CN108472884B - 用于利用纤维输送装置制造三维物体的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体的设备和方法。该设备具有至少一个排放单元(12)，该排放单元为构造物体(50)而具有用于生成式排放能固化的材料的至少一个排放开口。借助至少一个纤维输送装置(60)输送至少一个纤维元件(61)，以将纤维元件嵌入到由排放单元(12)排放的能固化的材料中，其中纤维输送装置(60)为了定向纤维元件而能够相对于物体的构造进度运动。通过纤维输送装置(60)安装在排放单元(12)上并且能相对于排放单元(12)运动的方式，以生成式方法提供纤维元件的有针对性的引入，以便制造具有改进的材料特性的三维物体。

Description

用于利用纤维输送装置制造三维物体的设备和方法

相关申请的引用

本发明引用并且要求在2015年12月22日提交的德国专利申请10 2015 122 647.2的优先权，该德国专利申请的公开内容就此明确地以其整体并入本发明的内容中。

技术领域

本发明涉及用于利用纤维输送装置由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体的设备和方法。

背景技术

这种设备从WO 2015/073992 A1中已知，其中示出用于单独制造具有纤维加强元件的三维结构体的设备。为此提出用于能固化的材料的排放单元、和与排放单元间隔开布置的并能相对于排放单元运动的纤维输送装置，该纤维输送装置安装在该排放单元上。“操作尖端”与纤维一起或者侧向运动或者沿竖直的z方向运动。

在DE 10 2011 109 369 A1中示出在注塑技术中已知的塑化单元，其耦合连接到用于能固化的材料的流体相(fluide Phase)的、可置于压力下的材料存储器处，该塑化单元如在注塑技术中那样通常混合、均匀化和制备材料。为了在对象承载件上生成物体，该材料经由排放开口通常以液滴的形式、但是也作为线束排放。由于材料的粘附力，在0.01mm³至0.05mm³的期望的小的液滴大小的情况下，需要大于10MPa至100MPa大小的高压和高的熔化物温度，其中该材料根据标准能够是同样在注塑技术中常见的材料并且不必是用于样品制造的专用材料。粘附力与使用粉末的方法不同地引起液滴的附着能力。然而，该附着能力根据对象会是不足的，使得建议在那里设置已经纤维加强的结构。在此，纤维经由按需要设置在5轴几何体上的纤维输送装置与用于能固化的材料的排放开口间隔开地输送给能固化的材料，并且必要时嵌入材料中。纤维元件必要时以不同的取向输送以构造三维结构。为了将纤维元件相对于物体的构造进度定向，纤维输送装置可运动地与排放单元分开地设置。

从CA 2 204 792 A1中已知纤维元件的输送，以嵌入到与其分开施加的能固化的材料中，以便由此制造纤维强化的物体。在此，主要涉及以织物方式引入玻璃纤维。

从US 5936861 A中已知：将事先浸渍的纤维元件与能固化的材料一起安置在物体上。能固化的材料的输送围绕纤维元件与施加纤维元件同时进行。原则上，能固化的材料能够经由另一排放单元也分开地排放，其中将浸渍的纤维元件下放并且随后嵌入到材料中。

从US 2014/0328963A1中，为了制造纤维强化的物体而三维地印制，已知纤维输送通过用于印制的材料的排放开口。因此，相对于排放单元的相对运动是不可行的。

US 2002/0062909A1公开一种用于逐层制造三维物体的纤维输送装置，其中纤维输送与材料输送分开地进行。纤维输送装置设置在排放单元处并且可相对于物体的构造进度运动，然而没有安置在排放单元处。(这也参见WO2014/193505A1、US6153034A、DE 196 81773 B4、US2012/0159785A1)。

在塑料部件制造中已知的是：使用成型工具通过注塑或挤压以大批量和系列来制造部件。塑料注塑的优点尤其在于复杂部件几何体的高度精确的制造，其中注塑方法的功能多样性以最佳的方式满足对于低成本且经济地制造塑料部件的要求。经由塑化单元来塑化材料，均匀化材料，以及针对注塑过程制备材料。

同时，存在对于件数为1和小批量的塑料部件的需求，例如具有极其短时间地提供的要求和类似于注塑部件特性的特性的样品件。为了制造这种部件，存在如下制造方法，这些制造方法详尽地以名称原型制造和快速制造已知。这种部件的制造以无工具的方式、即没有成型工具的方式在大多数情况下基于源自3D数据的几何体的生成。这些几何体以各种形式通过相应的工艺、如通过借助激光进行的热量输入熔化粉末层或局部地连接和硬化树脂、或者还有以所谓的熔化线束方法增材制造。

在实践中发现：在制造立体部件、如由能固化的材料、即例如常见的热塑性材料构成的快速原型部件时，通常也期望如下工件特性，该工件特性由基础材料本身不能容易地产生。具有短纤维的塑料不能实现这种工件特性。纤维强化的材料在此尽管能够进行补救，然而尤其在施加液滴的情况下，可处理的纤维长度和其强化作用过小。

发明内容

以该现有技术为基础，本发明所基于的目的在于：提供纤维元件的有针对性的引入，以用生成式(generative)方法制造具有改进的材料特性的三维物体。

该目的通过用于由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体的设备、以及用于由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体的方法来实现。

该设备具有：

-至少一个排放单元，所述至少一个排放单元为构造三维物体而具有用于生成式排放能固化的材料的至少一个排放开口，

-至少一个纤维输送装置，所述至少一个纤维输送装置用于输送至少一个纤维元件，以将至少一个纤维元件嵌入到由至少一个排放单元排放的能固化的材料中，其中至少一个纤维输送装置为了定向至少一个纤维元件而能够相对于三维物体的构造进度运动，并且至少一个纤维输送装置安装在至少一个排放单元上并且能相对于至少一个排放单元运动，

其特征在于，至少一个纤维输送装置能转动运动地支承在至少一个排放单元上并且能够借助于驱动单元转动。

在该方法中，

-从至少一个排放单元的至少一个排放开口排放至少一种能固化的材料，以生成式地构造三维物体，以及

-借助于安装在至少一个排放单元上的至少一个纤维输送装置输送至少一个纤维元件，以将至少一个纤维元件嵌入到被排放的至少一种能固化的材料中，并且将至少一个纤维元件相对于三维物体的构造进度定向并且利用至少一个排放单元以及相对于至少一个排放单元运动，其特征在于，在至少一个排放单元处借助于驱动单元转动至少一个纤维输送装置以定向至少一个纤维元件。

有利的改进方案和其他特征能够以技术上有意义的方式彼此组合，其中能够得出本发明的另外的实施变型方案。

该目的通过如下方式实现：将纤维输送装置安装在排放单元的排放开口上，该纤维输送装置允许将纤维元件相对于排放单元定向。由此，纤维元件能够有针对性地且相对于构造方向定向地引至物体处的或对象承载件处的存放位置，以便最佳地、与材料制备无关地实现期望的材料特性。

此外，纤维输送装置经由支承元件可转动运动地支承在排放单元上并且能够借助于驱动单元转动，以使得纤维元件能够相对于构造方向和排放单元进行定向。

优选地，支承元件由环形成，该环具有齿部，该齿部与驱动单元的从动轮形成作用连接。这种布置允许节约空间地设置在排放单元上。

对此，优选设有调节装置，该调节装置相对于排放单元的排放开口同心，从而能够无问题地实现任意的取向。由此，纤维输送装置是位置固定的，然而是可转动的，必要时也转动超过360°或也多次围绕自身转动。该转动运动也如纤维给料那样用于将纤维相对于材料排放定向，并且能够与对象物体在机器台上的构造策略同步。

优选地，设有用于纤维元件的强制引导器，在该强制引导器的端部处设置有切割装置。由此，纤维元件能够有针对性地置于物体处的或对象承载件处的存放位置，并且随后根据需要裁剪。

纤维输送装置的强制引导器铰接式地支承在排放单元上，并且能够借助于另一驱动单元运动，以便尤其能够按需要安置端头。端头例如在启动时能够将纤维压紧到基底上，即到对象承载件上或已经部分制造的物体上，并且按需要借助于优选设置的加热元件粘贴。从那里起，纤维元件例如能够被夹紧，以便将其随后嵌入材料中。

强制引导器通过管形元件、例如细的毛细小管形成，以便能够将柔顺的纤维元件精确地存放在其特定地点处。在管形元件中，纤维元件随后优选能够借助于空气或微送料器运送直至用于纤维元件的构造部位或存放位置。

根据该方法，能固化的材料从排放单元排放以生成式地构造物体，并且输送至少一个纤维元件以将纤维元件嵌入到被排放的能固化的材料中，其中安装在排放单元处的纤维输送装置运动，以将纤维元件相对于物体的构造进度定向。同时，纤维元件能够相对于排放单元运动。这如下地实现，即使得纤维输送装置借助于驱动单元在排放单元上为纤维元件的定向而转动，从而能够有针对性地实现纤维元件的最佳输送，以便实现期望的材料特性。

优选地，伴随进行纤维元件相对于排放单元的排放开口同心的转动。由此能够无干扰地安置纤维元件。

根据需要，借助于另一驱动单元，纤维元件能够以朝向对象承载件和远离对象承载件的方向运动，和/或能够被压到待制造的物体上。

从优选实施例的以下描述中得出另外的优点。

附图说明

下面，根据实施例详细阐述本发明。附图示出：

图1a、图1b示出用于利用具有和没有工作台的纤维输送装置来制造三维物体的设备的三维立体图，

图2示出用于纤维输送装置的调节装置的三维立体图，

图3以前视图示出设置在排放单元处的、具有所属的对象承载件的纤维输送装置，

图4以左视图示出根据图3的图，

图5示出排放单元的贯穿根据图3的线V-V的剖面图，

图6示出排放单元的贯穿根据图3的线VI-VI的剖面图，

图7示出排放单元的在纤维输送装置的区域中的放大的局部图，

图8a-图8c示出借助纤维元件强化的物体的制造的平面图，

图9a-图9f示出用于嵌入纤维元件的不同的几何体的示意图。

具体实施方式

现在，参考附图示例性地详细阐述本发明。然而，实施例仅是不应将发明概念限制于特定设计的实例。在详细描述本发明之前，需要指出的是：本发明不受限于设备的相应的结构部件、以及相应的方法步骤，因为这些结构部件和方法能够变化。在此使用的术语仅确定用于描述特定的实施方式并且被非限制性地使用。此外，如果在说明书中或权利要求中使用单数或不定冠词，只要总体上没有明确地另作说明，这也涉及所述元件的复数。

附图示出用于由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体50的设备，该材料能够或者在初始状态中以流体相存在或者能够被液化。能够顺序地以不连续的液滴70(图9a)的形式从至少一个可时钟控制的、可借助于封闭元件14封闭的排放单元12的排放开口12a中排放能固化的材料。可为此使用的封闭元件从EP 2 266 782 B1中已知。同样地，能固化的材料能够线束式地从排放单元中排放。尤其在使用多个排放单元的情况下，能够考虑将两个用于更快形成构件的排放方法组合。也能够考虑的是：在使用多个排放单元12的情况下，经由一个排放单元执行线束排放，并经由另一排放单元执行液滴式排放。因此，原则上也能够使用多个具有一个或多个排放头的排放单元。

通过排放能固化的材料，进行物体50的生成式构造，这例如在图8a至图8c中示出。明显可见的是：纤维元件61在此在物体50的从图8a至图8b延续的构造期间如何嵌入。将生成式构造理解为逐步地产生构件的构造，例如逐滴地和/或逐层地构造物体。排放单元12在附图中仅示意性地示出。排放单元的结构本身从EP 1 886 793 A1中已知并且因此通过参考并入本文。具体地，该文献示出通过从排放单元12中顺序地排放液滴或线束来构造三维物体50。因此，逐层地在对象承载件13上通过液滴70构建物体50。排放单元12与材料存储器18形成连接，经由压力产生单元将由制备单元制备的材料以处于压力下的方式输送给该材料存储器。经由可时钟控制的排放开口12a，将液滴70和/或线束运送到结构空间中，在该结构空间中在对象承载件13上构造物体50。优选地，排放单元12是本身在注塑技术中根据原理已知的塑化单元的一部分，该塑化单元同时也包括用于引入流体相的、可处以压力下的材料存储器18。如在注塑技术中那样，这种塑化单元制备材料，均匀化材料并且混合材料。作用于材料存储器中的流体相上的压力以直接耦合连接的方式产生液滴70或线束。

因为材料对于设备的应用以及对于方法的应用是重要的，所以在此深入阐述材料的特性。流体相的能固化的材料是塑化的材料，例如硅树脂，或是可塑化的材料，如塑料，或还是粉末状的材料，其中基本上关键的是能够将材料转化为流体相。材料也能够是在热量下可逆熔化的并因此可回收的材料。能够使用任意其他的材料，只要这些材料能够由该设备塑化并且主要能够由至少一个排放单元12排放。考虑全部实现生成式层构造的材料，如树脂、热塑性塑料、硅树脂和其他承载材料作为按需要纤维强化的能固化的材料。因为优选地将在注塑技术中已知的塑化单元用于制备、均匀化和混合能固化的材料以作为塑化的或可塑化的材料，所以能够使用按标准获得的或在注塑时存在的材料以制造部件。因此不需要特定的特别材料。

流体相的能固化的材料具有所谓的层状的源流。此外，熔化物在壁部处的积聚进入到源流中。这在考虑注塑技术的认知的情况下最显著。在简单的矩形通道的模具填充的情况下，熔化物经由所谓的浇口点注入并且从该点起以闭合的流动前端开始圆形地扩展，直至该熔化物填充腔室的整个宽度。一定时间之后，可将在流入口和流动前端之间的区域视作为是几乎形成的。在流动前端本身处，存在特别的流动情况，即“源流”，因为如果参照一起运动的坐标系观察流线，那么在该区域中的流线表现如源头。

层状的源流由于其层状的构成而一方面对于产生如在此“定向”到结构空间上的液滴是有利的。另一方面，主要在形成小的液滴的情况下刚好在此也存在如下问题：借助从注塑技术中已知的装置和材料使得实施变难。壁附着引起的是，材料会仅难于构造具有优选小于等于1mm³范围中的期望的小体积和期望的空速的液滴，另一方面，材料的相应高的粘度刚好对于构造适合的液滴形状和结合纤维强化是重要的。能固化的材料的动态粘度值为100Pas和10000Pas之间，使得尤其为了实现小的液滴体积需要大于10MPa至100MPa的相应的压力。

该设备根据图6具有示意性示出的材料存储器18，在该材料存储器中以流体相存在能固化的材料，该材料由压力产生单元16(图1a)制备。能固化的材料借助于至少一个排放单元12朝用于待制造的物体的对象承载件13的方向生成式地从材料存储器18中排放。在此，能固化的材料在对象承载件13处的和/或在待制造的三维物体50处的构造部位11处排放。借助至少一个纤维输送装置60，根据图2、图3将至少一个纤维元件61引至构造部位11或存放位置，以将纤维元件嵌入由排放单元12排放的能固化的材料中，其中纤维输送装置与用于能固化的材料的排放开口12a间隔开。不同的排放头能够在此为构造地点提供用于制造物体50的不同的构造材料和纤维类型。由此，例如也能够制造混合构件，或者能够产生或者几乎“编织”不同的纤维取向。因此例如能够考虑：在一个层中产生纤维的交叉编织。

“纤维元件”在此是为纤维强化而待嵌入的纤维，该纤维的长度大于排放单元12的最小的排放量，即大于液滴70的直径，优选大于多个液滴的直径。相反，待嵌入的纤维元件61或纤维线束的厚度优选小于或最大等于液滴70的直径。作为纤维材料例如考虑玻璃、碳、芳纶或天然纤维。

控制机构80根据图1b用于控制如下元件中的至少一个相对于如下元件中的至少另一个的运动，使得形成允许构造物体的相对运动，其中该元件包括排放单元12、纤维输送装置60、以及对象承载件13或三维物体50。图1a示出设置在机器台17上的设备。物体50能够在多轴几何体上制成。这种多轴几何体由图3和图4中的x-y-z构造台113示出，在该构造台上存在对象承载件13。

根据图3和图4，在排放单元12的排放开口12a处设有纤维输送装置60，该纤维输送装置优选具有用于纤维元件61的直至存放位置的强制引导器20。根据图7，在强制引导器20的端部处设置有切割装置21。整个纤维输送装置60安装在排放单元12上并且能够与排放单元一起运动。纤维元件61一定程度上作为“无端部纤维”穿线和输送。无端部在本文中表示：待处理的纤维长度原则上大于从设备中引出的单个液滴70并且按需要也能够拉伸通过制造的物体。强制引导器20通过管形元件、优选通过细的毛细小管形成为纤维元件61的输送/引导器，该输送/引导器直至对象承载件13处的和/或待制造的三维物体50处的构造部位11或存放位置。管形元件20a用于：在应当获得的位置处获得柔顺的纤维细线作为纤维元件61。纤维元件61的再运动或者能够经由热空气到管形元件20a中的吹入、或经由具有运送辊的微送料器23进行到端头20b处。

纤维输送装置60设置在排放单元12上并且为了纤维元件能够相对于物体的构造进度和相对于排放单元定向运动。优选地，为了将纤维元件嵌入由排放单元12排放的能固化的材料中，纤维输送装置60为将至少一个纤维元件61输送给构造部位11而与用于能固化的材料的排放开口12a间隔开。纤维输送装置60可转动运动地支承在排放单元12上并且能够借助于驱动单元30转动。在此，在附图中能够示出除其可转动性之外静止的纤维输送装置60，该纤维输送装置与必要时也处于多轴装置上的对象承载件13一起工作，以使得不仅能够二维地而且也能够三维地进行纤维输送，即纤维元件也能够在空间中引导经过在此构造的三维物体50，其中该多轴装置具有例如五个轴，如从DE 10 2011 109 369 A1中已知的那样。同样能够考虑将纤维输送装置60或还有纤维输送装置60和对象承载件13分别设置在多轴几何体上，以便引起三维的纤维输送。通过全部所述可行性方案，能够实现物体50的三维的强化。

为了实现可转动性，将纤维输送装置60的强制引导器20以及还有纤维输送装置60本身经由调节装置V的支承元件22支承在根据图2的排放单元12上。支承元件22优选相对于排放单元12的排放开口12a同心地设置。驱动经由驱动单元30的从动轮30a进行，该从动轮例如具有外齿部，该外齿部与支承元件22的齿部22a连接。支承元件22在此构造为环，以能够无问题地且节约空间地实施同心的设置。代替齿轮驱动器，同样能够考虑例如经由摩擦或皮带驱动器进行的可选的驱动。如在图6或图7中可见的那样，在支承元件22上能够借助于管形元件20a进行纤维元件的传送，并且设置有强制引导器20和切割装置21。支承元件22在其外侧被引导进入支承件24中，该支承件本身支承在板25上，该板固定在排放单元12上。

优选地，纤维输送装置60的强制引导器20铰接式地支承在排放单元12上并且能够借助于另一驱动单元31运动，该另一驱动单元优选构造为伺服驱动器。铰接式的支承根据图6和图7围绕轴26进行。如果操作另一驱动器31，那么操作元件在杠杆27的长孔引导部中运动，以使得端头20b如等臂杆那样能够围绕轴26运动，并且在该操作时向下朝对象承载件13的方向运动，其中强制引导器20在该端头中终止于用于能固化的材料的排放开口12的区域中。因此，端头20b能够借助于另一驱动单元31以朝对象承载件13的方向运动并且以远离对象承载件13的方向运动。经由端头20b的可运动性，该端头例如能够竖直地运动，以便在启动时将纤维元件61固定在基底上，或者刚好在用液滴70嵌入期间将纤维元件61挤压到刚刚要构造的构件面上或甚至邻接的“液滴谷”上，而在杠杆27未向外枢转时构件也能够自由地在输送装置下方运动。

附加地，加热元件40能够设置或集成在端头20b处，以使得借助于热粘合技术固定纤维元件61。同样，切割元件21集成在端头20b中。该切割元件21能够通过微切刀形成，该微切刀例如构造为磁性操作的刀，以便能够对纤维在层/轨道的端部处或还有分部段地截断。整个端头20b能够自由地沿构造方向定向。为此，总系统竖直地位置固定地与排放单元12连接并且能运动，然而相对于排放单元12原则上能够任意地转动。但是原则上也能够考虑设置以任意角度、必要时也以360°的多倍旋转的可转动性。

通过纤维输送装置60与排放单元12的排放开口12a相关联，纤维能够良好地嵌入到能固化的材料中。在此同样可行的是：纤维元件61在能固化的材料优选液滴式进行的排放之前定位，并且随后随塑料液滴嵌入。但是也可行的是：纤维直接地嵌入液滴70下方或者嵌入两个液滴70之间(参阅图9a至图9f)。首先由在待制造的物体50中期望的特性确定如何精确地进行该布置。纤维元件61按需要也能够在其输送之前在液体中浸渍，该液体有助于物体的材料特性或物体的制造工艺。因此，该浸渍/调解能够引起：纤维元件61和结构材料尤其良好地连接，以便实现还更好的机械强度，或者其有助于加速制造过程。

图7示出排放单元12的侧视图，在该排放单元中固定有主要支承强制引导器20的端头20b和管形元件20a的支承元件22。也可见压紧杠杆41，利用该压紧杠杆借助于另一驱动单元31进行端头的倾斜运动，进而也进行端头20b在附图中的竖直运动。管形元件20a终止于端头20b处。在端头处还可见加热元件40和切割装置21。

杠杆27和加热元件40、还有通过强制引导器20的热空气的输送也能够用于：有针对性地预热纤维元件61，以便强制引导器与强制引导器的涂料更好地与结构材料连接和/或浸渍。借助杠杆27也能够在整个构造工艺期间压紧纤维元件61，以便实现更好地附着在已经建立的底层上。

根据该方法，由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体50，该能固化的材料从至少一个排放单元12的至少一个排放开口12a排放，以生成式构造物体50。为了实现期望的材料特性，借助于至少一个纤维输送装置60输送至少一个纤维元件61，以将纤维元件嵌入到被排放的能固化的材料中。在此，纤维输送装置60设置成，使得纤维元件61能够相对于物体的构造进度运动和相对于排放单元12运动，进而能够有针对性地定向。纤维输送装置60能够经由调节装置V在排放单元12处借助于驱动单元30转动，以定向纤维元件。优选地，根据图5的纤维元件61的输送相对于排放单元12的排放开口2a同心地进行。

借助另一驱动单元31，纤维元件61能够以朝向对象承载件13和远离对象承载件13的方向运动，和/或能够被压紧在待制造的物体50上，这经由上面描述的杠杆27进行。借助切割装置21，在排放开口12a处截断纤维元件61。因此，通过适当的纤维进给和惯性运动以及及时的切断能够确保：纤维元件不从制成的物体50突出。

纤维元件61借助于强制引导器20中的空气或微送料器运送。杠杆27和加热元件40或强制引导器20中的热空气也能够用于：例如有针对性地预热纤维元件61，以便强制引导器与强制引导器的涂料更好地与结构材料连接。借助杠杆27也能够在整个构造工艺期间压紧纤维元件61，以便实现更好地附着在已经构造的底层上。

通过纤维输送装置60能够独立于排放单元12运动或更好地定向的方式，根据图9a至图9f能够实施用于嵌入纤维元件61的不同的几何体。根据图9a和依据图9a的线IXb-IXb的图示出的图9b，纤维元件能够与液滴70成一定空隙地设置。在此，纤维元件61能够但不必也通过相邻的液滴排曲折运动。根据图9c和依据图9c的线IXd-IXd的图示出的图9d，纤维元件61能够直接地插入到相邻的液滴70之间，以使得液体70贴靠纤维元件。根据图9e，还能够通过如下方式提高材料特性：在施加纤维元件61时，液滴70还成排地彼此错开。相对于图9d的实施方式，由此得到液滴70与插入液滴之间的纤维元件61的更高的填料密度。但是根据图9f，纤维元件61也能够嵌入能固化的材料的由排放单元12排放的液滴70中。

不言而喻，能够对该说明进行处于如本发明在此已描述的、优选实施例的特征的同等范围中的各种修改、变化和调整。

附图标记列表

11 构造部位

12 排放单元

12a 排放开口

13 对象承载件

14 封闭元件

16 压力产生单元

17 机器台

18 材料存储器

20 强制引导器

20a 管形元件

20b 端头

21 切割装置

22 支承元件

22a 齿部

23 用于输送纤维元件的轴

24 用于支承元件22的支承件

25 板

26 用于支承杠杆27的轴

27 杠杆

30 驱动单元

30a 从动轮

31 另一驱动单元

40 加热元件

41 压紧杠杆

50 物体

60 纤维输送装置

61 纤维元件

70 液滴

80 控制机构

113 XYZ构造台

V 调节装置。

Claims (16)

1.一种用于由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体(50)的设备，所述设备具有：

-至少一个排放单元(12)，所述至少一个排放单元为构造所述三维物体(50)而具有用于生成式排放所述能固化的材料的至少一个排放开口(12a)，

-至少一个纤维输送装置(60)，所述至少一个纤维输送装置用于输送至少一个纤维元件(61)，以将所述至少一个纤维元件嵌入到由所述至少一个排放单元(12)排放的所述能固化的材料中，其中所述至少一个纤维输送装置(60)为了定向所述至少一个纤维元件而能够相对于所述三维物体的构造进度运动，并且所述至少一个纤维输送装置安装在所述至少一个排放单元(12)上并且能相对于所述至少一个排放单元运动，

其特征在于，所述至少一个纤维输送装置(60)能转动运动地支承在所述至少一个排放单元(12)上并且能够借助于驱动单元(30)围绕所述至少一个排放单元(12)转动。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，为了将所述至少一个纤维元件(61)输送至构造部位(11)，所述至少一个纤维输送装置(60)与用于所述能固化的材料的所述至少一个排放开口(12a)间隔开，以将所述至少一个纤维元件嵌入到由所述至少一个排放单元(12)排放的所述能固化的材料中。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个纤维输送装置(60)经由调节装置(V)的支承元件(22)支承在所述至少一个排放单元(12)上，所述支承元件(22)相对于所述至少一个排放单元(12)的所述至少一个排放开口(12a)同心地设置。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述支承元件(22)由环形成，所述环具有驱动轮，所述驱动轮与所述驱动单元(30)的从动轮(30a)作用连接。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个纤维输送装置(60)铰接式地支承在所述至少一个排放单元(12)上，并且所述至少一个纤维输送装置借助于另一驱动单元(31)能够以朝向对象承载件(13)和远离所述对象承载件(13)的方向运动。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，设置在所述至少一个排放开口(12a)处的所述至少一个纤维输送装置(60)具有用于将所述至少一个纤维元件(61)引导至构造部位(11)的强制引导器(20)、和设置在所述强制引导器(20)的端部处的切割装置(21)。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述强制引导器(20)具有用于输送所述至少一个纤维元件(61)的管形元件(20a)，在所述管形元件中能够借助于空气或微送料器运送所述至少一个纤维元件(61)。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述强制引导器(20)的端头(20b)包括加热元件(40)。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，切割元件(21)集成在所述端头(20b)中。

10.一种用于由至少一种流体相的能固化的材料制造三维物体(50)的方法，其中，

-从至少一个排放单元(12)的至少一个排放开口(12a)排放至少一种所述能固化的材料，以生成式地构造所述三维物体(50)，以及

-借助于安装在所述至少一个排放单元上的至少一个纤维输送装置(60)输送至少一个纤维元件(61)，以将所述至少一个纤维元件嵌入到被排放的至少一种所述能固化的材料中，并且将所述至少一个纤维元件相对于所述三维物体的构造进度定向并且利用所述至少一个排放单元(12)以及相对于所述至少一个排放单元(12)运动，其特征在于，在所述至少一个排放单元(12)处借助于驱动单元(30)使所述至少一个纤维输送装置(60)围绕所述至少一个排放单元(12)转动，以定向所述至少一个纤维元件。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，由相对于所述至少一个排放单元(12)的所述至少一个排放开口(12a)同心地设置的所述至少一个纤维输送装置(60)输送所述至少一个纤维元件(61)。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个纤维元件(61)能够以朝向对象承载件(13)和远离所述对象承载件(13)的方向运动。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，借助于另一驱动单元(31)，所述至少一个纤维元件(61)能够被压到待制造的所述三维物体(50)上。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，能够借助于切割装置(21)在所述至少一个排放开口(12a)处截断所述至少一个纤维元件。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，借助于空气或微送料器在强制引导器(20)中运送所述至少一个纤维元件(61)。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个纤维元件(61)嵌入到至少一种所述能固化的材料的、由所述至少一个排放单元(12)排放的液滴中或者插入到相邻的液滴之间。

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