mittels Greifmittel in die Reinigungsstation eingebracht wird, vorzugsweise wobei das 3D-Formteil in einem Halterahmen positioniert ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das 3D-Formteil in der Reinigungsstation an dem Greifmittel gehalten wird oder auf einem Ablagemittel positioniert wird, vorzugsweise das 3D-Fromteil in dieser Position gereinigt wird, vorzugsweise wobei das Ablagemittel in seiner X-, Y-, Z-Achse verfahrbar oder/und schwenkbar ist oder/und das Ablagemittel eine Ablagefläche für das 3D-Formteil aufweist oder/und das Ablagemittel eine Ablagefläche für das 3D-Formteil aufweist und die Ablagefläche ein Fixiermittel für das 3D-Formteil aufweist.
DE102019004122.4A 2019-06-13 2019-06-13 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation Pending DE102019004122A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019004122.4A DE102019004122A1 (de) 2019-06-13 2019-06-13 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation
EP20740181.1A EP3983173A1 (de) 2019-06-13 2020-06-11 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von 3d-formteilen durch schichtaufbautechnik unter verwendung einer kernreinigungsstation
US17/618,251 US20220219289A1 (en) 2019-06-13 2020-06-11 Method and apparatus for producing 3d moldings by layering technology, using a core cleaning station
CN202080043670.5A CN114025917A (zh) 2019-06-13 2020-06-11 一种使用型芯清洁站通过分层技术生产3d模制品的方法和设备
PCT/DE2020/000127 WO2020249150A1 (de) 2019-06-13 2020-06-11 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von 3d-formteilen durch schichtaufbautechnik unter verwendung einer kernreinigungsstation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019004122.4A DE102019004122A1 (de) 2019-06-13 2019-06-13 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019004122A1 true DE102019004122A1 (de) 2020-12-17

Family

ID=71614617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019004122.4A Pending DE102019004122A1 (de) 2019-06-13 2019-06-13 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220219289A1 (de)
EP (1) EP3983173A1 (de)
CN (1) CN114025917A (de)
DE (1) DE102019004122A1 (de)
WO (1) WO2020249150A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230013567A1 (en) * 2021-07-14 2023-01-19 Sodick Co., Ltd. Additive manufacturing apparatus
WO2023099386A1 (de) * 2021-12-01 2023-06-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Entnahmewerkzeug und entnahmesystem zur entnahme von mittels 3d-druckverfahren gefertigter bauteile aus einem pulverbett

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019000796A1 (de) 2019-02-05 2020-08-06 Voxeljet Ag Wechselbare Prozesseinheit
DE102019007595A1 (de) 2019-11-01 2021-05-06 Voxeljet Ag 3d-druckverfahren und damit hergestelltes formteil unter verwendung von ligninsulfat
CN112847149A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 山西兴潮科技有限公司 一种不锈钢表面处理用水喷砂处理装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5204055A (en) 1989-12-08 1993-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
DE10014416B4 (de) * 2000-03-24 2009-02-19 3M Espe Ag Verwendung feinkörniger Pulver bzw. Pulvergemische zur Herstellung eines Mittels für supragingivales Pulverstrahlen
JP2013049137A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Sony Corp 除粉装置、造形システム及び造形物の製造方法
DE102013021891A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-25 Voxeljet Ag Vorrichtung und Verfahren mit beschleunigter Verfahrensführung für 3D-Druckverfahren
WO2016081514A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-26 Sage Electrochromics, Inc. Multiple barrier layer encapsulation stack
WO2016092976A1 (ja) * 2014-12-08 2016-06-16 新東工業株式会社 研磨装置および研磨方法
US20160236422A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Ricoh Company, Ltd. Device and method for removing powder and apparatus for fabricating three-dimensional object
FR3039437B1 (fr) * 2015-07-30 2021-12-24 Michelin & Cie Procede de nettoyage a sec de plateaux de fabrication additive
DE102015013167B4 (de) * 2015-10-09 2018-05-03 Audi Ag Verfahren zum Bearbeiten von glänzenden Lackoberflächen
DE202016003042U1 (de) * 2016-05-15 2016-07-11 Solukon Ingenieure GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Andreas Hartmann, 86391 Stadtbergen und Dominik Schmid, 86165 Augsburg) Vorrichtung zum Entfernen und Überprüfen von Partikelmaterialresten in Bauteilen mit verwinkelten Öffnungen
EP3257607A1 (de) * 2016-06-13 2017-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur additiven fertigung und verwendung der vorrichtung
DE102017200773A1 (de) * 2017-01-18 2018-07-19 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren zum Nachbehandeln und Nachbehandlungssytem
US10406751B2 (en) * 2017-04-14 2019-09-10 Desktop Metal, Inc. Automated de-powdering with level based nesting
US20210206095A1 (en) * 2017-07-29 2021-07-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Cleaning parts
CN107584081B (zh) * 2017-07-31 2019-01-08 共享智能装备有限公司 一种3d打印的整体式砂芯内腔多余砂料的清理方法
CN107520409B (zh) * 2017-07-31 2019-01-08 共享智能装备有限公司 一种3d打印的整体式砂芯内腔多余砂料的清理方法
CN207290961U (zh) * 2017-08-25 2018-05-01 上海三迪时空网络科技股份有限公司 3d打印产品的清洁装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230013567A1 (en) * 2021-07-14 2023-01-19 Sodick Co., Ltd. Additive manufacturing apparatus
US11717890B2 (en) * 2021-07-14 2023-08-08 Sodick Co., Ltd. Additive manufacturing apparatus
WO2023099386A1 (de) * 2021-12-01 2023-06-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Entnahmewerkzeug und entnahmesystem zur entnahme von mittels 3d-druckverfahren gefertigter bauteile aus einem pulverbett

Also Published As

Publication number Publication date
CN114025917A (zh) 2022-02-08
WO2020249150A1 (de) 2020-12-17
EP3983173A1 (de) 2022-04-20
US20220219289A1 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019004122A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik unter Verwendung einer Kernreinigungsstation
DE102015011790A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formteile
EP2164658B1 (de) Verfahren zum herstellen dreidimensionaler bauteile
EP1192040B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
EP2922687B1 (de) Aufbau eines 3d-druckgerätes zur herstellung von bauteilen
EP3375596B1 (de) Anlage zur additiven herstellung dreidimensionaler objekte
DE102016002777A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Baufeldwerkzeugen
EP3347191A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum auftragen von fluiden
DE102009005769A1 (de) Verfahren und System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten
EP2382081A2 (de) Verfahren und system zur wiederverwendung von restpulver aus einer anlage zur generativen fertigung von dreidimensionalen objekten
DE102011007957A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit wenigstens einem das Baufeld begrenzenden und hinsichtlich seiner Lage einstellbaren Körper
DE102016219037A1 (de) Additives Fertigungsverfahren
DE102015106725B4 (de) Verfahren zur maschinellen Reinigung von Werkstücken und/oder Maschinenbauteilen sowie Reinigungsanlage
DE202009000825U1 (de) System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten
DE202006016477U1 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
WO2016030391A1 (de) Beschichteranordnung für einen 3d-drucker
DE102017001622A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für Schichtbauverfahren mit Entpackträger
WO2021094479A1 (de) Verfahren und anlage zur rückgewinnung von prozessiertem pulverförmigem aufbaumaterial sowie rückgewinnungseinrichtung und kartusche für eine solche rückgewinnungseinrichtung
DE102017213072A1 (de) Additives Fertigungsverfahren
DE102009056695A1 (de) Druckkopf-Reinigungsvorrichtung
DE102015222104A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
EP3921140A1 (de) Wechselbare prozesseinheit
DE10151000A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Formgusskokille
EP3789184B1 (de) Auspackvorrichtung zum auspacken von im 3d-druckverfahren entstandenen objekten
EP3986701A1 (de) Anordnung einer 3d-druckvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: HOEFER & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE