DE102019118874A1

DE102019118874A1 - Chain attachment and method of manufacture

Info

Publication number: DE102019118874A1
Application number: DE102019118874.1A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Iwis Antriebssysteme GmbH and Co KG
Current assignee: Iwis Antriebssysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kettenanbauteil umfassend ein Anbauteil und ein Fixierungselement zur Befestigung des Anbauteils an einer Kette, wobei das Anbauteil mittels additiver Fertigung hergestellt wurde, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a chain attachment comprising an attachment and a fixing element for fastening the attachment to a chain, the attachment having been manufactured by means of additive manufacturing, and a method for its manufacture.

Description

Stand der TechnikState of the art

Additive Verfahren, auch 3D-Druck genannt, zur industriellen Herstellung von Bauteilen bieten gegenüber konventionellen Herstellungsverfahren (z.B. Stanzen oder spanende Bearbeitung) verschiedene Vorteile. Additive Verfahren werden zurzeit vor allem dann eingesetzt, wenn geringe Stückzahlen, eine komplizierte Geometrie und/oder ein hoher Grad der Individualisierung der Bauteile gefordert sind.Additive processes, also known as 3D printing, for the industrial production of components offer various advantages over conventional manufacturing processes (e.g. stamping or machining). Additive processes are currently mainly used when small quantities, a complicated geometry and / or a high degree of individualization of the components are required.

Seit den 1990er Jahren wird die additive Verarbeitung von Kunststoffen kommerziell eingesetzt. Aber auch die Verwendung von Metallen, Keramiken oder flüssigen Kunstharzen zur additiven Fertigung ist möglich. Damit lassen sich auch Bauteile herstellen, die aufgrund ihrer komplexen Geometrie nicht mit herkömmlichen Fertigungsverfahren herstellbar sind. Derzeit sind viele unterschiedliche Metalle und Legierungen einsetzbar.Additive processing of plastics has been used commercially since the 1990s. The use of metals, ceramics or liquid synthetic resins for additive manufacturing is also possible. This means that components can also be produced which, due to their complex geometry, cannot be produced using conventional production methods. Many different metals and alloys can currently be used.

Im Fertigungsprozess wird das Material Schicht für Schicht aufgetragen und erzeugt so einen dreidimensionalen Gegenstand. Der schichtweise Aufbau ist dabei durch Computer gesteuert. Dazu hat der VDI eine Richtlinienfamilie (VDI 3405) herausgegeben.In the manufacturing process, the material is applied layer by layer, creating a three-dimensional object. The layered structure is controlled by a computer. For this purpose, the VDI has issued a family of guidelines (VDI 3405).

Anbauteile für Transportketten, z.B. Transportstäbe, Zapfen und Mitnehmerlaschen sowie deren Befestigungseinrichtungen, sind üblicherweise hochspezifische Bauteile, da sie individuell für einen bestimmten Anwendungsfall entworfen sind. Die benötigten Stückzahlen sind also in der Regel gering, ebenfalls können die Anbauteile einen komplexen Aufbau aufweisen. Additive Verfahren zur Herstellung derartiger Anbauteile sind aus den genannten Gründen ideal, um die benötigte Kleinserienfertigung wirtschaftlich und mit kurzen Durchlaufzeiten durchführen zu können.Attachment parts for transport chains, e.g. transport rods, pins and driving plates as well as their fastening devices, are usually highly specific components, as they are individually designed for a specific application. The required quantities are therefore usually low, and the add-on parts can also have a complex structure. For the reasons mentioned, additive processes for manufacturing such attachments are ideal in order to be able to carry out the required small series production economically and with short lead times.

Typischerweise werden derartige Anbauteile derzeit mittels konventioneller Herstellungsverfahren gefertigt, üblich ist z.B. Stanzen, Ziehen, Drehen usw. Komplexe Geometrien können in der Regel - wenn überhaupt - nur durch aufwändige Nachbearbeitung erzielt werden. Diese konventionellen Verfahren sind insbesondere dann wirtschaftlich anwendbar, wenn Großserienfertigung angestrebt ist. Die Transportkette selbst ist aufgrund der Gleichförmigkeit ihrer Bauteile am wirtschaftlichsten mittels der genannten konventionellen Verfahren herstellbar. Die Fertigung der Anbauteile ist jedoch häufig am wirtschaftlichsten mit additiver Fertigung zu erreichen.Typically, such add-on parts are currently manufactured using conventional manufacturing processes, e.g. punching, drawing, turning, etc. Complex geometries can usually - if at all - only be achieved through extensive post-processing. These conventional processes can be used economically in particular when large-scale production is desired. Due to the uniformity of its components, the transport chain itself can be produced most economically by means of the conventional methods mentioned. However, additive manufacturing is often the most economical way to manufacture the add-on parts.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anbauteil für eine Kette bereitzustellen, das gegenüber dem Stand der Technik eine funktionsoptimierte Geometrie mit zuweilen hoher geometrischer Komplexität ohne aufwändige Nachbearbeitung aufweist und kostengünstiger oder mit geringerer Durchlaufzeit herzustellen ist.It is therefore the object of the present invention to provide an attachment for a chain which, compared to the prior art, has a function-optimized geometry with sometimes high geometric complexity without costly post-processing and can be produced more cost-effectively or with a shorter throughput time.

Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Anbauteils für eine Kette bereitzustellen, mit der Anbauteile und ihre Befestigungseinrichtungen, die komplexe Geometrien aufweisen, in einfacher Weise herstellbar sind.It is also an object of the invention to provide a cost-effective method for producing an attachment for a chain, with which attachment and their fastening devices, which have complex geometries, can be produced in a simple manner.

Die genannte Aufgabe wird mittels des Kettenanbauteils für einen Kettenantrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.The stated object is achieved by means of the chain attachment for a chain drive according to claim 1. Further advantageous configurations of the invention are set out in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Kettenanbauteil weist ein Anbauteil sowie ein Fixierungselement, mit dem das Anbauteil an einer Kette befestigt werden kann, auf. Erfindungsgemäß ist das Anbauteil mittels additiver Fertigung hergestellt. Das Volumenverhältnis von Anbauteil zu Fixierungselement beträgt mehr als 0,01, bevorzugt mehr als 0,1 und besonders bevorzugt mehr als 0,5. Je nach Anwendungsfall kann das Anbauteil z.B. ein Transportstab, ein Zapfen oder eine Mitnehmerlasche sein; auch komplexe Haltevorrichtungen für verschiedene Arten von Behältnissen sind denkbar.The chain attachment according to the invention has an attachment and a fixing element with which the attachment can be attached to a chain. According to the invention, the attachment is made by means of additive manufacturing. The volume ratio of attachment to fixing element is more than 0.01, preferably more than 0.1 and particularly preferably more than 0.5. Depending on the application, the add-on part can be, for example, a transport rod, a pin or a driving plate; complex holding devices for different types of containers are also conceivable.

Das Anbauteil dient z.B. in einer Befüllungsanlage zum Transport eines Behältnisses zum Befüllungsort. Das Anbauteil kann eine komplexe Geometrie aufweisen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht oder nur unzulänglich realisiert werden kann. Eine Fertigung des Anbauteils mittels additiven Verfahrens ermöglicht die Implementierung von funktionsoptimierten, komplexeren Geometrien, z.B. kraftflussoptimierte Laschen, durch die das Gewicht des Anbauteils vermindert ist. Der Antrieb der Kette kann dadurch weniger leistungsintensiv und damit energiesparender ausgebildet werden. Außerdem sind diese in Kleinserie aufgelegten komplexen Anbauteile durch additive Fertigung wirtschaftlich und in einer relativ betrachtet kürzeren Durchlaufzeit herstellbar.The attachment is used, for example, in a filling system to transport a container to the filling location. The add-on part can have a complex geometry that cannot or can only inadequately be realized with conventional manufacturing processes. A production of the attachment using an additive process enables the implementation of function-optimized, more complex geometries, e.g. straps optimized for the flow of forces, which reduce the weight of the attachment. The drive of the chain can thus be designed to be less power-intensive and thus more energy-saving. In addition, these complex add-on parts, which are produced in small series, can be manufactured economically and in a relatively shorter throughput time thanks to additive manufacturing.

Das Fixierungselement ist mit dem Anbauteil verbunden und kann auf verschiedene Arten mit der Kette selbst befestigt werden. Denkbar ist, neben den konventionellen Befestigungsverfahren und/oder Fügeverfahren wie beispielsweise Einpressen, z.B. auch eine wieder lösbare Clipverbindung, eine Kleb- oder Schraubverbindung oder eine Verbindung mittels Schweißen oder Löten.The fixing element is connected to the attachment and can be attached to the chain itself in various ways. It is conceivable, in addition to the conventional fastening method and / or joining method such as pressing in, e.g. also a releasable clip connection, an adhesive or screw connection or a connection by means of welding or soldering.

In einer Weiterbildung der Erfindung war das Ausgangsmaterial für die Herstellung des Anbauteils ein Pulver und/oder eine Flüssigkeit. Je nach Art und Einsatzzweck des Anbauteils sind Pulver, bestehend aus Kunststoff, Keramik oder Metall und deren Legierungen, zur Fertigung geeignet. In Frage kommen ebenfalls flüssige Kunstharze.In a further development of the invention, the starting material for the production of the attachment was a powder and / or a liquid. Depending on the type and intended use of the attachment, powders consisting of plastic, ceramic or metal and their alloys are suitable for production. Liquid synthetic resins are also suitable.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wurde das Anbauteil schicht- oder elementweise hergestellt. Im additiven Fertigungsprozess wird das Material üblicherweise Schicht für Schicht aufgetragen und erzeugt so einen dreidimensionalen Gegenstand. Der schichtweise Aufbau ist dabei durch Computer gesteuert.In a further aspect of the invention, the attachment was produced in layers or elements. In the additive manufacturing process, the material is usually applied layer by layer, creating a three-dimensional object. The layered structure is controlled by a computer.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wurde das Fixierungselement mittels eines Stanz- und/oder Schneidverfahrens hergestellt. Das Fixierungselement ist üblicherweise für viele denkbare Ausführungen des Anbauteils gleich ausgebildet und ist daher für die Fertigung in Großserie mittels konventioneller Fertigungsmethoden geeignet.In a further embodiment of the invention, the fixing element was produced by means of a punching and / or cutting process. The fixing element is usually designed the same for many conceivable designs of the attachment and is therefore suitable for large-scale production using conventional production methods.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weisen Fixierungselement und Anbauteil eine unterschiedliche äußere Form auf. Das Anbauteil weist je nach Anwendungsfall eine andere Form auf, denkbar sind Ausbildungen in Stab-, Zapfen- oder Laschenform. Im Gegensatz dazu ist das Fixierungselement ein Standardbauteil, im einfachsten Fall die Außenlasche einer Rollenkette selbst.In a further embodiment of the invention, the fixing element and the attachment part have a different outer shape. Depending on the application, the attachment has a different shape; configurations in the shape of rods, pins or tabs are conceivable. In contrast to this, the fixing element is a standard component, in the simplest case the outer link of a roller chain itself.

In einer besonderen Ausführung der Erfindung umfasst das Kettenanbauteil ein Grenzvolumen zwischen Anbauteil und Fixierungselement, das eine gegenüber dem Anbauteil und dem Fixierungselement veränderte chemische Zusammensetzung und/oder ein gegenüber dem Anbauteil und dem Fixierungselement verändertes Gefüge aufweist. Additive Fertigungsverfahren, wie z.B. das Laser-Strahlschmelzen, verwenden ein Pulver, das aufgeschmolzen und schichtweise auf das Fixierungselement aufgetragen wird, um so das Anbauteil zu bilden. An der Grenzfläche zwischen Anbauteil und Fixierungselement bildet sich daher ein Volumenbereich, der während des Herstellungsprozesses aufgeschmolzen ist. Im Grenzvolumen kommt es im Schmelzbad daher zu einer Durchmischung der Werkstoffe des Fixierungselementes und des Anbauteils. Das Gefüge in diesem Volumenbereich unterscheidet sich von dem Gefüge von Anbauteil und Fixierungselement: Die Mikroschweißnähte des additiv gefertigten Anbauteils tauchen in das Material des Fixierungselements ein. Werden für das Fixierungselement und das Anbauteil die gleichen Werkstoffe benutzt, so liegt im Grenzvolumen in der Regel zumindest ein gegenüber dem Anbauteil und dem Fixierungselement verändertes Gefüge vor. In anderen Verfahren werden Fixierungselement und Anbauteil miteinander verklebt. In der Klebeschicht (Grenzvolumen) liegt ebenfalls eine gegenüber dem Anbauteil und dem Fixierungselement veränderte chemische Zusammensetzung und ein gegenüber dem Anbauteil und dem Fixierungselement verändertes Gefüge vor.In a particular embodiment of the invention, the chain attachment comprises a boundary volume between attachment and fixation element, which has a different chemical composition than the attachment and the fixation element and / or a different structure compared to the attachment and the fixation element. Additive manufacturing processes, such as laser beam melting, use a powder that is melted and applied in layers to the fixation element in order to form the attachment. At the interface between the attachment and the fixing element, a volume area is therefore formed which is melted during the manufacturing process. In the boundary volume, there is therefore a thorough mixing of the materials of the fixing element and the attachment in the weld pool. The structure in this volume area differs from the structure of the attachment and fixation element: The micro-welded seams of the additively manufactured attachment are immersed in the material of the fixation element. If the same materials are used for the fixation element and the attachment, then in the boundary volume there is usually at least one structure that is different from that of the attachment and the fixation element. In other methods, the fixation element and attachment are glued together. In the adhesive layer (boundary volume) there is also a chemical composition that is different in relation to the attachment and the fixing element and a structure which is different in relation to the attachment and the fixing element.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wurde das Anbauteil auf das Fixierungselement aufgebaut. Additive Fertigungsverfahren, wie z.B. das Laser-Strahlschmelzen, verwenden ein Pulver, das aufgeschmolzen und schichtweise auf das Fixierungselement aufgetragen wird, um so das Anbauteil zu bilden.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the attachment was built onto the fixing element. Additive manufacturing processes, such as laser beam melting, use a powder that is melted and applied in layers to the fixation element in order to form the attachment.

In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist das Fixierungselement ein Standardkettenbauteil. Additive Fertigungsverfahren, wie z.B. das Laser-Strahlschmelzen, verwenden ein Pulver, das aufgeschmolzen und schichtweise auf das Fixierungselement aufgetragen wird, um so das Anbauteil zu bilden. Vorteilhafterweise wird das Anbauteil direkt auf ein Standardbauteil, z.B. die Außenlasche oder einen Kettengelenkbolzen einer Rollenkette, aufgebaut. Das Standardbauteil der Kette übernimmt so die Aufgabe des Fixierungselements. Durch diese Ausgestaltung wird Material eingespart, indem auf ein separates Fixierungselement verzichtet wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the fixing element is a standard chain component. Additive manufacturing processes, such as laser beam melting, use a powder that is melted and applied in layers to the fixation element in order to form the attachment. The attachment is advantageously built directly onto a standard component, e.g. the outer link plate or a chain link pin of a roller chain. The standard component of the chain thus takes on the task of the fixing element. This design saves material by dispensing with a separate fixing element.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind Anbauteil und Fixierungselement stoffschlüssig miteinander verbunden. Aufgrund des Aufbaus mittels des additiven Fertigungsverfahrens, z.B. das Laser-Strahlschmelzen, des Anbauteils auf dem Fixierungselement wird ein Volumen an der Grenzfläche zwischen Anbauteil und Fixierungselement (Grenzvolumen) aufgeschmolzen. Dabei findet eine Durchmischung der Werkstoffe aufgrund der Strömung im Schmelzbad statt. Die Mikroschweißnähte des additiv gefertigten Anbauteils tauchen in das Grundmaterial der herkömmlich gefertigten Außenlasche ein und bilden so eine stoffschlüssige Verbindung.In a further advantageous embodiment of the invention, the attachment part and the fixing element are materially connected to one another. Due to the build-up using the additive manufacturing process, e.g. laser beam melting, of the attachment on the fixation element, a volume is melted at the interface between attachment and fixation element (boundary volume). The materials are mixed together due to the flow in the weld pool. The micro-welded seams of the additively manufactured attachment are immersed in the base material of the conventionally manufactured outer link and thus form a material connection.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung sind Anbauteil und Fixierungselement aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Das Anbauteil besteht je nach Art und Einsatzzweck des Anbauteils aus Kunststoff, Keramik, flüssigem Kunstharz oder einem Metall und dessen Legierungen, das Fixierungselement ebenfalls aus einem Kunststoff oder z.B. einer Legierung, Stahl bzw. einer Leichtmetalllegierung.In a further aspect of the invention, the attachment and the fixing element are made from different materials. Depending on the type and purpose of the attachment, the attachment consists of plastic, ceramic, liquid synthetic resin or a metal and its alloys, the fixing element also consists of a plastic or, for example, an alloy, steel or a light metal alloy.

Insbesondere im Falle des Aufbaus des Anbauteils direkt auf ein Standardbauteil der Kette, z.B. eine Außenlasche oder ein Kettengelenkbolzen einer Rollenkette, wird auf ein separates Fixierungselement verzichtet; das Standardbauteil der Kette übernimmt die Aufgabe des Fixierungselements. Das Standardbauteil der Kette ist in diesem Fall üblicherweise aus einem vergüteten Stahl hergestellt, das Anbauteil besteht aus Kunststoff, Keramik, flüssigem Kunstharz oder einem Metall und dessen Legierungen.Particularly in the case of the attachment being built directly onto a standard component of the chain, for example an outer link plate or a chain hinge pin of a roller chain, a separate fixing element is dispensed with; the standard component of the chain takes over the task of the fixing element. In this case, the standard component of the chain is usually made of tempered steel, while the attachment is made of plastic, ceramic, liquid synthetic resin or a metal and its alloys.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weisen Anbauteil und Fixierungselement eine unterschiedliche Textur auf. Das Fixierungselement ist mittels Stanzen gefertigt, das Anbauteil mittels eines additiven Herstellungsverfahrens. Aufgrund der unterschiedlichen Herstellungsprozesse weisen Anbauteil und Fixierungselement eine unterschiedliche Textur auf. Im Mikroschliff weisen beispielsweise die mittels Laser-Strahlschmelzen erzeugten Schweißspuren im Anbauteil einen schichtweisen Aufbau auf.In a further embodiment of the invention, the attachment and the fixing element have a different texture. The fixing element is manufactured by means of stamping, the attachment part by means of an additive manufacturing process. Because of the different manufacturing processes, the attachment and the fixing element have a different texture. In the microsection, for example, the weld marks generated by laser beam melting in the attachment have a layered structure.

Die genannte Aufgabe wird weiterhin mittels des Verfahrens zur Herstellung eines Kettenanbauteils gemäß Anspruch 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.The stated object is also achieved by means of the method for producing a chain attachment according to claim 12. Further advantageous configurations of the invention are set out in the subclaims.

Das Kettenanbauteil weist ein Anbauteil und ein Fixierungselement, mit dem das Anbauteil an einer Kette befestigt werden kann, auf. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kettenanbauteils ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil mittels additiver Fertigung hergestellt wird.The chain attachment has an attachment and a fixing element with which the attachment can be attached to a chain. The method according to the invention for producing a chain attachment is characterized in that the attachment is produced by means of additive manufacturing.

Das Volumenverhältnis von Anbauteil zu Fixierungselement beträgt mehr als 0,01, bevorzugt mehr als 0,1 und besonders bevorzugt mehr als 0,5. Je nach Anwendungsfall kann das Anbauteil z.B. ein Transportstab, ein Zapfen oder eine Mitnehmerlasche sein, auch komplexe Haltevorrichtungen für verschiedene Arten von Behältnissen sind denkbar.The volume ratio of attachment to fixing element is more than 0.01, preferably more than 0.1 and particularly preferably more than 0.5. Depending on the application, the add-on part can be, for example, a transport rod, a peg or a driver tab; complex holding devices for different types of containers are also conceivable.

Das Anbauteil dient z.B. in einer Befüllungsanlage zum Transport eines Behältnisses zum Befüllungsort. Das Anbauteil kann eine funktionsoptimierte, komplexe Geometrie aufweisen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht oder nur unzulänglich realisiert werden kann. Eine Fertigung des Anbauteils mittels additiven Verfahrens ermöglicht die Implementierung von funktionsoptimierte, komplexeren Geometrien, z.B. kraftflussoptimierte Laschen, durch die das Gewicht des Anbauteils vermindert ist. Der Antrieb der Kette kann dadurch weniger leistungsintensiv und damit energiesparender ausgebildet werden. Außerdem sind diese in Kleinserie aufgelegten komplexen Anbauteile durch additive Fertigung wirtschaftlich herstellbar.The attachment is used, for example, in a filling system to transport a container to the filling location. The add-on part can have a functionally optimized, complex geometry that cannot be implemented or can only be implemented inadequately using conventional manufacturing processes. Manufacturing the attachment using an additive process enables the implementation of function-optimized, more complex geometries, e.g. brackets optimized for the flow of forces, which reduce the weight of the attachment. The drive of the chain can thus be designed to be less power-intensive and thus more energy-saving. In addition, these complex add-on parts, which are produced in small series, can be manufactured economically through additive manufacturing.

Das Fixierungselement ist mit dem Anbauteil verbunden und kann auf verschiedene Arten mit der Kette selbst befestigt werden. Denkbar ist neben den konventionellen Befestigungs- und/oder Fügeverfahren wie beispielsweise Einpressen z.B. eine wieder lösbare Clipverbindung, eine Kleb- oder Schraubverbindung oder eine Verbindung mittels Schweißen oder Löten.The fixing element is connected to the attachment and can be attached to the chain itself in various ways. In addition to the conventional fastening and / or joining processes such as press-fitting, a releasable clip connection, an adhesive or screw connection or a connection by means of welding or soldering is also conceivable.

Für die Fertigung des Kettenanbauteils kommen verschiedene Verfahren zur Anwendung, die je nach Form des Anbauteils und Wahl der Materialien von Anbauteil und Fixierungselement wählbar sind:

- Fertigung von reinen Anbauteilen mittels ein- oder mehrstufiger additiver Fertigungsverfahren nach E DIN EN ISO/ASTM 52900:2018-06 .
- Additiver Aufbau auf vormontierte Einzelteile oder Baugruppen, sprich Fördernieten oder Fördernutstifte / Förderstiftböcke oder Fördernutstiftböcke. Diese vormontierten Bauteile werden über eine geeignete Vorrichtung auf der Bauplattform mit Hubtisch (vgl. VDI 3405:2014) innerhalb der additiven Fertigungsanlage fixiert und fungieren sinngemäß als Bauplatte(n) (vgl. VDI 3405:2014).
- Additive Fertigung von Formen und Kernen für Gießverfahren. Hierbei wird die Formgebungsfreiheit der additiven Fertigungsverfahren zur Herstellung des Bauteilnegativs verwendet. Relevant sind je nach Ausprägung der Anbauteile sowohl z.B. mittels Binder Jetting hergestellte verlorene Formen als auch z.B. mittels Laser-Strahlschmelzen hergestellte Dauerformen.
- Umgießen von konventionell gefertigten und vormontierten Einzelteilen oder Baugruppen unter Nutzung additiv gefertigter Formen.

Various processes are used to manufacture the chain attachment, which can be selected depending on the shape of the attachment and the choice of materials for the attachment and fixing element:

- Production of pure add-on parts using single or multi-stage additive manufacturing processes according to E DIN EN ISO / ASTM 52900: 2018-06 .
- Additive structure on pre-assembled individual parts or assemblies, i.e. conveying rivets or conveying grooved pins / conveying pin blocks or conveyor groove pin blocks. These pre-assembled components are fixed on the construction platform with lifting table (see VDI 3405: 2014) within the additive manufacturing system using a suitable device and function accordingly as construction plate (s) (see VDI 3405: 2014).
- Additive manufacturing of molds and cores for casting processes. The freedom of design of the additive manufacturing process is used to manufacture the negative component. Depending on the characteristics of the add-on parts, both lost forms produced by means of binder jetting and permanent forms produced eg by means of laser beam melting are relevant.
- Casting of conventionally manufactured and pre-assembled individual parts or assemblies using additively manufactured molds.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das Ausgangsmaterial für die Herstellung des Anbauteils ein Pulver und/oder eine Flüssigkeit. Je nach Art und Einsatzzweck des Anbauteils sind Pulver bestehend aus Kunststoff, Keramik oder Metall und dessen Legierungen zur Fertigung geeignet. In Frage kommen ebenfalls flüssige Kunstharze.In a further embodiment of the invention, the starting material for the production of the attachment is a powder and / or a liquid. Depending on the type and purpose of the attachment, powders consisting of plastic, ceramic or metal and their alloys are suitable for production. Liquid synthetic resins are also suitable.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Anbauteil schicht- oder elementweise hergestellt. Im additiven Fertigungsprozess wird das Material des Anbauteils üblicherweise Schicht für Schicht aufgetragen und erzeugt so einen dreidimensionalen Gegenstand. Der schichtweise Aufbau ist dabei durch Computer gesteuert.In a further aspect of the invention, the attachment is produced in layers or elements. In the additive manufacturing process, the material of the attachment is usually applied layer by layer, creating a three-dimensional object. The layered structure is controlled by a computer.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung war ein Verfahrensschritt zur Herstellung des Basisteils ein Stanz- und/oder Schneidverfahren. Das Fixierungselement ist üblicherweise für viele denkbare Ausführungen des Anbauteils gleich ausgebildet und ist daher für die Fertigung mittels konventioneller Fertigungsmethoden in Großserie geeignet.In a further embodiment of the invention, a process step for producing the base part was a punching and / or cutting process. The fixing element is usually designed the same for many conceivable designs of the attachment and is therefore suitable for large-scale production using conventional production methods.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung sind Basisteil und Anbauteil in einer unterschiedlichen äußeren Form gefertigt. Das Anbauteil weist je nach Anwendungsfall eine andere Form auf, denkbar sind Ausbildungen in Stab-, Zapfen- oder Laschenform. Im Gegensatz dazu ist das Fixierungselement ein Standardbauteil, im einfachsten Fall die Außenlasche einer Rollenkette selbst.In a further embodiment of the invention, the base part and the attachment are in one different outer shape made. Depending on the application, the attachment has a different shape; configurations in the shape of rods, pins or tabs are conceivable. In contrast to this, the fixing element is a standard component, in the simplest case the outer link of a roller chain itself.

In einer besonderen Ausführung der Erfindung umfasst das Kettenanbauteil ein Grenzvolumen zwischen Anbauteil und Fixierungselement, das während des Herstellungsprozesses aufgeschmolzen wird. Additive Fertigungsverfahren, wie z.B. das Laser-Strahlschmelzen, verwenden ein Pulver, das aufgeschmolzen und schichtweise auf das Fixierungselement aufgetragen wird, um so das Anbauteil zu bilden. An der Grenzfläche zwischen Anbauteil und Fixierungselement bildet sich daher ein Volumenbereich, der während des Herstellungsprozesses aufgeschmolzen ist. Das Gefüge in diesem Volumenbereich unterscheidet sich von dem Gefüge von Anbauteil und Fixierungselement: Die Mikroschweißnähte des additiv gefertigten Anbauteils tauchen in das Material des Fixierungselements ein.In a particular embodiment of the invention, the chain attachment comprises a boundary volume between attachment and fixing element, which is melted during the manufacturing process. Additive manufacturing processes, such as laser beam melting, use a powder that is melted and applied in layers to the fixation element in order to form the attachment. At the interface between the attachment and the fixing element, a volume area is therefore formed which is melted during the manufacturing process. The structure in this volume area differs from the structure of the attachment and fixation element: The micro-welded seams of the additively manufactured attachment are immersed in the material of the fixation element.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Anbauteil auf das Fixierungselement aufgebaut. Additive Fertigungsverfahren, wie z.B. das Laser-Strahlschmelzen, verwenden ein Pulver, das aufgeschmolzen und schichtweise auf das Fixierungselement aufgetragen wird, um so das Anbauteil zu bilden.In a further embodiment of the invention, the attachment is built onto the fixing element. Additive manufacturing processes, such as laser beam melting, use a powder that is melted and applied in layers to the fixation element in order to form the attachment.

In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist das Fixierungselement ein Standardkettenbauteil, auf das das Anbauteil aufgebaut wird. Additive Fertigungsverfahren, wie z.B. das Laser-Strahlschmelzen, verwenden ein Pulver, das aufgeschmolzen und schichtweise auf das Fixierungselement aufgetragen wird, um so das Anbauteil zu bilden. Vorteilhafterweise wird das Anbauteil direkt auf ein Standardbauteil, z.B. die Außenlasche oder einen Kettengelenkbolzen einer Rollenkette, aufgebaut. Das Standardbauteil der Kette übernimmt so die Aufgabe des Fixierungselements. Durch diese Ausgestaltung wird Material eingespart, indem auf ein separates Fixierungselement verzichtet wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the fixing element is a standard chain component on which the attachment is built. Additive manufacturing processes, such as laser beam melting, use a powder that is melted and applied in layers to the fixation element in order to form the attachment. The attachment is advantageously built directly onto a standard component, e.g. the outer link plate or a chain link pin of a roller chain. The standard component of the chain thus takes on the task of the fixing element. This design saves material by dispensing with a separate fixing element.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden Anbauteil und Basisteil stoffschlüssig miteinander verbunden. Aufgrund des Aufbaus mittels des additiven Fertigungsverfahrens, z.B. das Laser-Strahlschmelzen, des Anbauteils auf dem Fixierungselement wird ein Volumen an der Grenzfläche zwischen Anbauteil und Fixierungselement (Grenzvolumen) aufgeschmolzen. Dabei findet eine Durchmischung der Werkstoffe aufgrund der Strömung im Schmelzbad statt. Die Mikroschweißnähte des additiv gefertigten Anbauteils tauchen in das Grundmaterial der herkömmlich gefertigten Außenlasche ein und bilden so eine stoffschlüssige Verbindung.In an advantageous embodiment of the invention, the attachment part and the base part are materially connected to one another. Due to the build-up using the additive manufacturing process, e.g. laser beam melting, of the attachment on the fixation element, a volume is melted at the interface between attachment and fixation element (boundary volume). The materials are mixed together due to the flow in the weld pool. The micro-welded seams of the additively manufactured attachment are immersed in the base material of the conventionally manufactured outer link and thus form a material connection.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Anbauteil und Basisteil aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Das Anbauteil besteht je nach Art und Einsatzzweck des Anbauteils aus Kunststoff, Keramik, flüssigem Kunstharz oder einem Metall und dessen Legierungen, das Fixierungselement ebenfalls aus einem Kunststoff oder z.B. einer Legierung, Stahl bzw. einer Leichtmetalllegierung.In a further aspect of the invention, the attachment part and the base part are made from different materials. Depending on the type and purpose of the attachment, the attachment consists of plastic, ceramic, liquid synthetic resin or a metal and its alloys, the fixing element also consists of a plastic or, for example, an alloy, steel or a light metal alloy.

Insbesondere im Falle des Aufbaus des Anbauteils direkt auf ein Standardbauteil der Kette, z.B. eine Außenlasche oder ein Kettengelenkbolzen einer Rollenkette, wird auf ein separates Fixierungselement verzichtet; das Standardbauteil der Kette übernimmt die Aufgabe des Fixierungselements. Das Standardbauteil der Kette ist in diesem Fall üblicherweise aus einem vergüteten Stahl hergestellt, das Anbauteil besteht aus Kunststoff, Keramik, flüssigem Kunstharz oder einem Metall und dessen Legierungen.In particular, if the attachment is built directly onto a standard component of the chain, e.g. an outer link plate or a chain hinge pin of a roller chain, a separate fixing element is dispensed with; the standard component of the chain takes on the task of the fixing element. In this case, the standard component of the chain is usually made of tempered steel, while the attachment is made of plastic, ceramic, liquid synthetic resin or a metal and its alloys.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung erfahren Anbauteil und Basisteil durch die Herstellung eine unterschiedliche Textur. Das Fixierungselement ist mittels Stanzen gefertigt, das Anbauteil mittels eines additiven Herstellungsverfahrens. Aufgrund der unterschiedlichen Herstellungsprozesse weisen Anbauteil und Fixierungselement eine unterschiedliche Textur auf. Im Mikroschliff weisen beispielsweise die mittels Laser-Strahlschmelzen erzeugten Schweißspuren im Anbauteil einen schichtweisen Aufbau auf.In a further embodiment of the invention, the attachment part and the base part experience a different texture as a result of the production. The fixing element is manufactured by means of stamping, the attachment part by means of an additive manufacturing process. Because of the different manufacturing processes, the attachment and the fixing element have a different texture. In the microsection, for example, the weld marks generated by laser beam melting in the attachment have a layered structure.

Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar, Fixierungselement und Anbauteil in einem mehrstufigen Verfahren additiv aufeinander aufbauend herzustellen, wobei in einigen Fällen auch eine eiteilige Fertigung vorteilhaft sein kann, mit anderen Worten, es kann Fälle geben, in denen es technisch oder wirtschaftlich von Vorteil ist, Fixierungselement und Anbauteil additiv und ggf. einteilig herzustellen.In principle, it is of course also conceivable to manufacture the fixation element and attachment in a multi-stage process additively building on one another, whereby in some cases a single-part production can also be advantageous, in other words, there can be cases in which it is technically or economically advantageous Fixing element and attachment to be produced additively and possibly in one piece.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the device according to the invention and the method according to the invention are shown in the drawings in a schematically simplified manner and are explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

1: Ein Ausführungsbeispiel eines additiv gefertigten Anbauteils (Zapfenlasche)
2: Ein Ausführungsbeispiel einer additiv gefertigten asymmetrischen
Mitnehmerlasche, auf einer Außenlasche der Kette aufgebaut 3: Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer additiv gefertigten Mitnehmerlasche
4: Ein Ausführungsbeispiel einer additiv gefertigten winkelförmigen Mitnehmerlasche

Show it:

1 : An embodiment of an additively manufactured attachment (pin bracket)
2 : An embodiment of an additively manufactured asymmetrical
Driving plate built on an outer plate of the chain 3 : Another one Embodiment of an additively manufactured driver plate
4th : An embodiment of an additively manufactured angular driver plate

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Zapfenlasche 2, die erfindungsgemäß mittels additiver Fertigung hergestellt wurde. Zapfenlaschen als Anbauteile einer Förderkette werden vor allem in der Lebensmittelindustrie verwendet, sie halten und positionieren z.B. Formen in einer Befüllungsanlage. Die Förderkette (nicht dargestellt) ist als Rollenkette ausgebildet und weist alternierend innen- und außenliegende Laschen 4 auf, die durch Kettengelenkbolzen 5 verbunden sind. 1 shows an embodiment of a tenon bracket 2 which was manufactured according to the invention by means of additive manufacturing. Pivot plates as attachment parts of a conveyor chain are mainly used in the food industry, they hold and position, for example, shapes in a filling system. The conveyor chain (not shown) is designed as a roller chain and has alternating inner and outer plates 4th on that by chain hinge pins 5 are connected.

Der Zapfen 2 wird auf die Außenseite einer Lasche 4 aufgebaut und kann entweder massiv oder als Hohlkörper ausgelegt werden. Der Aufbau des (Hohl-)Zapfens 2 erfolgt auf eine vorab mittels konventioneller Fertigungsverfahren hergestellten Außenlasche 4. Als additives Fertigungsverfahren kommt das Laser-Strahlschmelzen nach VDI 3405:2014 zum Einsatz. Die Außenlaschen 4 werden über eine geeignete Spannvorrichtung, z.B. Niederhalter oder Spannbacken, auf der Bauplattform mit Hubtisch (s. VDI 3405:2014) innerhalb der additiven Fertigungsanlage fixiert und fungieren sinngemäß als Bauplatte(n) (s. VDI 3405:2014). Laser-Strahlschmelzanlagen erlauben in der Regel den Einbau von Bauplatten mit etwa 250x250 mm (größere bzw. kleinere Anlagen sind ebenfalls verfügbar). Die Außenlaschen 4 werden daher in Reihen neben- bzw. übereinander angeordnet, um die zur Verfügung stehende Baufläche bestmöglich auszunutzen.The cone 2 is on the outside of a tab 4th built up and can be designed either solid or as a hollow body. The construction of the (hollow) pin 2 takes place on an outer plate manufactured in advance by means of conventional manufacturing processes 4th . Laser beam melting according to VDI 3405: 2014 is used as an additive manufacturing process. The outer tabs 4th are fixed on the construction platform with lifting table (see VDI 3405: 2014) within the additive manufacturing system using a suitable clamping device, e.g. hold-down device or clamping jaws, and function accordingly as construction plate (s) (see VDI 3405: 2014). Laser beam melting systems usually allow the installation of building panels with about 250x250 mm (larger or smaller systems are also available). The outer tabs 4th are therefore arranged in rows next to or one above the other in order to make the best possible use of the available building space.

Anstelle der Verwendung von ausgeschnittenen Außenlaschen 4 können vormontierte Baugruppen verwendet werden, bei denen das Kettenglied bereits teilweise oder vollständig mit den Bolzen 5 montiert wurde. Hierbei ist zu beachten, dass die Bolzen 5 bündig montiert wurden, sodass eine plane Fläche vorliegt, auf die fortfolgend der Aufbau vorgenommen werden kann. Im Falle der Verwendung vormontierter Baugruppen sind die Spannvorrichtungen entsprechend anzupassen.Instead of using cut out outer tabs 4th Pre-assembled assemblies can be used in which the chain link is already partially or completely with the bolts 5 was mounted. It should be noted that the bolts 5 were mounted flush so that there is a flat surface on which the assembly can be carried out. If pre-assembled assemblies are used, the clamping devices must be adapted accordingly.

Nachdem die Außenlaschen 4 bzw. die vormontierten Baugruppen in der Laser-Strahlschmelzanlage fixiert wurden, ist die Bauplattform mit Hubtisch soweit nach unten zu verfahren, bis eine erste Pulverschicht nach Herstellervorgaben appliziert werden kann. Bevor nach Herstellervorgaben eine erste Schicht aufgezogen wird, sind die Hohlräume zwischen den Spannvorrichtungen mit Pulver oder geeigneten Füllkörpern so zu befüllen, dass eine erste Pulverschicht durch den Beschichter mit dem für den Prozess üblichen Dosierfaktor (z.B. 150 %) aufgezogen werden kann. Der Aufbau der Hohlzapfen 2 auf die Außenlaschen 4 erfolgt dann sinngemäß wie ein regulärer Aufbau von Bauteilen auf einer Bauplatte. Die korrekte Lage und Orientierung der im Bauraum fixierten Außenlaschen 4 zur digitalen Schichtinformation der ersten aufzubauenden Schicht der Zapfen 2 ist sicherzustellen. Dies kann z.B. durch gezielt eingebrachte Orientierungshilfen in Form von Ausschusslaschen erfolgen, die in Form einer Würfelfünf über den Bauraum verteilt wurden. Außerdem wird zur besseren Haftung der ersten Schicht auf den Außenlaschen 4 empfohlen, diese zweifach zu belichten. Das heißt, dass die erste und zweite Schichtbelichtung bei gleicher Position der Bauplattform mit Hubtisch erfolgen soll. After the outer tabs 4th or the preassembled assemblies have been fixed in the laser beam melting system, the construction platform with lifting table must be moved down until a first layer of powder can be applied according to the manufacturer's specifications. Before a first layer is applied according to the manufacturer's specifications, the cavities between the clamping devices must be filled with powder or suitable fillers in such a way that a first powder layer can be applied by the coater with the usual dosing factor for the process (e.g. 150%). The structure of the hollow cones 2 on the outer tabs 4th then takes place in the same way as a regular construction of components on a building board. The correct position and orientation of the outer brackets fixed in the installation space 4th for digital layer information of the first layer of the cones to be built up 2 must be ensured. This can be done, for example, by means of targeted orientation aids in the form of reject tabs, which were distributed over the installation space in the form of a five-cube. In addition, the first layer adheres better to the outer flaps 4th recommended to expose this twice. That means that the first and second layer exposure should take place with the same position of the construction platform with lifting table.

Als Werkstoff für den Aufbau der Zapfenlasche 2 kann grundsätzlich jedes technisch geeignete und zugleich für das Laser-Strahlschmelzen vom Anlagenhersteller bzw. Inverkehrbringer freigegebene Material verwendet werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Werkstoff EOS Stainless Steel verwendet. Für das Aufschmelzen des Werkstoffes sind die vom Anlagenhersteller empfohlenen Parameter zu bevorzugen. Die Schutzgasatmosphäre sollte durch die Verwendung von Argon erzeugt werden. Beispielhafte Parameter sind bei der Verwendung eines Faserlasers eine Laserleistung von etwa 212 W bei einer Scangeschwindigkeit von 800 mm/s, einer Pulverschichtdicke von 40 µm und einem Laser-Fokusdurchmesser von 100 µm. Diese Parameter können im Rahmen des werkstoffspezifischen stabilen Prozessfensters angepasst werden.As a material for the construction of the tenon bracket 2 In principle, any technically suitable material that has been approved by the system manufacturer or distributor for laser beam melting can be used. The material EOS Stainless Steel is used in this exemplary embodiment. For the melting of the material, the parameters recommended by the system manufacturer are to be preferred. The protective gas atmosphere should be generated using argon. Exemplary parameters when using a fiber laser are a laser power of about 212 W at a scanning speed of 800 mm / s, a powder layer thickness of 40 μm and a laser focus diameter of 100 μm. These parameters can be adjusted within the material-specific stable process window.

Die Außenlasche 4 besteht aus einem handelsüblichen vergüteten Kohlenstoff-Stahl (C45) und ist mittels Stanzen gefertigt. Aufgrund der unterschiedlichen Herstellungsprozesse weisen Zapfenlasche 2 und Außenlasche 4 eine unterschiedliche Textur auf. Im Mikroschliff sind die Schweißspuren in der additiv gefertigten Zapfenlasche 2 gut erkennbar, sie weisen einen schichtweisen Aufbau auf. Dem gegenüber entspricht die Textur des Gefüges der Außenlasche 4 einem herkömmlichen, mittels Stanzen gefertigten Stahls. Am Grenzvolumen 6 zwischen Zapfenlasche 2 und Außenlasche 4 findet eine Durchmischung der Werkstoffe aufgrund der Strömung im Schmelzbad statt. Die Mikroschweißnähte der additiv gefertigten Zapfenlasche 2 tauchen in das Grundmaterial der herkömmlich gefertigten Außenlasche 4 ein.The outer flap 4th consists of a commercially available tempered carbon steel (C45) and is manufactured by punching. Due to the different manufacturing processes, pin tabs 2 and outer link 4th a different texture. The microsection shows the welding marks in the additively manufactured tenon bracket 2 easily recognizable, they have a layered structure. In contrast, the texture of the structure corresponds to the outer link 4th a conventional steel made by punching. At the limit volume 6th between tenon lug 2 and outer link 4th the materials are mixed due to the flow in the weld pool. The micro welds of the additively manufactured tenon bracket 2 dive into the base material of the conventionally manufactured outer link 4th a.

Derzeit wird die Zapfenlasche 2 aus Vollmaterial gedreht, was neben einer hohen Bearbeitungszeit sowie Werkzeugverschleiß auch zu einem erheblichen Materialverlust führt (ca. 75 % werden abgetragen).Currently the mortise lug 2 Turned from solid material, which in addition to a long machining time and tool wear also leads to a considerable loss of material (approx. 75% is removed).

Eine additiv gefertigte Mitnehmerlasche als Anbauteil 2 gemäß der Erfindung zeigen die 2 und 3. Die asymmetrischen Mitnehmerlaschen 2 (2 und 3) werden anwendungsbedingt in verschiedenen Variationen und kleiner Stückzahlen benötigt.An additively manufactured driver plate as an attachment 2 according to the invention show the 2 and 3 . The asymmetrical driving plates 2 ( 2 and 3 ) are depending on the application in different variations and small quantities are required.

Das Kettenbauteil 1 besteht aus dem Anbauteil 2 und einem Fixierungselement 3. Das Fixierungselement 3 ist als ein Glied einer Rollenkette ausgebildet (2) und weist alternierend innen- und außenliegende Laschen 4 auf, die durch Kettengelenkbolzen 5 verbunden sind. Die jeweils benötigte Form der Mitnehmerlasche 2 wird in einem additiven Verfahren gefertigt, indem diese direkt auf der Lasche 4 aufgebaut wird (2). Es ist in diesem Fall auch nicht länger erforderlich, ein Vollmaterial zu verwenden, vielmehr können geeignete bspw. kraftfluss- und funktionsoptimierte Strukturen eingebracht werden. Eine aufsteckbare Mitnehmerlasche 2 zeigt 3. Das Anbauteil ist auf das Fixierungselement 3 aufgebaut, das seinerseits auf die Kettengelenkbolzen 5 lösbar mittels Clipverbindung verbunden ist.The chain component 1 consists of the attachment 2 and a fixing element 3 . The fixation element 3 is designed as a link in a roller chain ( 2 ) and has alternating inside and outside flaps 4th on that by chain hinge pins 5 are connected. The required shape of the driver link 2 is manufactured in an additive process by placing this directly on the tab 4th is built up ( 2 ). In this case, it is also no longer necessary to use a solid material; rather, suitable structures, for example power flow and function-optimized structures, can be incorporated. A clip-on driving lug 2 shows 3 . The attachment is on the fixation element 3 built up, in turn, on the chain hinge pin 5 is releasably connected by means of a clip connection.

Eine kostengünstige Massenfertigung z.B. durch Stanzen ist daher nicht wirtschaftlich möglich. Derartige Mitnehmerlaschen 2 werden aktuell üblicherweise aus Vollmaterial ausgeschnitten und entsprechend nachbehandelt. Die Mitnehmerlaschen 2 sind mittels Laser-Strahlschmelzen nach VDI 3405:2014 gefertigt. Bekannte Prozesse sind das Selective Laser Melting, Direktes Metall Laser Sintern (DMLS), LaserCUSING, Laser Metal Fusion, VEL03D-SupportFree Metal 3D Printing und nach ISO/ASTM 52900 das Laser-based Powder Bed Fusion (L-PBF). Der Herstellungsprozess ist analog dem ersten Ausführungsbeispiel (1), indem ein Hubtisch mit Fixierungselementen bestückt wird, auf die dann schichtweise das Material der Mitnehmerlaschen aufgebaut wird. Für die Mitnehmerlasche ist der Werkstoff EOS Stainless Steel verwendet. Die Außenlasche 4 besteht aus einem handelsüblichen vergüteten Kohlenstoff-Stahl (C45) und ist mittels Stanzen gefertigt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses gegenüber herkömmlichen Prozessen besteht vor allem in der Materialeinsparung und der Möglichkeit zur Funktionsoptimierung, wie z. B. Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Mitnehmerlasche und Transportgut zur Reduktion der Flächenpressung, Verbesserung der Lage-Positionsgenauigkeit des Transportguts. Außerdem ist das Gewicht des Kettenanbauteils 1 durch Verwendung von bspw. kraftfluss- und funktionsoptimierte Strukturen reduziert.Inexpensive mass production, for example by punching, is therefore not economically feasible. Such driving plates 2 are currently usually cut out of solid material and treated accordingly. The driving plates 2 are manufactured using laser beam melting according to VDI 3405: 2014. Well-known processes are Selective Laser Melting, Direct Metal Laser Sintering (DMLS), LaserCUSING, Laser Metal Fusion, VEL03D-SupportFree Metal 3D Printing and according to ISO / ASTM 52900 the Laser-based Powder Bed Fusion (L-PBF). The manufacturing process is analogous to the first embodiment ( 1 ) by equipping a lifting table with fixing elements, on which the material of the driving plates is then built up in layers. The material EOS Stainless Steel is used for the driving plate. The outer flap 4th consists of a commercially available tempered carbon steel (C45) and is manufactured by punching. The advantage of the manufacturing process according to the invention over conventional processes consists primarily in the saving of material and the possibility of optimizing functions, such as. B. Enlargement of the contact area between the driver plate and the transported goods to reduce the surface pressure, improve the positional accuracy of the transported goods. Also is the weight of the chain attachment 1 Reduced by using, for example, structures that are optimized for the flow of forces and functions.

4 zeigt eine winkelförmige Mitnehmerlasche 2, die additiv gefertigt ist. Winkelförmige Mitnehmerlaschen 2 werden ebenfalls anwendungsbedingt in verschiedenen Variationen und kleiner Stückzahlen benötigt. Eine kostengünstige Massenfertigung z.B. durch ein Stanzbiegeverfahren ist daher nicht wirtschaftlich möglich. Solche Laschen werden aktuell üblicherweise aus Vollmaterial ausgeschnitten, gebogen und entsprechend nachbehandelt; alternativ können Sie aus dem Vollen gefräst sein. 4th shows an angled driver plate 2 that is additively manufactured. Angular driving plates 2 are also required in different variations and in small quantities depending on the application. Inexpensive mass production, for example using a stamping and bending process, is therefore not economically feasible. Such tabs are currently usually cut out of solid material, bent and treated accordingly; alternatively, they can be milled from solid.

Die jeweils benötigte Form der Mitnehmerlasche 2 wird in einem additiven Verfahren gefertigt, indem diese direkt auf der Winkellasche 3 aufgebaut wird. Auch hier ist es nicht erforderlich, ein Vollmaterial zu verwenden, vielmehr können geeignete kraftfluss- und funktionsoptimierte Strukturen eingebracht werden. Die Mitnehmerlaschen 2 sind mittels Laser-Strahlschmelzen nach VDI 3405:2014 gefertigt. Der Herstellungsprozess ist analog dem ersten Ausführungsbeispiel (1), indem ein Hubtisch mit Fixierungselementen bestückt wird, auf die dann schichtweise das Material der Mitnehmerlaschen 2 aufgebaut wird. Für die Mitnehmerlasche 2 ist der Werkstoff EOS Stainless Steel verwendet. Das Fixierungselement 3 besteht aus einem handelsüblichen vergüteten Kohlenstoff-Stahl (C45) und ist mittels Stanzen gefertigt. Vorteile liegen hier ebenfalls in Form der Materialeinsparung und der Möglichkeit zur Funktionsoptimierung, wie z. B. Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Winkellasche und Transportgut zur Reduktion der Flächenpressung, Verbesserung der Lage-Positionsgenauigkeit des Transportguts. gegenüber herkömmlichem Prozess vor. Das Gewicht der Mitnehmerlasche 2 ist durch Verwendung von kraftfluss- und funktionsoptimierte Strukturen reduziert.The required shape of the driver link 2 is manufactured in an additive process by placing this directly on the angle bracket 3 is built. Here, too, it is not necessary to use a solid material; rather, suitable structures that are optimized for the flow of forces and functions can be incorporated. The driving plates 2 are manufactured using laser beam melting according to VDI 3405: 2014. The manufacturing process is analogous to the first embodiment ( 1 ) by equipping a lifting table with fixing elements, onto which the material of the driver plates is then placed in layers 2 is built. For the driving plate 2 the material EOS Stainless Steel is used. The fixation element 3 consists of a commercially available tempered carbon steel (C45) and is manufactured by punching. There are also advantages here in the form of material savings and the possibility of optimizing functions, such as B. Enlargement of the contact area between the angle bracket and the transported goods to reduce the surface pressure, improve the positional accuracy of the transported goods. compared to the conventional process. The weight of the driving plate 2 is reduced by using structures that are optimized for the flow of forces and functions.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: KettenanbauteilChain attachment
22: AnbauteilAttachment
33: FixierungselementFixation element
44th: LascheTab
55: KettengelenkbolzenChain hinge pin
66th: GrenzvolumenLimit volume

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

DIN EN ISO / ASTM 52900: 2018-06 [0029]

Claims

Chain attachment (1) comprising • an attachment (2) • a fixing element (3) for fastening the attachment to a chain, the attachment (2) and / or the fixing element (3) being manufactured using additive manufacturing.

Chain attachment (1) Claim 1 characterized in that the starting material for the production of the attachment (2) was a powder and / or a liquid.

Chain attachment (1) Claim 1 or 2 characterized in that the attachment (2) was produced in layers or elements.

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fixing element (3) was produced by means of a punching and / or cutting process.

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fixing element (3) and the attachment (2) have a different outer shape.

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the chain attachment (1) comprises a boundary volume between attachment (2) and fixing element (3) which was melted during the manufacturing process.

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the attachment (2) was built onto the fixing element (3).

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fixing element (3) is a standard chain component (4, 5).

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the attachment (2) and the fixing element (3) are materially connected to one another.

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the attachment (2) and the fixing element (3) are made from different materials and / or by means of different manufacturing processes.

Chain attachment (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the attachment (2) and the fixing element (3) have a different texture.

Method for producing a chain attachment (1), wherein the chain attachment (1) comprises an attachment (2) and a fixing element (3), characterized in that the attachment (2) is produced by means of additive manufacturing.

Method for producing a chain attachment (1) according to Claim 12 characterized in that the starting material for the production of the attachment (2) is a powder and / or a liquid.

Method for producing a chain attachment (1) according to Claim 12 or 13 characterized in that the attachment (2) is produced in layers or elements.

Process for producing a chain attachment (1) according to one or more of the Claims 12 to 14th characterized in that a process step for producing the fixing element (3) is a punching and / or cutting process.

Process for producing a chain attachment (1) according to one or more of the Claims 12 to 15th characterized in that the fixing element (3) and the attachment (2) are manufactured in a different outer shape.

Process for producing a chain attachment (1) according to one or more of the Claims 12 to 16 characterized in that the chain attachment (1) comprises a boundary volume between attachment (2) and fixing element (3) which is melted during the manufacturing process.

Process for producing a chain attachment (1) according to one or more of the Claims 12 to 17th characterized in that the attachment (2) is built onto the fixing element (3).

Method for producing a chain attachment (1) according to Claim 18 characterized in that the fixing element (3) is a standard chain component (4, 5) and the attachment (2) is built onto the fixing element (3).

Process for producing a chain attachment (1) according to one or more of the Claims 12 to 19th characterized in that the attachment (2) and the fixing element (3) are connected to one another in a materially bonded manner.

Process for producing a chain attachment (1) according to one or more of the Claims 12 to 20th characterized in that the attachment (2) and the fixing element (3) are made from different materials and / or by means of different manufacturing processes.

Process for producing a chain attachment (1) according to one or more of the Claims 12 to 21st characterized in that the attachment (2) and the fixing element (3) experience a different texture as a result of the production.